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通信原理的一些基本概念
2009/6/22

數據傳輸方式:
是指數據在信道上傳送所采取的方式。按數據代碼傳輸的順序可分為并行傳輸和串行傳輸;按數據傳輸的同步方式可分為同步傳輸和異步傳輸;按數據傳輸的流向和時間關系可分為單工、半雙工和全雙工數據傳輸。

并行傳輸:
是將數據以成組的方式在兩條以上的并行信道上同時傳輸。優點:不需要另外措施就實現了收發雙方的字符同步。缺點:需要傳輸信道多,設備復雜,成本高。

串行傳輸:
是數據碼流以串行方式在一條信道上傳輸。優點:該方法易于實現。缺點:為解決收、發雙方碼組或字符同步,需外加同步措施。

字符同步:
在串行傳輸時,接收端如何從串行數據碼流中正確地劃分出發送的一個個字符采取的措施叫。

異步傳輸優缺點:
優點是實現字符同步比較簡單,收發雙方的時鐘信號不需要精確的同步。缺點是每個字符增加了2-3bit,降低了傳輸效率,常用于1200bit/s及其以下的低速傳輸。

同步傳輸:
是以固定時鐘節拍來發送數據信號的。分位定時同步和幀同步。位定時同步又叫比特同步,作用是使數據電路終接設備接收端的位定時時鐘信號和DCE收到的輸入信號同步,以便DCE從接收的信息流中正確識別一個個信號碼元,產生接收數據序列。同步傳輸中,數據的發送是以一幀為單位的。傳輸效率高。適用于速率為2400bit/s及其以上的數據傳輸。

頻帶利用率:
單位頻帶內的調制速率,即每赫茲的波特數。是真正衡量數據傳輸系統的信息傳輸效率。

信道容量:
是指信道在單位時間內所能傳送的最大信息量,即信道的最大傳信速率。

數據信道:
典型的數字信道是平穩、對稱、無記憶的離散信道。平穩的含義是對任何碼元來說,誤碼率Pe的取值都是相同的;對稱是指任何碼元正確傳輸和錯誤傳輸的概率與其他碼元一樣,在錯誤傳輸時一個碼元錯成其他碼元的概率都相同;無記憶是指接收到的第i個碼元,僅與發送的第i個碼元有關,而與第i個碼元以前的發送碼元無關。

奈奎斯特準則:
帶寬為BHz的信道,所能傳送的信號的最高碼元速率為2BBd。

數據通信網:
通常是由硬件和軟件組成,硬件包括數據傳輸設備、數據交換設備和線路;軟件是為支持這些硬件而配置的網路協議。

數據通信網的分類:
按網路拓樸分有星形網、樹形網、網格形網和環形網。按傳輸技術分為交換網和廣播網。交換網又分為電路交換和存儲---轉發交換兩種。電路交換又分為空分交換和時分交換,前者是對模擬信號進行交換,后者采用時分多路復用技術。存儲----轉發交換按交換信息單位的不同又可分為報文交換和分組交換,報文的長度一般為幾千比特,分組長度一般為1000bit左右。

數據通信的特點:
從通信對象來看;從通信內容來看;從通信可靠性來看;從復雜性來看。

隨機信號:
具有隨機性的時間信號。

隨機噪聲:
凡是不能預測的噪聲統稱為隨機噪聲,或簡稱噪聲。

隨機過程的特征:
1、在觀察區間內是一個時間函數。2、任一時刻上觀察到的值是不確定的,是一個隨機變量。每個時間函數稱為一個實現,而隨機過程就可以看成是一個由全部可能的實現構成的總體。

隨機過程:
就是無數樣本函數的集合,或是在時間上連續的無數隨機變量的集合。

平穩隨機過程的重要性:
1、在實際應用中,特別在通信中所遇到的過程大多屬于或很接近平穩隨機過程;2、平穩隨機過程可以用它的一維、二維統計特征很好地描述。

平穩隨機過程:
指它的n維分布函數或概率密度函數不隨時間的平移而變化,或者說不隨時間原點的選取而變化。

廣義平穩隨機過程:
如果隨機過程的數學期望是與時間無關的常數,其平均功率有界,自相關函數僅與時間間隔ι有關,而與時間起點無關,則稱它為。簡稱平穩過程。

各態歷經性:
從隨機過程中得到的任一個實現,好像它經歷了隨機過程的所有可能狀態,因此,用一個實現的時間平均就可以代替它的統計平均。具有各態歷經性的隨機過程可以用時間平均來代替統計平均。
高斯過程:
隨機過程的任意n維分布服從正態分布(n=1,2,……)時,稱為。高斯過程若為廣義平穩的,也必定是狹義平穩的。

高斯過程的重要性:
1、高斯過程的許多性質都能得到解析結果;2、用高斯模型表示物理現象所產生的一些隨機過程,常常是適宜的。在通信信道中的噪聲通常是一種高斯過程。

噪聲:
物理系統中對信號的傳輸與處理起擾亂作用而又不能完全控制的一種不需要的波形。在通信系統中由于電流或電壓的自然起伏所產生的噪聲稱為起伏噪聲。

散粒噪聲:
又稱散彈噪聲,它是由電子器件中電流的離散性質所引起的。它的平均值為零,幅度的概率密度函數為高斯分布。

熱噪聲:
是指導體中電子的隨機運動所產生的一種電噪聲。它是均值為零的高斯分布。

高斯噪聲與白噪聲:
高斯噪聲是指它的統計特性服從高斯分布,并不涉及其功率譜密度的形狀;白噪聲則是就其功率譜密度是均勻分布而言的,而不論它服從什么樣的概率分布。把既服從高斯分布而功率譜密度又是均勻分布的噪聲稱為高斯白噪聲或白色高斯噪聲。熱噪聲和散彈噪聲就是高斯白噪聲。

輸出平穩隨機過程:
平穩隨機過程通過線性系統時,系統的輸出隨機過程也是平衡的。它的數學期望等于輸入平穩隨機過程的數學期望乘以系統的直流傳遞函數;它的功率譜密度等于輸入過程的功率譜密度乘以系統傳遞函數絕對值的平方。 

窄帶隨機過程:
包絡和相位都隨機地緩慢變化的載頻波;兩個互相正交的載頻波的組合。當窄帶隨機過程是零均值平穩高斯過程時,其包絡的概率密度函數服從瑞利分布,隨機相位則在0-2π之間均勻分布;其正交分量和同相分量是相互獨立的平穩高斯過程,它們的數據期望都為零,而方差均與窄帶隨機過程相同。

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