第2章宽带无线通信技术基础_123.ppt

第2章 宽带无线通信技术基础;2.1 数字通信系统主要性能指标; 有效性和可靠性是数字通信系统最主要的两方面性能指标。 有效性：传输速率（RB、Rb、码组速率、帧速率等）、频带利用率ηB 。 可靠性：差错率（Pe、Pb 、Pg）、可靠度。;2.1.1 传输速率 ;2．数据信息速率（Rb）;3．RB与Rb的关系;2.1.2 频带利用率;2.1.3 差错率;2．误信率（误比特率）;例：某数字通信系统采用4电平调制，码元传输速率为1200波特， 在半小时内共收到54bit错误信息， 请计算系统的误信率。;2.1.4 可靠度;2.2 传输信道概述; 信道是组成通信系统的三大部分之一，信道的特性直接影响着通信的质量。 信道是指以传输媒介为基础的信号通路，它是传输数据的物理基础。信道的作用就是为了传输信号。（通信的目的是为了传输数据）;2.2.2 信道的分类;（2）广义信道;2．按传输的信号类型分类;3．按信道的使??方式分类;4．按传输媒质分类;5．根据传输序列出错的关系分类;2.2.3 信道容量;1．模拟信道的信道容量 ;得出的几个结论： ① 给定B、S/N，高斯白躁声信道能够保证无差错传输的极限传输速率为C； ② R＞C，则不可能实现无差错传输； ③ 通过B、S/N互换，可以保持C不变； ④ N= n0B，S、n0一定时，B→∞ ≠》C→∞。 ; 香农公式是利用信息论得出的，具有普遍意义；与信号电平级数、采样速度无关；此式仅是上限，难以达到。 信道容量的意义： 当传输速率不大于信道容量时，总可以找到一种方法，实现无差错的传输。但如果想要达到的传输速率大于信道容量，则无论用什么方法，都不可能实现无差错传输。;1948年6月到10月，香农在《贝尔系统技术杂志》上连载发表了《通信的数学原理》。1949年，香农又在该杂志上发表了《噪声下的通信》。这两篇论文为信息论奠定了基础。 人们通常将香农于1948年10月发表的论文《通信的数学原理》作为现代信息论研究的开端。 由于在信息科学领域的卓越贡献，香农被称为 “信息论之父”。;例：已知数据传输信道，信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。;2．数字信道的信道容量 ;例：普通电话线路带宽约3kHz，请计算其传输二进制码元速率极限值；若码元采用16QAM调制，计算其最大信息传输速率。; 对于带宽为3KHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据（例如8QPSK调制方式），信噪比为20dB，问：结合Nyquist定理和Shannon定理计算最大限制的数据速率是多少？;2.3 通信协议和协议分层结构;2．通信协议的三大要素;（2）语义（ Semantics ）;（3）定时关系（ Timing ）;!@#$%^*;图2-3 通信协议示例; 通信协议是一个复杂而庞大的通信规则的集合，它主要完成以下功能。 （1）信号的发送与接收 应规定的内容包括信息传送的格式、接口标准以及启动控制、超时控制等功能。 （2）差错控制 应使终端输出的数据具有一定的差错控制功能，目的终端根据收到的数据可进行相应的检错或纠错操作。;（3）顺序控制 对发送的信息进行编号，以免重复接收或者丢失。 （4）透明性 对传输的信息无限制，也即应采取必要的措施，保证所传送的数据信息为随机的比特序列。 （5）链路控制与管理 控制链路的建立和拆除，显示设备的工作状态等。;（6）流量控制 为了避免链路阻塞，应能调节数据链路的信息流量，能够决定暂停或继续接受信息。 （7）路径选择 确定信息报文通过多个节点和链路到达目的节点的传播路径和最优的路径选择策略。 （8）对话控制 包括信息的处理、信息安全和保密、应用服务等内容。;2.3.2 通信协议的分层;1．通信协议的分层原则;（3）利于标准化;（5）各层彼此独立;2．OSI参考模型及各层功能;图2-4 OSI参考模型 ;（1）物理层（Physical Layer）;（2）数据链路层（Data Link Layer）;（3）网络层（Network Layer）;（4）运输层（Transport Layer）;（5）会话层（Session Layer）;（6）表示层（Presentation Layer）;（7）应用层（Application Layer）; OSI模型的7层协议中，1～3主要是完成数据交换和数据传输，称之为网络低层（通信层），即通信子网，5～7层主要是完成信息处理服务的功能，称之为网络高层，低层与高层之间由第4层衔接。 上面4层也称为用户层。;3．通过网络的OSI模型-电路交换方式;（2）数据传输阶段;4．通过网络的OSI模型-分组交