第+2+章+++數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)(N)

1、 2006工程兵工程學(xué)院 計算機教研室計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用（第2版）第2章第第2 2章章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)本章重點：本章重點：n通信方式；通信方式；n傳輸媒體；傳輸媒體； n信號調(diào)制技術(shù)；信號調(diào)制技術(shù)； n差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)通信基本知識數(shù)據(jù)通信基本知識本講重點：本講重點：n通信方式；通信方式；n數(shù)字通信與模擬通信。數(shù)字通信與模擬通信。2.1.1 通信方式通信方式n數(shù)據(jù)通信方式有單工、半雙工與全雙工通數(shù)據(jù)通信方式有單工、半雙工與全雙工通信三種。信三種。1.單工通信單工通信n在單工信道上信息只能在一個方向傳送。發(fā)送方在單工信道上信息只能在一個方向傳送。發(fā)送方不能接收，接收

2、方不能發(fā)送。不能接收，接收方不能發(fā)送。單向傳輸且固定傳輸方向單向傳輸且固定傳輸方向2.半雙工通信半雙工通信n通信雙方可以交替發(fā)送和接收信息，但不能同時發(fā)通信雙方可以交替發(fā)送和接收信息，但不能同時發(fā)送和接收。在一段時間內(nèi)，信道的全部帶寬用于一送和接收。在一段時間內(nèi)，信道的全部帶寬用于一個方向上的信息傳遞。個方向上的信息傳遞。任一時刻只能單向傳輸，任一時刻只能單向傳輸，但可以改變傳輸方向但可以改變傳輸方向3.全雙工通信全雙工通信n這是一種雙向可同時進行信息的傳遞的通信方式。這是一種雙向可同時進行信息的傳遞的通信方式。允許同時進行雙向傳輸允許同時進行雙向傳輸2.1.2 數(shù)字通信和模擬通信數(shù)字通信和模

3、擬通信n數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別n數(shù)字信號和模擬信號失真原因數(shù)字信號和模擬信號失真原因n數(shù)字信號再生和模擬信號放大過程數(shù)字信號再生和模擬信號放大過程n數(shù)字信號優(yōu)于模擬信號的地方數(shù)字信號優(yōu)于模擬信號的地方n數(shù)字信號適用環(huán)境數(shù)字信號適用環(huán)境n數(shù)字通信數(shù)字通信：指通過在物理鏈路上傳送數(shù)字：指通過在物理鏈路上傳送數(shù)字信號達到數(shù)據(jù)傳輸目的的傳輸系統(tǒng)。信號達到數(shù)據(jù)傳輸目的的傳輸系統(tǒng)。n模擬通信模擬通信：是指通過在物理鏈路上傳送模：是指通過在物理鏈路上傳送模擬信號達到數(shù)據(jù)傳輸目的的傳輸系統(tǒng)。擬信號達到數(shù)據(jù)傳輸目的的傳輸系統(tǒng)。 t v (a)基帶信號基帶信號 t v (b)模擬信號模擬

4、信號 用兩種電平表示數(shù)字用兩種電平表示數(shù)字0 0和和1 1的信號，也稱基帶的信號，也稱基帶信號。信號。幅度連續(xù)的信號。幅度連續(xù)的信號。數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別：數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別：n由于物理鏈路存在電阻、電感和電抗，信由于物理鏈路存在電阻、電感和電抗，信號經(jīng)過物理鏈路傳播會引發(fā)衰減，衰減程號經(jīng)過物理鏈路傳播會引發(fā)衰減，衰減程度和物理鏈路的長度成正比。度和物理鏈路的長度成正比。n所有非正弦周期信號可以由一系列不同頻所有非正弦周期信號可以由一系列不同頻率的正弦信號疊加而成，而物理鏈路對不率的正弦信號疊加而成，而物理鏈路對不同頻率的正弦信號所造成的衰減不同，因同頻率的正弦信號所造成的衰減不同，

5、因此，信號經(jīng)過物理鏈路傳播就會造成失真。此，信號經(jīng)過物理鏈路傳播就會造成失真。數(shù)字和模擬信號失真的原因：數(shù)字和模擬信號失真的原因：失真從字義上理解是指信失真從字義上理解是指信號形狀發(fā)生了變化。但這號形狀發(fā)生了變化。但這里是指構(gòu)成信號的各次諧里是指構(gòu)成信號的各次諧波之間關(guān)系發(fā)生變化。波之間關(guān)系發(fā)生變化。 (a)基帶信號失真情況基帶信號失真情況 物理鏈路物理鏈路 (b)模擬信號失真情況模擬信號失真情況 物理鏈路物理鏈路 對于模擬信號，簡單的對于模擬信號，簡單的放大無法解決失真問題。放大無法解決失真問題。基帶信號再生過程基帶信號再生過程:n由于基帶信號只有兩種幅度值，通過設(shè)置一個閾由于基帶信號只有兩

