物理層(調製解調)
1. 資料通訊系統3大要素:源系統、傳輸系統、目的系統。
2. 數字訊號不同離散值的基本波形稱為碼元。
3. 來自信源的訊號稱為基帶訊號。
4. 傳輸媒介分為:導引型(雙絞線、同軸電纜、光纖)和非導引型(無線、紅外、大氣鐳射)。
5. 物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體的介面的一些特性。
6. 碼元與Bit:碼元:碼元表示訊號電平變化 ,對應的傳輸速率是波特率,表示每秒鐘訊號電平變化次數。
位元:位元表示一位二進位制,對應的傳輸速率是位元率,表示每秒鐘傳輸二進位制的位數。
碼元與位元的區別:我的理解是多數情況下我們是將高於某電壓小於額限電壓代表1,低於某電壓代表0,這時的碼元和Bit可以看作是相等的。但是,如果電壓有0v、1.5v、3v、4.5v分別代表00、01、10、11,這種情況下僅用用高低兩種電平訊號是不可能表示的,但我們在網路傳輸中的訊號就只有高低電平,應該怎麼解決呢?有兩種方法嘛:一種就是產生某個協議使得傳送方和接收方都預設收到2Bit表示一個數據,這時碼元和Bit也是相等的;另一種是 在傳輸過程中高電平代表2種訊號(假設是10、11),低電平代表2種訊號(假設是00、01),這樣就解決了問題而且實際應用中也是採用這種方式,你可能要問了:這種方式怎麼是實現的? 答:可以採用調相的方式實現,不同的相位表示不同的訊號。現實中的是運用第二種方法來解決這種問題。
7. 在網際網路通訊和多數電子裝置間通訊都是採用高電平為1低電平為0這種碼元與Bit相等的通訊方式。
8. 碼元傳輸速率越高或者傳輸距離越遠,輸出端失真就越嚴重。所以通道中碼元傳輸速率是有上限的,否則會造成碼間串擾,通道頻帶越高可容納的速率也就越大。
9. 夏農定理可以推匯出頻寬受限且有高斯白噪聲的通道最大傳輸速率,但實際中要比推導的傳輸速率低很多。Rmax =B log2(S/N),B代表頻寬,S/N代表噪聲比。
奈奎斯特定理描述的是頻寬受限無噪聲的通道最大傳輸速率:最大傳輸速率為通道頻寬的2倍,Rmax = 2f(bps)。
10. 一個碼元攜帶更多的位元可以提高傳輸速率。
11. 4種通道複用方式:頻分複用、時分複用、波分複用、碼分複用
頻分複用(FDM):相同時間佔用不同頻帶頻寬資源。
時分複用(TDM):等時間間隔傳送時分複用幀,每個幀裡平均包含著多個使用者的資料。
波分複用(CDM):波分複用就是光的頻分複用。
碼分複用(CDMA):俗稱分碼多重進接,1位資料由m個碼片(Bit)組成。m個時間片根據自己定義的某值代表1,那麼這個值的取反則代表0。每個使用者指派唯一mBit碼片序列,每個使用者的碼片序列之間必須正交(同一通道正交訊號不會相互干擾),也就是內積(對應相乘)和為0。碼片自己和自己內積和為1,和自己的反碼內積和為0。收到的碼片與使用者定義的“1”對應碼片序列內積,為1表示收到碼片為1,為-1表示收到碼片為0,為0表示無傳送。
12. 幾種寬頻接入技術:
ADSL技術:對現有模擬電話使用者的改造,其與距離、使用者線徑、資料率密切相關。它的上行(上傳)和下行(下載)是不對稱的。
HFC(光纖同軸混合網):部分光纖部分同軸電纜,靠近使用者端使用的同軸電纜。是目前覆蓋很廣的有線電視網CATV的基礎上開發的。
13. 調製就是用基帶訊號控制載波的幾個引數變換(調幅、調頻、調相)。
14. 序列傳輸中同步傳輸、非同步傳輸是指具有不同特點的傳輸方式,而這兩種傳輸方式都要經過訊號同步這個處理過程,才能使得傳送方和接收方的訊號是一致的。
15. USART同步傳輸、UART非同步傳輸:首先說一個公式吧:時鐘(晶振) = 波特率 * 波特因子
同步傳輸:同步傳輸較非同步傳輸多了一根CLK時鐘線,它一直髮送同步時鐘,用來保證傳送方和接受方時鐘一直處於同步狀態,使接收發送雙方時鐘一致。同步傳輸的單位是幀,每一幀有幀首和幀尾,幀的界限作用,幀首和幀尾的內容
就是資料鏈路層的幀。傳送方接收方接受每Bit速度和波特因子(can通訊中叫時間片)相等,所以每隔一段時間取樣一次就可以得到正確資料。
非同步傳輸:非同步傳輸接收發送雙方的時鐘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。個人認為:接收和傳送每秒傳輸位數相同但是時間片不同,所以應導致取樣點不同,取樣點在