第二章 物理层
计算机网络
物理层
数据通信基础
公共电话交换网
数据通信的理论基础
有导向的传输介质
无线通信
在数据通信中,我们传输的是有限长的一个波形信号。该波形信号称为码元。
码元信号在实际信道中传输会有失真。
实际的信道
(带宽受限、有噪声、干扰和失真)
发送信号波形
接收信号波形
假设码元的时间为T,它的带宽为B。当信道的带宽小于码元带宽时,码元传输就会失真。
又因为码元的时间宽度T与码元带宽B成反比。
所以,若要传输不失真,码元的时间宽度T越小,则所需要的信道带宽B越大。
当信道带宽B为定值时,码元的宽度T的下限是多少?(或者码元速率的上限是多少?)
比如我们传送一个码元“b”
“b” 的ASCII码是“01100010”
0
1
1
0
0
0
1
0
T
根据傅立叶变化,该有限长(码元宽度为T)信号的频率的能量分布如下图所示。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
频率(1/T Hz)
幅度
信道带宽=1/T
信道带宽=2/T
信道带宽=4/T
信道带宽=8/T
数据通信的理论基础
码元长度为T的波形信号通常用几倍于1/T Hz带宽宽度的信道就可以传输了。
到底是几倍取决于实际波形的形状。
最好的波形形状是高斯波形,码元长度为T的高斯波形信号可以用1/2T Hz带宽的信道来传输。
数据通信的理论基础
一般的,我们有下面的结论。
假设一个信道的带宽为B,则最大的码元传输速率是2B。
如果,长度为T的波形信号有V种离散值的信号,其最大比特传输速率为:
如果信道还有噪声(加性高斯白噪声),那么可传输的最大比特传输速率是
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