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通信原理的一些基本概念
2009/6/22

数据传输方式:
是指数据在信道上传送所采取的方式。按数据代码传输的顺序可分为并行传输和串行传输;按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输;按数据传输的流向和时间关系可分为单工、半双工和全双工数据传输。

并行传输:
是将数据以成组的方式在两条以上的并行信道上同时传输。优点:不需要另外措施就实现了收发双方的字符同步。缺点:需要传输信道多,设备复杂,成本高。

串行传输:
是数据码流以串行方式在一条信道上传输。优点:该方法易于实现。缺点:为解决收、发双方码组或字符同步,需外加同步措施。

字符同步:
在串行传输时,接收端如何从串行数据码流中正确地划分出发送的一个个字符采取的措施叫。

异步传输优缺点:
优点是实现字符同步比较简单,收发双方的时钟信号不需要精确的同步。缺点是每个字符增加了2-3bit,降低了传输效率,常用于1200bit/s及其以下的低速传输。

同步传输:
是以固定时钟节拍来发送数据信号的。分位定时同步和帧同步。位定时同步又叫比特同步,作用是使数据电路终接设备接收端的位定时时钟信号和DCE收到的输入信号同步,以便DCE从接收的信息流中正确识别一个个信号码元,产生接收数据序列。同步传输中,数据的发送是以一帧为单位的。传输效率高。适用于速率为2400bit/s及其以上的数据传输。

频带利用率:
单位频带内的调制速率,即每赫兹的波特数。是真正衡量数据传输系统的信息传输效率。

信道容量:
是指信道在单位时间内所能传送的最大信息量,即信道的最大传信速率。

数据信道:
典型的数字信道是平稳、对称、无记忆的离散信道。平稳的含义是对任何码元来说,误码率Pe的取值都是相同的;对称是指任何码元正确传输和错误传输的概率与其他码元一样,在错误传输时一个码元错成其他码元的概率都相同;无记忆是指接收到的第i个码元,仅与发送的第i个码元有关,而与第i个码元以前的发送码元无关。

奈奎斯特准则:
带宽为BHz的信道,所能传送的信号的最高码元速率为2BBd。

数据通信网:
通常是由硬件和软件组成,硬件包括数据传输设备、数据交换设备和线路;软件是为支持这些硬件而配置的网路协议。

数据通信网的分类:
按网路拓朴分有星形网、树形网、网格形网和环形网。按传输技术分为交换网和广播网。交换网又分为电路交换和存储---转发交换两种。电路交换又分为空分交换和时分交换,前者是对模拟信号进行交换,后者采用时分多路复用技术。存储----转发交换按交换信息单位的不同又可分为报文交换和分组交换,报文的长度一般为几千比特,分组长度一般为1000bit左右。

数据通信的特点:
从通信对象来看;从通信内容来看;从通信可靠性来看;从复杂性来看。

随机信号:
具有随机性的时间信号。

随机噪声:
凡是不能预测的噪声统称为随机噪声,或简称噪声。

随机过程的特征:
1、在观察区间内是一个时间函数。2、任一时刻上观察到的值是不确定的,是一个随机变量。每个时间函数称为一个实现,而随机过程就可以看成是一个由全部可能的实现构成的总体。

随机过程:
就是无数样本函数的集合,或是在时间上连续的无数随机变量的集合。

平稳随机过程的重要性:
1、在实际应用中,特别在通信中所遇到的过程大多属于或很接近平稳随机过程;2、平稳随机过程可以用它的一维、二维统计特征很好地描述。

平稳随机过程:
指它的n维分布函数或概率密度函数不随时间的平移而变化,或者说不随时间原点的选取而变化。

广义平稳随机过程:
如果随机过程的数学期望是与时间无关的常数,其平均功率有界,自相关函数仅与时间间隔ι有关,而与时间起点无关,则称它为。简称平稳过程。

各态历经性:
从随机过程中得到的任一个实现,好像它经历了随机过程的所有可能状态,因此,用一个实现的时间平均就可以代替它的统计平均。具有各态历经性的随机过程可以用时间平均来代替统计平均。
高斯过程:
随机过程的任意n维分布服从正态分布(n=1,2,……)时,称为。高斯过程若为广义平稳的,也必定是狭义平稳的。

高斯过程的重要性:
1、高斯过程的许多性质都能得到解析结果;2、用高斯模型表示物理现象所产生的一些随机过程,常常是适宜的。在通信信道中的噪声通常是一种高斯过程。

噪声:
物理系统中对信号的传输与处理起扰乱作用而又不能完全控制的一种不需要的波形。在通信系统中由于电流或电压的自然起伏所产生的噪声称为起伏噪声。

散粒噪声:
又称散弹噪声,它是由电子器件中电流的离散性质所引起的。它的平均值为零,幅度的概率密度函数为高斯分布。

热噪声:
是指导体中电子的随机运动所产生的一种电噪声。它是均值为零的高斯分布。

高斯噪声与白噪声:
高斯噪声是指它的统计特性服从高斯分布,并不涉及其功率谱密度的形状;白噪声则是就其功率谱密度是均匀分布而言的,而不论它服从什么样的概率分布。把既服从高斯分布而功率谱密度又是均匀分布的噪声称为高斯白噪声或白色高斯噪声。热噪声和散弹噪声就是高斯白噪声。

输出平稳随机过程:
平稳随机过程通过线性系统时,系统的输出随机过程也是平衡的。它的数学期望等于输入平稳随机过程的数学期望乘以系统的直流传递函数;它的功率谱密度等于输入过程的功率谱密度乘以系统传递函数绝对值的平方。 

窄带随机过程:
包络和相位都随机地缓慢变化的载频波;两个互相正交的载频波的组合。当窄带随机过程是零均值平稳高斯过程时,其包络的概率密度函数服从瑞利分布,随机相位则在0-2π之间均匀分布;其正交分量和同相分量是相互独立的平稳高斯过程,它们的数据期望都为零,而方差均与窄带随机过程相同。

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