信道特性

前言

本章偏计算、含有大量公式
建议多做题和重复回顾
本章网络规划可能占比2-3分
重点掌握奈奎斯特定理、CRC、信道延迟、MLT-3

信道特性

信道带宽

信道带宽用W表示
其次信道分为两个类型模拟信道、数字信道

模拟信道

求模拟信道的带宽，使用公式W=f2-f1
f2是信道最高频率
f1是信道最低频率
单位是Hz

数字信道

数字信道是离散信道
带宽为信道能够到达的最大数据传输速率
单位是bit/s

码元和码元速率

码元

一个数字脉冲称为一个码元
就是一个周期内发送的信号

码元速率

也叫波特率
指的是在一个单位时间里面
信道内传送的码元的个数

需要注意的是
如果码元宽度为T（这个码元宽度可以理解成脉冲周期）
则码元速率B=1/T
单位是波特Baud

公式可理解为求2的n次方=N
比如N=16，n=log2 16 = 4

奈奎斯特定理

该定理指定是在一个理想没有干扰和噪声的环境信道中
如果信道带宽为W
那么最大码元速率=B=2W单位波特Baud
求极限数据速率公式为

数据速率 = 码元速率 x 每个码元携带的信息量

香农定理

香农定理比较符合实际
求在一个有噪声干扰的环境中的极限数据速率和带宽之间的关系

极限速率公式为：

分贝与信噪比关系公式：

W为带宽、S为信号平均功率，N为噪声平均功率，S/N为信噪比
考试中一般会直接告诉你dB分贝，需要你根据得到的dB分贝，结合公式逆向算出信噪比
比如告诉你dB是10，让你求S/N

关系梳理

调制技术决定了码元种类数，也就是N

QPSK调制技术，N=4
DPSK调试技术，N=2

例题

注意一字符=8bit，而题目中写出了每个字符包含了多少个位，那么就是
1+7+1+2=11位，也就是11bit

信道延迟

信道延迟
主要和发送端（源端）与接收端（宿端）的距离有关
并且也与信道速率有关系

这里我们需要记住三个物理传播速率单位

• 光速速率=300000km/s = 300m/us
• 电缆速率=67%光速=200000km/s=200m/us
• 卫星速率=270ms，往返540ms

时间换算单位

• 1S=1000ms
• 1ms = 1000us

线路延迟

线路延迟=线路长度/传播速度
比如1000米的电缆，求他的延时
1/200000=5us
或者
1000/200=5us

发送延迟

发送延迟=数据帧大小/速率
比如100M的线路，发送1000字节数据
求他的延时

# 一字节等于8bit，1000字节换算：
1000x8 = 8000 bit
# 100M线路，这个M是mbps，换算成bit
100x1000000=10000000
# 根据发送延迟公式求的
8000/10000000=8/10000=0.00008/s
0.00008/s*1000*1000=80us

例题