计算机网络课件(最完整版)_139-276.pptx

基带(baseband)信号和

带通(bandpass)信号

(即基本频带信号)——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。

·基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调(modulation)。

——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。

几种最基本的调制方法

·基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行

(modulation)。

·最基本的二元制调制方法有以下几种：

(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。

(FM):载波的频率随基带数字信号而变化。

(PM):载波的初始相位随基带数字信号而变化。

对基带数字信号的几种调制方法

010011100

W

WNWV^W

WWWW

基带信号

调幅

调频

调相

可供选择的相位有12种，

而对于每一种相位有1或

2种振幅可供选择。

□由于4bit编码共有16种不同的

组合，因此这16个点中的每个点可对应于一种4bit的编码。

正交振幅调制QAM

(QuadratureAmplitudeModulation)

若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端进行解调时要正确识别每一种状态就越困难。

2.2.3信道的极限容量

·任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多

种干扰。

·码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。

数字信号通过实际的信道

·有失真，但

实际的信道

(带宽受限、有噪声、干扰和失真)

实际的信道

(带宽受限、有噪声、干扰和失真)

失真大，

发送信号波形

接收信号波形

接收信号波形

发送信号波形

(1)信道能够通过的频率范围

·1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值

O

·在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。

·如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。

(2)信噪比

·香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的信息传输速率。

·信道的极限信息传输速率C可表达为

●C=Wlog₂(1+S/Nb/s

·W为信道的带宽(以Hz为单位);

·S为信道内所传信号的平均功率；

·N为信道内部的高斯噪声功率。

香农公式表明

·信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。

·只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。

●若信道带宽W或信噪比S/N没有上限(当然实际信道不可能是这样的),则信道的极限信息传输速率C也就没有上限。

·实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。

请注意

·对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。这就是用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。

2.3物理层下面的传输媒体

电信领域使用的电磁波的频谱

f(Hz)10010²10⁴1061081010101210410161018102010221024

f(Hz1071081091010101101210¹³10410¹5101

双绞线卫星

同轴电缆地面微波

光纤

海事调幅无线电无线电

调频移动

无线电无线电

电视

无线电

微波

红外线

X射线

Y射线

波段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF

可见光紫外线

6

2.3.1导向传输媒体

·双绞线

·屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)

·无屏蔽双绞线UTP(Unsh