数据通信基础第三章.ppt

数据传输有哪些方式？ 何为信道？ 信道的种类 光纤 光纤传输信号方式 3.2.1 恒参信道及其对信号传输的影响 光纤信道的特点 通信容量大。 传输距离远，损耗小。 不导电 适应恶劣环境，节省资源。 轻便，容易铺设 再生中继器 无线信号接收和发送设备 L:1.0-2.0 GHZ S:2.0-4.0 GHZ C:4.0-8.0 GHZ X:8.0-12.4GHZ Ku:12 - 18GHZ K:18 – 27 GHZ Ka:27- 40 GHZ 3.2.2 随参信道及其对信号传输的影响 3.3 信道容量 1.连续信道的信道容量 在连续信道中，假设信道的带宽为B(Hz)，信道输出的信号平均功率为S(W)及输出加性高斯白噪声平均功率为N(W)，该信道的信道容量为 C = Blog2(1+S/N) (bit/s) 由于噪声功率N与信道带宽B有关，故若噪声单边功率频谱密度为n0，噪声功率N等于n0B ，则 C = Blog2(1+S/ n0B) (bit/s) 1．若提高信噪比S/N，则信道容量C也提高； 2．若n0→0，则C→∞，这意味着无干扰信道容量为无穷大； 3．若增加信道带宽B，则信道容量C也增加，但不能无限制的增加，即当B→∞时，C→1.44S/ n0； 4．C一定时，B与S/N可进行互换； 5．若信源的信息速率R小于或等于信道容量C，则理论上可实现无误差（任意小的差错率）传输。若RC，则不可能实现无误差传输。 例题3-1 若信道带宽为3000HZ，信号噪声功率比为30dB,求信道 容量。 解 因为10lg（S/N）=30dB,所以S/N=1000，则该信道容 量为： C=B㏒2(1+ S/N)=3000 ㏒ 2(1+1000) ≈30kbit/s 例题3-2 已知一首压缩过的双通道立体声歌曲的信息量为9.36×106 bit,歌曲 长度为5分钟，通过电话信道播放，已知电话信道带宽 B=3kHz,要使接 收端能听到清晰的歌曲，则信道的信噪比S/N应为多少？ (㏒2 X ≈3.32lg X ) 解 歌曲的信息传输速率为 R=9.36×106 /(5×60)=3.12×104bit/s 则信道的容量C至少要等于R，即 S/N=2C/B-1 ≈1000 即要求的信噪比大约为30dB。 例题3-4 已知某未经压缩的彩色电视图像由480000个像素组成，每个像素的色彩和 亮度使用32位二进制数来描述。如果彩色电视播放的帧率（每秒钟播放的画面数 目，单位是帧/S）30帧/S 。那么该信号无失真传输的信道容量是多少？若干信 道的信噪比是40dB,那么传送该彩色电视图像需要的信道带宽是多少？ 解 每幅图像的信息量是 480000×3215.36×106bit 则该信源的信息速率为 R=15.36×106 ×30 ≈ 4.6×108bit/s 所以所需的最小信道容量为 C= R≈ 4.6×108bit/s 信道带宽B=C/ ㏒2(1+ S/N) ≈4.6×108 /(3.32×4)=3.46×107 Hz 2.离散信道的信道容量 根据奈奎斯特准则，带宽为B的信道所能传输 的信号的最高码元速率为2B Baud。因此离散信道的 信道容量C可表示为 C=2B ㏒2M bit/s 其中，M为码元符号所能取得离散值的个数，即M进 制。 例题3-4 设离散信道的带宽为3000HZ，采用八进制传输，计算无 噪声时该离散信道的信道容量。 解 C=2B㏒2M=2×3000 ㏒ 2 8≈18000bit/s 已知某信源发送10Mbit的信息，设信道带宽为8kHz,信噪比为20dB,问传送这一信息需要多长时间？ 课后作业 P57 4 、10 * * 通讯与信息学院 蔡燕 3.3 有线信道 3.4 无线信道 3.2 信道的传输特性 3.5 数据传输的信道容量 3.1 信道概述 第3章 信道 3.1 信道概述 本节内容提要： 传输信道是任何通信系统中必不可少的组成部分，信道的传输性如何将直接影响系统的信能。 本节将介绍通信信道的基本概念、各种传输介质的特性、信道的分类等内容。 3.1.2 传输信