Q&A

• Q1:為什么有統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用肉迫？
  A：統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM（Statistic TDM）時(shí)一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，能明顯地提高信道的利用率稿黄。STDM幀不是固定分配時(shí)間間隙喊衫，而是按需動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙。

• Q2:頻分復(fù)用和波分復(fù)用關(guān)系杆怕。
  A：波分復(fù)用WDM（Wavelength Division Multiplexing）就是光的頻分復(fù)用FDM（Frequency Division Multiplexing）族购。其使用一根光纖同時(shí)傳輸多個(gè)載波信號(hào)。

• Q3:*** CMDA如何理解陵珍？
  A：碼分復(fù)用CDM（Code Division Multiplexing）時(shí)一種共享信道方法寝杖。CDMA（Code Division Multiple Access）即碼分多址。
  碼分多址：

  • 同頻帶互纯，異碼型朝墩，不干擾。
  • 抗干擾伟姐，白噪聲收苏，不發(fā)現(xiàn)。
    碼片序列（chip sequence）：
    • 每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短間隔->碼片（chip）
    • 每一個(gè)站點(diǎn)指派唯一m bit碼片序列：

    if（要發(fā)送比特1）
          發(fā)送m bit碼片序列
    else if（要發(fā)送比特0）
          發(fā)送碼片序列的二進(jìn)制反碼
    

    • 例如愤兵，S站8 bit碼片序列為11101101
      按照慣例將0寫(xiě)作-1鹿霸，1寫(xiě)作+1,則

       if(發(fā)送比特1）
          發(fā)送（+1 +1 +1 -1 +1 +1 -1 +1）
      else if（發(fā)送比特0）
          發(fā)送（-1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1）
      

    • 碼片必須各不相同，互相正交（orthogonal）秆乳。

  例題：2-16 共有 4 個(gè)站進(jìn)行碼分多址 CDMA 通信懦鼠。4 個(gè)站的碼片序列為:

  站點(diǎn)	碼片序列
  A	(-1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)
  B	(-1 –1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)
  C	(-1 +1 –1 +1 +1 +1 -1 -1)
  D	(-1 +1 –1 –1 -1 –1 +1 -1)

  現(xiàn)收到這樣的碼片序列:

  S	(-1 +1 –3 +1 -1 –3 +1 +1)

  問(wèn)哪個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)了?發(fā)送數(shù) 據(jù)的站發(fā)送的 1 還是 0?
  解：

  S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1， A 發(fā)送 1
  S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1屹堰， B 發(fā)送 0 
  S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0肛冶， C 無(wú)發(fā)送 
  S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1， D 發(fā)送 1
  

• Q4:什么叫寬帶網(wǎng)絡(luò)扯键？
  A：雙向速率之和大于200kbit／s睦袖。至2015年1月，下行25Mbit／s荣刑，上行3Mbit/s馅笙。

• Q5:ADSL是什么？她有什么特點(diǎn)厉亏？
  A：非對(duì)稱數(shù)字用戶線ADSL（Aysmmetric Digital Subscriber Line）時(shí)用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有模擬電話進(jìn)行改造董习，使其承載數(shù)字業(yè)務(wù)。

  • 下行帶寬（從ISP（Internet Service Provider）到用戶）遠(yuǎn)大于上行寬帶（從用戶到ISP）

2.1 物理層的基本概念

物理層的協(xié)議常稱為物理層規(guī)程（procedure）
物理層的主要任務(wù)：確定與傳輸媒體的接口相關(guān)的一些特性爱只，即

2.2 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

源系統(tǒng)->傳輸系統(tǒng)->目的系統(tǒng)
源系統(tǒng)一般包括以下兩個(gè)部分：

• 源點(diǎn)
• 發(fā)送器

目的系統(tǒng)一般也包括以下兩個(gè)部分：

• 接收器
• 終點(diǎn)

術(shù)語(yǔ)

2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念

信道（channel）：像某一個(gè)方向傳輸信息的媒體。一條通信電路往往包含一條發(fā)送信道和一條接受信道窝趣。

（1）常用編碼方式

（2）基本的帶通調(diào)制（modulation）方法

2.2.3信道的極限容量

奈式準(zhǔn)則

1924年蔗喂，奈奎斯特（Nyquist）推導(dǎo)出了著名的奈氏準(zhǔn)則。他提出了在假定的理想條件下高帖，為了避免碼間串?dāng)_，碼元的傳輸速率的上限值畦粮。

奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出在理想低通信道下的最高碼元傳輸速率的公式:
理想低通信道的最高碼元傳輸速率 = 2W Baud
這里W是理想低通信道①的帶寬,單位為赫(Hz);
Baud是波特,是碼元傳輸速率的單位,1波特為每秒傳送1個(gè)碼元.
上式就是著名的奈氏準(zhǔn)則.奈氏準(zhǔn)則的另一種表達(dá)方法是:每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元.

