基本概念

• 通訊目的是傳送資訊

• 資料是指傳送資訊的實體，訊號是資料在傳輸過程中的存在形式

• 資料分為模擬資料和數字資料

• 資料的傳輸可以分為序列傳輸和並行傳輸

• 碼元：用一個固定時長的訊號波形來表示一位K進位制數字，，這個時長內的訊號成為K進位制碼元，該時長稱為碼元寬度，有種離散狀態->M進位制碼元

• 通道：通道可視為一條線路的邏輯部件，一條通道最少包含一條傳送通道和一條接收通道

  • 按傳輸形式分類

    • 數字通道
    • 模擬通道

  • 按傳輸介質分類

    • 無線通道
    • 有線通道

• 通訊方式

  • 單向通訊：只有一個方向的通訊，僅需要一條通道
  • 半雙工通訊：通訊雙方都可以通訊，但是在某一時刻只能一方放鬆，不可同時接收和傳送，因此需要兩條通道
  • 全雙工通訊：通訊雙方可以同時傳送和接收訊息，需要兩條通道

• 速率：資料傳輸速率

  • 碼元傳輸速率：波特率，表示單位時間內數字通訊系統中傳輸的碼元個數，單位：波特（Baud)，碼元速率與進位制數無關
  • 資訊傳輸速率：位元率，單位時間內數字通訊系統傳輸的二進位制碼元個數（即位元數），單位：位元/s

• 波特和位元關係：若一個碼元攜帶n位元的資訊量,則M波特率的碼元傳輸速率所對應的資訊傳輸速率為 M*n 位元/秒

奈奎斯特定理和夏農定理

• 影響訊號的因素：
  • 1.碼元傳輸速率
  • 2.噪聲干擾
  • 3.訊號傳輸距離
  • 4.傳輸媒體質量
• 奈氏準則：在理想通道（無噪聲，有限頻寬）的通道中，為了避免碼間串擾，極限碼元傳輸速率為
  2W波特，其中W是理想低通訊道的頻寬

奈氏準則公式：

理想低通道下的極限資料傳輸速率= 2Wlog(2)V

奈氏準則只給定了碼元的傳輸速率的限制，沒有給出資訊傳輸速率的限制

夏農定理

• 夏農定理給出了頻寬受限且有高斯白噪聲干擾的通道的極限資料傳輸速率，此公式可以不產生誤差

通道的極限資料傳輸速率=Wlog(2)(1+S/N)

• S為通道所傳輸訊號的平均功率，N為通道內部的高斯噪聲功率。S/N為信噪比。
• 信噪比 = 10lg(S/N)

編碼與調製

由於資料不論是數字的還是模擬的，為了傳輸最終都要變成訊號，因此轉換成訊號的過程產生了兩種轉換方法,調製和編碼

• 調製：將資料變為模擬訊號
• 編碼：將資料變為數字訊號

數字資料 ——數字傳送器——> 數字訊號
數字資料 ——調製器——> 模擬訊號
模擬資料 ——PCM編碼器——>數字訊號
模擬資料 ——放大器調製器——>模擬訊號

幾種編碼方法

歸零編碼
非歸零編碼
反向歸零編碼
曼徹斯特編碼（因特網傳輸所用編碼）
差分曼徹斯特編碼

電路交換、報文交換、分組交換