注:blog支持的markdown语法不齐全,网页阅读体验差

数据通信系统

数据通过数据链路,在传输信道上传输
数据链路:

传输控制器:传输控制
信道:

$$C=Blog2(1+S/N)$$

无噪声信道容量:

$$C=2Blog2M$$

信噪比:(S/N)=10*lg($P_S$/$P_N$)
M:进制数

数字数据传输信道(PCM)

多路复用

频分复用

调制解调
串扰:各路信号之间的干扰

时分复用

比特交织 or 字符交织
码间串扰,信道利用率低

数据序列的电信号表达

单极性不归零信号

单极性归零信号

双极性不归零信号

双极性归零信号

差分信号

变为1,不变为0

基带传输系统

不搬移基带信号频谱直接传输

奈奎斯特第一准则

具有理想低通特性,截止频率为f时,采样频率为2f,此时不产生码间串扰

$$B = 2W(band)$$

假设有一个模拟信号，它的最高频率成分是 4 kHz。按照奈奎斯特第一准则，为了准确地采样和重建这个信号，我们需要以8 kHz（2 * 4 kHz）的采样频率进行采样。

假设我们有一个带宽为 1 kHz 的信道。根据奈奎斯特第一准则，为了避免码间串扰，我们的码元传输速率应该是带宽的两倍，即 2 kHz。

现在，我们考虑每个码元代表一个二进制位。如果我们以 2 kHz 的速率传输，每个码元的持续时间为 1/2 Hz = 0.5 毫秒。这意味着在每个 0.5 毫秒的时间内，我们可以传输一个二进制位。

奈奎斯特第二准则

有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，就能使频带利用率达到理论上的最大值，同时又可降低对定时精度的要求

总的来说,奈奎斯特的总的准则体现为

$$C=Blog2(1+S/N)$$

$$C=2Blog2M$$

实现为部分响应系统

扰乱和解扰

example:
输入X=abcdefg,Y=(1 ⊕ $D^M$)X
X=abcdefg
$D^M$X=00...00abcdefg M个0
Y=X ⊕ $D^M$X

频带传输系统

调制解调,调制乘载波,解调再乘载波,解调之后采样的即为原始波形(不考虑噪声)

$$e(t)=s(t)*coswt$$

正交调制

$$e(t)=s(t)*coswt+s(t)*cos(wt+pi/2)$$

差错控制

信息码(k)+监督吗(r)=码组(n)

4种方式

1. 检错重发
   1. 停发等候重发:确认后发下一个
   2. 返回重发:重发错误之后的已经发送的所有
   3. 选择重发:发错误的那一个
2. 前向纠错
3. 混合纠错检错
4. 信息反馈

汉明码距

汉明码距为$d_m$,至少能检e<=$d_m$-1个错,纠($d_m$-1)/2个错

二维奇偶校验码

汉明码

循环码

差错控制协议

1. 停止等待(等待确认,超时,重发)
2. 自动重发
   1. 连续ARQ(错误,超时,重发所有已经发送的) 只有发送端需要缓存
   2. 选择重发ARQ(只重发错误的) 双方都需要缓存

数据交换

1. 电路交换
2. 报文交换(相比于分组,传输的是整个数据包)
3. 分组交换
   1. 数据报
   2. 虚电路
4. 帧中继
5. ATM交换

OSI

• 应用层
• 表示层
• 会话层:逻辑连接
• 运输层:单位是报文
• 网络层:单位是分组
• 数据链路层:单位是帧
  • 帧控制
  • 透明传输
  • 差错控制
  • 流量控制
  • 链路管理
  • 异常恢复
• 物理层:单位是bit

HDLC

标志字段	地址字段	控制字段	信息字段	校验字段	标志字段
01111110		ISU帧		FCS(除标志外的所有)	0111110
8 bit	8~16 bit	8~16 bit	8n bit	16~32 bit	8 bit

控制字段:

	1	2	3	4	5/9	6/10...
信息帧(I帧)	0	N(S)	<-	<-	P/F	N(R)
监控帧(S帧)	1	0	S	<-	P/F	N(R)
无编号帧(U帧)	0	1	M	<-	P/F	M

N(S):发送端发送帧的编号
N(R):准备接受的对方的帧的编号,即对N(R)-1的确认
P/F:主站1表示授权次站传输,次站传输1时表示结束.总的来说,1表示开始和结束,过程中为0

X.25

主要功能是虚电路的建立和释放

• 物理层
• 链路层
• 分组层(网络层)
  • 建立虚电路连接
  • 恢复差错

功能:

1. 帧控制
2. 透明传输
3. 差错控制
4. 流量控制
5. 链路管理
6. 异常状态的恢复

滑动窗口

帧中继

最大帧长至少1600byte

标志	地址字段	信息字段	校验字段	标志
F(01111110)	A	I	FCS	F(01111110)

• 高效
• 经济
• 可靠
• 灵活
• 长远

少量控制内容在地址字段内

拥塞控制策略

1. 终点控制
2. 源点控制

ATM

cell(信元)固定长度5+48byte
HEC检验头部何时开始

NGN(下一代网络)

核心是软交换

Q&A

电话网络0_4k(3003400)