2-06 數(shù)據(jù)在信道中的傳輸速率受哪些因素的限制?信噪比能否任意提高?香農(nóng)公式在數(shù) 據(jù)通信中的意義是什么?“比特/秒”和“碼元/秒”有何區(qū)別? 答:限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個(gè):
(1)在任何信道中散址，碼元傳輸速率是有上限的，傳輸速率超過(guò)此上限宣赔，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重 的碼元間串?dāng)_的問(wèn)題预麸，使接收端對(duì)碼元的判決(即識(shí)別)成為不可能。
(2)由于噪聲會(huì)使接收端對(duì)碼元的判決產(chǎn)生錯(cuò)誤(1 判決為 0 或 0 判決為 1)儒将。所以信 噪比要限制在一定范圍內(nèi)吏祸。由香農(nóng)公式可知，信息傳輸速率由上限钩蚊。
信噪比越大贡翘，量化性能越好;均勻量化的輸出信噪比隨量化電平數(shù)的增加而提高;非均 勻量化的信號(hào)量噪比，例如 PCM 隨編碼位數(shù) N 指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)砰逻，DPCM 與頻率有關(guān)等鸣驱。但實(shí)際 信噪比不能任意提高，都有一定限制蝠咆。例如增加電平數(shù)會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)的成本提高踊东，制作工藝 復(fù)雜等。
香農(nóng)公式的意義在于:只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率刚操，就一定可以找到某種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的傳輸闸翅。

信噪比

2-08 假定要用 3kHz 貸款的電話信道傳送 64kb/s 的數(shù)據(jù)(無(wú)差錯(cuò)傳輸)，試問(wèn)這個(gè)信道應(yīng) 該具有多高的信噪比(分別用比值和分貝來(lái)表示)菊霜，這個(gè)結(jié)果說(shuō)明什么問(wèn)題?
答:S/N=3x1024Hz／64kb/s=64.2dB 是個(gè)信噪比很高的信道

香農(nóng)公式

信道的極限信息傳輸速率C是
C=Wlog2(1+S/N) bit/s

符號(hào)	含義	單位
C	極限信息傳輸速率	bit／s
W	信道帶寬	Hz
S	平均功率
N	高斯噪聲功率

2-09 用香農(nóng)公式計(jì)算一下:假定信道帶寬為 3100Hz坚冀，最大信息傳輸速率為 35kb/s，那么 若想使最大信息傳輸速率增加 60%鉴逞。問(wèn)信噪比 S/N 應(yīng)增大到多少倍?如果在剛才計(jì)算出的基 礎(chǔ)上將信噪比 S/N 再增大到 10 倍遗菠，問(wèn)最大信息傳輸速率能否再增加 20%

答:奈氏準(zhǔn)則:每赫帶寬的理想低通信道是最高碼元傳輸速率是每秒 2 個(gè)碼元。香農(nóng)公式則 表明了信道的帶寬或信道中的信噪比越大华蜒，則信息的極限傳輸速率就越高辙纬。根據(jù)香農(nóng)公式， 計(jì)算信道的極限信息傳輸速率 C 為:C=log2(1+S/N)b/s;根據(jù)公式叭喜，可以計(jì)算出贺拣，信噪比 S/N 應(yīng)增大到 100 倍。如果在此基礎(chǔ)上將信噪比 S/N 再增大 10 倍，最大信息速率只能再增加 18.5% 左右譬涡。

Q：如何提高信息傳輸速率闪幽？A：讓每一個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量

2-07 假定某信道受奈氏準(zhǔn)則限制的最高碼元速率為 2000 碼元/秒。如果采用振幅調(diào)制涡匀，把 碼元的振幅劃分為 16 個(gè)不同等級(jí)來(lái)傳送盯腌，那么可以獲得多高的數(shù)據(jù)率(b/s)?
答:80000 b/s

2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體

2.4信道復(fù)用技術(shù)

復(fù)用（multiplexing）：是通信技術(shù)中的基本概念，允許用戶使用一個(gè)共享信道進(jìn)行通信陨瘩，降低成本腕够，提高利用率。

三種主要服用方式

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章物理層 (1).png