主要学习：物理层的基本概念，数据通信，码元（波特 带宽 速率），香农定理和奈氏准则

一，物理层的基本概念

1.解决如何传输比特率，而不是指具体的传输媒介

2.任务：确定与接口的一些特性

包括（1）机械特性——引线数目，引脚数量

（2）电气特性：电压范围，传输速率与距离

（3）功能特性：电平表示什么意义

（4）规程特性（过程特性）：各条线路的规程和时序关系

二，数据通信

1.相关术语

（1）数据：传送信息的实体

（2）信号：数据的存在形式

数字信号---离散的；模拟信号---连续的

（3）信源：产生和发送数据的源头

（4）信宿：接收

（5）信道：信号的传输模式，在两者之间

2.三种通信方式

单工：不能反向，需一条信道

半双工：通信双方都可以发送和接受，但不能同时 ，一个时间内只有一个人能操作，需两条信道

全双工：通信双方都可以发送和接受且可以同时，一心可以二用（通常使用），需两条信道

3.两种数据传输方式

串行传输：一个一个传比特

并行传输：多个多个

三，码元，速率，波特，带宽

1.码元：

（1）概念：代表不同离散数值的波形

（2）传递：一个码元可以传递多个比特信息量。在用二进制编码时，只有两种码元0和1；若码元的离散状态有m个时，就称为m进制码元

（3）举例：4进制码元

（4）码元和比特的关系：

一个码元有2个比特，设码元为n，比特为m，则关系为m=log2 n，k进制则代表有k个码元

2.速率

（1）分为码元传输速率和信息传输速率

（2）码元传输速率：表示1s可以传输多少个码元，个数与进制数无关，与信号变化次数有关，单位为波特baud，则1baud=1码元/s，如下图1s可以传递5个码元

 

 （3）信息传输速率：表示1s可以传递多少个比特=比特数*1s中码元个数，单位为b/s

（4）关系：

 3.带宽：最高数据率（最高传输速率，理想型），单位为b/s

 4.练习题

四进制码元则有4个码元，则有m=log 2 4=2个比特 1s中传递了2000个码元，故码元传输速率为2000baud，信息传输速率为2000*2=4000b/s  ；16进制码元则有16个码元，则有m=log 2 16=4个比特，1s中传递了1200个码元，故码元传输速率为1200baud，信息传输速率为1200*4=4800b/s ，综上第二个通信系统传输速率更快，传输速率通常比较的是信息传输速率

四，奈氏定理和香农公式

1.失真

（1）影响失真程度的因素：码元传输速率，信号传输距离，噪声干扰 ，传输媒体质量

（2）失真的一种现象：码间干扰——接收端的码元速率变化太快，判断不清形成了干扰

2.奈氏准则

（1）定义：在理想低通的情况下（有带宽，无噪声），为了避免码间干扰，规定极限码元传输速率为2w baud，w是信道带宽，单位是hz，而信道带宽的单位只在奈氏准则和香农定理里面用hz

（2）计算：（在奈氏准则里面求极限数据传输率）

ps：奈氏准则只规定了码元传输速率的上限，而香农定理才规定了数据传输率上限，而若想提高数据传输率，就设法让每个码元携带更多的比特数，采用多元制调制方法

 （3）练习题

=2*3log2 4=12 错啦 =2*3log2 16=24kb/s

3.香农定理

（1）计算：

 （2）在带宽受限和有噪声的情况下，对数据传输率有上限

（3）ps：若直接告诉信噪比是30，则直接代入下式进行计算，若告诉的是30db，是先代入上式求出s/n，再代入下式进行计算

 

（4）若带宽和信噪比很大，则信息极限传输速率越高

（5）若信息传输速率低于极限信息传输效率，则可以实现无差错的传输

（6）极限值是理想的，实际的比它低很多，噪声很大

（7）练习题：

 30db=10log10（s/n）=》s/n=1000

=wlog2（1+s/n）约等于30kb/s

4.如何在题目中区分是奈氏准则还是香浓准则—均计算取更小的那个值

 理想低通道下的极限数据传输率：=2*4*log2 2=8kb/s

带宽有噪音下的极限数据传输率：=4*log2（1+127）=28kb/s

标签：码元,比特,带宽,传输速率,物理层,2.1,1s,传输率
来源： https://blog.csdn.net/qq_63846121/article/details/123558254