2.1.2 数据通信中的主要技术指标 1
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1
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1.数据传输速率 1
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1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数,单位为位/秒,记作bps或b/s。 1
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计算公式: S=1/T*log2N(bps) ......⑴ 1
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式中 T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒; 1
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N为一个码元所取的离散值个数。 1
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通常 N=2K,K为二进制信息的位数,K=log2N。 1
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N=2时,S=1/T,表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。 1
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2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数,单位为波特,记作Baud。 1
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计算公式: B=1/T (Baud) ......⑵ 1
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式中 T为信号码元的宽度,单位为秒. 1
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信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。 1
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由⑴、⑵式得: S=B*log2N (bps) ......⑶ 1
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或 B=S/log2N (Baud) ......⑷ 1
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[例1]采用四相调制方式,即N=4,且T=833x10-6秒,则 1
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S=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) 1
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B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud) 1
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2.信道容量 1
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1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率,单位:位/秒(bps) 1
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信道容量与数据传输速率的区别是,前者表示信道的最大数据传输速率,是信道传输数据能力的极限,而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。 bqEQP3t^
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2)离散的信道容量 bqEQP3t^
奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系: bqEQP3t^
B=2*H (Baud) ......⑸ bqEQP3t^
奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式: bqEQP3t^
C=2*H*log2N (bps) ......⑹ bqEQP3t^
式中 H为信道的带宽,即信道传输上、下限频率的差值,单位为Hz; bqEQP3t^
N为一个码元所取的离散值个数。 bqEQP3t^
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[例2]普通电话线路带宽约3kHz,则码元速率极限值B=2*H=2*3k=6kBaud ; bqEQP3t^
若码元的离散值个数N=16,则最大数据传输速率C=2*3k*log216=24kbps。 bqEQP3t^
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3)连续的信道容量 bqEQP3t^
香农公式--带噪信道容量公式: bqEQP3t^
C=H*log2(1+S/N) (bps) ......⑺ bqEQP3t^
式中 S为信号功率, bqEQP3t^
N为噪声功率, bqEQP3t^
S/N为信噪比,通常把信噪比表示成10lg(S/N)分贝(dB)。 bqEQP3t^
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[例3]已知信噪比为30dB,带宽为3kHz,求信道的最大数据传输速率。 bqEQP3t^
∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000 bqEQP3t^
∴ C=3klog2(1+1000)≈30k bps bqEQP3t^
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3.误码率--二进制数据位传输时出错的概率。 bqEQP3t^
它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中,一般要求误码率低于10-6,若误码率达不到这个指标,可通过差错控制方法检错和纠错。 bqEQP3t^
误码率公式: bqEQP3t^
Pe=Ne/N ......⑻ bqEQP3t^
式中 Ne为其中出错的位数; bqEQP3t^
N 为传输的数据总数。 bqEQP3t^
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2.1.3 通信方式 bqEQP3t^
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1.并行通信方式 bqEQP3t^
并行通信传输中有多个数据位,同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备,还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据,不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快,处理简单