text: 数据通信选修笔记(一)chapter1&2 数据通信的基本概念与信号原创
  BrilandLiu
  总体来说，和计算机网络的知识重叠性很高。
  数据通信 Data Communication发生在人与机，机器与机器之间的数据传输，包括传输前后的而一些必要处理(如数据集中、交换等)。
  能够用计算机处理数字、文字、符号等。
  模拟信号(analog)是连续量，数字信号(digital)是离散量。
  模拟通信数字通信
  定义 :利用正弦波的幅度，频率和相位的变化，或利用脉冲的幅度，宽度或位置变化来模拟原始信号，已达到通信的目的用数字信号作为载体来传输信息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式
  通信方式 :信号中某个参量 连续 变化 信号中某个参量 离散 取值
  通信要求 :高保真地复现信息 正确判断离散值
  质量准则 :信噪比 错误率(差错率)
  基本问题 :参数估值方法 统计判决理论
  信源 (消息)-->发送设备(信号)-->信道(信号)-->接收设备(消息)-->信宿△从信源传出的是message(消息)，经过发送设备之后就转换为了digital(信号)
  △信道上会有噪声，也就是损耗和干扰。
  ①用以传输模拟信号的信道叫做 模拟信道 ;
  ②用以传输数字信号的信道叫 数字信道 。
  报文:需要通信的信息(数据)，包括文本、图片、声音等;发送方:发送数据报文的设备，可以是计算机，工作站等;
  接收方:接收数据报文的设备。
  介质:报文从发送方传输到接收方的物理通路，包括双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等;
  协议:控制数据通信的一套规则。
  线路配置(Line Configuration):是两个或两个以上的通信设备连接到链路的方式;(点到点和多点)
  链路(Link):是指数据从一个设备传输到另一个设备的物理路径。
  连接(Connection):一个实实在在存在的连接;而链路是跑数据的过程。
  1)数字通信可以利用微电子和数据处理技术使得通信可行性提高;2)便于得到计算机等设备的支持，利用这些设备的优点处理复杂的通信，实现比模拟电话网更强的多功能计算网;
  3)利用数据传输的先进技术，如数字信号中的编码，调制，解调，解码等来改进信号的质量。
  可以采用时分、码分等多路复用技术 (模拟信号只限于采用频分多路复用)从而更充分利用信道容量。
  也是ISDN的基础;
  4)抗干扰能力增强(只要不是足够大即可出去)，也就是信号传输的距离可以更远，尤其是数字信号通过中继器再生可以消除积累，理论上数字信号不可传送无限远;
  5)实现远距离控制，如由雷达、导弹、数字通信及组成的自动化防空系统;
  6)易于集成化，体积小，重量轻。
  1)需要完整的频带(Frequency bandwidth)，意思是模拟通信需要的带宽比数字通信要小得多。
  数字通信要克服这一问题，则需要:
  ①采用高带宽信道，比如光纤;
  ②采用频带压缩技术等。
  模拟通信数字通信 优点:直观，容易实现 保密性强、抗干扰能力强、信道容量利用率高、易于集成化、实现远程控制和构建综合数字通信网 缺点:保密性差，抗干扰能力弱 占用频带较宽;技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高;进行模拟或数字信号转换时会带来量化误差数字通信既可以传输数字信号也可以传输模拟信号;
  **频谱:**信号所包含的所有频率分量的集合，指的是带宽内的元素，通过频域图表示;**带宽:**信号频谱的宽度，信号所包含的频率分量的范围;
  **数据传输率:**它是衡量系统传输能力的主要指标。
  一般来说，一个消息的不确性越大，则它的信息量就越大。
  I=log2M
  【M是信号的取值数。】
  Information--二进制信息(信号);
  Message--信息;
  信息为天气“阴、晴、雨、雪、雾、霜、雹、云”
  则M，也就是Message，具有八种状态，则当要用二进制表示这八种情况的时候，
  I= log2M =3 ,也就是可以用000,001,010,……
  ,111来表示这八种状态，用三位就可以表示八种状态。
  数据传输率有以下几种不同的定义:
  Code rate--码元速率或调制速率;
  BIt rate--比特率(传输率)
  单位时间内通过传输新到的位数，记做:rb
  RB与rb不同，但存在如下关系:
  **频带利用率:**单位频带内允许的最大比特传输率;
  数据系统的有效性:
  传递:系统必须能将数据传输到正确的目的地;
  准确:系统必须能准确地传递数据;
  及时:系统必须能及时地传递数据。
  码元差错率(Pe)Pe = 误码数 / 码元总数
  误码数--ne;码元总数--ng
  比特差错率
  在传输的比特总数中发生差错的比特数所占的比例(平均值)，在二进制中，以上连个属性相等。
  广义上，信号是随时间变化的某种物理量;严格来说，信号是消息的表现形式与传送载体。
  根据时间函数取值是否连续，可以分为连续信号(模拟信号)和离散信号(数字信号)。
  简单信号:不能分解为更简单的模拟信号，比如正弦波;
  复合信号:可以分解为多个正弦波。
  结论: 为了接收数字信号的精确副本，所有频率的分量都必须通过介质传输;如果部分分量没有通过介质传输过来，就会接收端信号的变形。
  数字信号是复合信号，如果不能全部传送过来，就无法还原出原来的信息。
  数字信号可以被分解为无穷多个不同的谐波，这意味着我们在传输介质上发送数字信号时，其实是在发送无穷多的简单信号(谐波)。
  只要送前十次就可以了。
  一个任意的周期信号，可以用此表示为无穷多个谐波之和。
  【T为周期】
  这个证明式子叫做sine - cosine
  描述正弦波的三个要素:振幅，最大振幅。
  周期:单位是秒。
  相位:描述了波形中相对于时间零点的位置，以度或弧度为单位。
  比特间隔:发送一比特需要的时间;
  比特率:一秒钟内的比特间隔数，常用bps做单位。
  1)幅-频特性是均匀的(无衰减);2)相-频特性是现性的。
  在实际信道中:
  1)具有低通性;
  2)其相频特征亦非直线;
  3)距离越长，损耗越大，因此经常加入中继器来再生波。
  在保证允许的失真条件下， 信道的频带越宽，能够得到的最大的数据传输率就越高，传输的有效信号越好。
  即: 信道传输率与频道带宽成正比;
  数据传输率越高，能通过的谐波数就越少，少于十次谐波的时候就不能还原信息了，所以用电话线传输，为保证能识别出信号，要取2400b/s的数据传输率。
  (如果是四进制信号，则速率最大可达到4800bps;如果是八进制信号，则速率最大可达到9600bps)
  可以证明，通过十次谐波后，基本上就能识别出原来的信号了。
  (也就是说不用传输无穷多信号，传输十次即可。