物理层(调制解调)

1. 数据通信系统3大要素:源系统、传输系统、目的系统。
2. 数字信号不同离散值的基本波形称为码元。
3. 来自信源的信号称为基带信号。
4. 传输媒介分为:导引型(双绞线、同轴电缆、光纤)和非导引型(无线、红外、大气激光)。
5. 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性。
6. 码元与Bit:码元:码元表示信号电平变化 ,对应的传输速率是波特率,表示每秒钟信号电平变化次数。
    比特:比特表示一位二进制,对应的传输速率是比特率,表示每秒钟传输二进制的位数。
    码元与比特的区别:我的理解是多数情况下我们是将高于某电压小于额限电压代表1,低于某电压代表0,这时的码元和Bit可以看作是相等的。但是,如果电压有0v、1.5v、3v、4.5v分别代表00、01、10、11,这种情况下仅用用高低两种电平信号是不可能表示的,但我们在网络传输中的信号就只有高低电平,应该怎么解决呢?有两种方法嘛:一种就是产生某个协议使得发送方和接收方都默认收到2Bit表示一个数据,这时码元和Bit也是相等的;另一种是  在传输过程中高电平代表2种信号(假设是10、11),低电平代表2种信号(假设是00、01),这样就解决了问题而且实际应用中也是采用这种方式,你可能要问了:这种方式怎么是实现的?  答:可以采用调相的方式实现,不同的相位表示不同的信号。现实中的是运用第二种方法来解决这种问题。
7. 在互联网通信和多数电子设备间通信都是采用高电平为1低电平为0这种码元与Bit相等的通信方式。
8. 码元传输速率越高或者传输距离越远,输出端失真就越严重。所以信道中码元传输速率是有上限的,否则会造成码间串扰,信道频带越高可容纳的速率也就越大。
9. 香农定理可以推导出带宽受限且有高斯白噪声的信道最大传输速率,但实际中要比推导的传输速率低很多。Rmax =B log2S/N),B代表带宽,S/N代表噪声比。 
    奈奎斯特定理描述的是带宽受限无噪声的信道最大传输速率:最大传输速率为信道带宽的2倍,Rmax = 2fbps)。
10. 一个码元携带更多的比特可以提高传输速率。
11. 4种信道复用方式:频分复用、时分复用、波分复用、码分复用
      频分复用FDM):相同时间占用不同频带带宽资源。
      时分复用TDM):等时间间隔发送时分复用帧,每个帧里平均包含着多个用户的数据。
      波分复用CDM):波分复用就是光的频分复用。
      码分复用(CDMA):俗称码分多址,1位数据由m个码片Bit)组成。m个时间片根据自己定义的某值代表1,那么这个值的取反则代表0。每个用户指派唯一mBit码片序列,每个用户的码片序列之间必须正交(同一信道正交信号不会相互干扰),也就是内积(对应相乘)和为0。码片自己和自己内积和为1,和自己的反码内积和为0。收到的码片与用户定义的“1”对应码片序列内积,为1表示收到码片为1,为-1表示收到码片为0,为0表示无发送。

12. 几种宽带接入技术:

      ADSL技术:对现有模拟电话用户的改造,其与距离、用户线径、数据率密切相关。它的上行(上传)和下行(下载)是不对称的。

      HFC(光纤同轴混合网):部分光纤部分同轴电缆,靠近用户端使用的同轴电缆。是目前覆盖很广的有线电视网CATV的基础上开发的。
13. 调制就是用基带信号控制载波的几个参数变换(调幅、调频、调相)。
14. 串行传输中同步传输、异步传输是指具有不同特点的传输方式,而这两种传输方式都要经过信号同步这个处理过程,才能使得发送方和接收方的信号是一致的。
15. USART同步传输、UART异步传输:首先说一个公式吧:时钟(晶振) = 波特率 * 波特因子
      同步传输:同步传输较异步传输多了一根CLK时钟线,它一直发送同步时钟,用来保证发送方和接受方时钟一直处于同步状态,使接收发送双方时钟一致。同步传输的单位是帧,每一帧有帧首和帧尾,帧的界限作用,帧首和帧尾的内容
      就是数据链路层的帧。发送方接收方接受每Bit速度和波特因子(can通信中叫时间片)相等,所以每隔一段时间采样一次就可以得到正确数据。
      异步传输:异步传输接收发送双方的时钟是有可容忍的偏差的,但是波特率是一致的,所以按照公式波特因子也就不同了。个人认为:接收和发送每秒传输位数相同但是时间片不同,所以应导致采样点不同,采样点在此文章中有讲解。

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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