测控原理第四章-数据通信技术.ppt

多路复用技术 由于一条传输线路的能力远远超过传输一个用户信号所需的能力，为了提高线路利用率，让多个信号同时共用一条物理线路。 常用三种方法： 时分复用 TDM（Time Division Multiplexing） --统计时分复用STDM(Statistic TDM) 主要用于数字数据传输,如T1载波，分成 24 个信道 频分复用 FDM（Frequency Division Multiplexing） 波分复用 WDM（Wavelength Division Multiplexing）--光的频分复用 码分复用 CDMA 常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。 各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。 这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。 每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。 串行通信概念 若干个数据设备之间的信息交换称为数据通信。通常数据通信采用两种不同的方式：并行方式和串行方式。 并行方式是指数据的各位同时传送，每一位数据都需要一条传输线，如图9-1（a）所示，8位数据总线的微机系统，一次传送8位数据（1个字节），将需要8条数据线，此外，还需要一条信号线和若干条控制信号线，这种方式仅适合于短距离的数据传输，并行传输的特点是：传输速率快，接口电路简单。 串行传输是指数据中的各位分时传送，此时只需要一条数据线，外加一条公共信号地线和若干条控制信号线。因为一次只能传送一位，所以对于一个字节的数据，至少要分8位才能传送完毕。如图9-1（b）所示。 串行通信的必要过程是：发送时，要把并行数据变成串行数据发送到线路上去，接收时，要把串行信号变成并行数据，才能被计算机及其它设备处理。 串行通信的同步方式与异步方式 异行通信又有两种方式：异步串行通信和同步串行通信。 1、异步串行通信： 特点是：数据以字符为单位传送，在每个字符数据的传送过程中都要加进一些识别信息位和校验信息位，构成一帧字符信息。在发送时，信息位的同步时钟并不发送到线路上去，在数据的发送端和接收端各自有独立的时钟。 异步通信一帧字符信息由四部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。如图9-2所示。有的字符信息也有带空闲位形式，即在字符之间有空闲字符。 异步通信的速率：波特率。即：每秒钟传送二进制数的位数或者是每秒钟所传输的字符数与位数的乘积。 2、同步串行通信 同步串行通信是以数据块方式传输数据。其帧结构为：同步字符SYN、数据块、校验字符CRC。 同步方式需要提供单独的时钟信号，且要求接收器时钟和发送器时钟严格保持同步。 数据传输速率和误码率 波特率（baud）和比特率（bps）： 比特率：每秒钟传送的二进制位数,也称数据传输速率。 S=Blog2V (bps) 其中B为波特率，V为调制信号波的状态数。 波特率：每秒钟信号变化的次数，也称调制速率/码元速率/信号传输速率。 B=1/T (baud), 信号码元的宽度为T秒 B=S/log2V (baud) 波特率与比特率的关系取决于信号值与比特位的关系 例：每个信号值可表示３位，则比特率是波特率的３倍； 每个信号值可表示１位，则比特率和波特率相同。 例：采用8种相位、每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，T=833微秒, 求波特率和比特率。 解：B=1/T=1200 （baud）, S=Blog2V=1200log228 =9600 （bps）. 例：对于比特率为Ｂbps的信道，发送８位所需的时间为 8/B秒，若８位为一个周期Ｔ，则一次谐波的频率是： f1 = B/8 Hz 能通过信道的最高次谐波数目为：N = fc / f1 音频线路的截止频率为3000Hz，则 N = fc / f1 = 3000/(B/8) = 24000/B 结论：即使对于完善的信道，有限的带宽限制了数据的传输速率。 差错控制技术 在美国和其他国家，本地回路还在使用模拟的铜双绞线，且还要使用几十年的时间，因而差错在本地回路还是经常发生。更进一步的是，无线通信变得越来越普遍，差错率要比中间光纤干线大得多。因此传输差错控制仍是未来许多年需要面对的问题。 差错控制技术：使用纠错码传数据，效率低，适用于不可能重传的场合；大