6、種幅度值，通過設(shè)置一個閾值，可以將失真后的信號重新分為兩種幅度的信值，可以將失真后的信號重新分為兩種幅度的信號，但有一定的要求：號，但有一定的要求：n不要出現(xiàn)失真使原來低電平信號的幅度高于閾值不要出現(xiàn)失真使原來低電平信號的幅度高于閾值n不要出現(xiàn)失真使原來高電平信號的幅度低于閾值不要出現(xiàn)失真使原來高電平信號的幅度低于閾值n這樣基帶信號是可以恢復(fù)的。這樣基帶信號是可以恢復(fù)的。 用閾值確定信號的幅度用閾值確定信號的幅度 閾值閾值 用同步技術(shù)調(diào)整用同步技術(shù)調(diào)整 不同電平信號的寬度不同電平信號的寬度 圖圖2.6 基帶信號再生過程基帶信號再生過程將失真后的基帶信號通過閾值重新確定將失真后的基帶信號通過閾值

7、重新確定信號電平、用同步重新確定不同電平信信號電平、用同步重新確定不同電平信號的寬度的過程稱為號的寬度的過程稱為信號再生信號再生。模擬信號放大過程：模擬信號放大過程：n對于模擬信號由于是幅度連續(xù)的信號，只能通過對于模擬信號由于是幅度連續(xù)的信號，只能通過用放大電路放大信號的方法來彌補信號衰減，但用放大電路放大信號的方法來彌補信號衰減，但由于構(gòu)成模擬信號的不同諧波信號的衰減程度不由于構(gòu)成模擬信號的不同諧波信號的衰減程度不同，用放大電路放大信號的方法不僅不能解決信同，用放大電路放大信號的方法不僅不能解決信號失真，反而會增加信號的失真程度。號失真，反而會增加信號的失真程度。n數(shù)字通信好于模擬通信的原因

8、：數(shù)字通信好于模擬通信的原因：n發(fā)送和處理設(shè)備大多是數(shù)字設(shè)備，容易接收、處發(fā)送和處理設(shè)備大多是數(shù)字設(shè)備，容易接收、處理和輸出數(shù)字信號。理和輸出數(shù)字信號。n數(shù)字信號容易再生，在存在中繼電路的情況下，數(shù)字信號容易再生，在存在中繼電路的情況下，遠距離傳輸不失真。遠距離傳輸不失真。n有些物理鏈路，如光纖適合傳輸數(shù)字信號，而這有些物理鏈路，如光纖適合傳輸數(shù)字信號，而這樣的物理鏈路正逐漸成為信號的主要傳輸通路。樣的物理鏈路正逐漸成為信號的主要傳輸通路。數(shù)字信號也是由多數(shù)字信號也是由多 次諧波信號構(gòu)成。次諧波信號構(gòu)成。同樣存在失真，而且傳輸速同樣存在失真，而且傳輸速率越高、傳輸距離越遠，失率越高、傳輸距離越

9、遠，失真越嚴重。真越嚴重。適合高帶寬線路，近距離傳適合高帶寬線路，近距離傳輸環(huán)境。輸環(huán)境。不適合低帶寬線路，不適合低帶寬線路，遠距離傳輸環(huán)境：遠距離傳輸環(huán)境：用用戶線戶線。無噪聲情況下，單次諧波信號只有衰減，沒有失真：無噪聲情況下，單次諧波信號只有衰減，沒有失真：可用于低帶寬線路、遠距離傳輸環(huán)境。可用于低帶寬線路、遠距離傳輸環(huán)境。數(shù)字信號適用環(huán)境數(shù)字信號適用環(huán)境:主要內(nèi)容主要內(nèi)容n同軸電纜；同軸電纜；n雙絞線；雙絞線；n光纖；光纖；n三種傳輸媒體的性能區(qū)別；三種傳輸媒體的性能區(qū)別；n傳輸媒體和網(wǎng)絡(luò)特性。傳輸媒體和網(wǎng)絡(luò)特性。2.2 2.2 傳輸媒體傳輸媒體n傳輸媒體也稱傳輸介質(zhì)或傳輸媒體，它是傳

10、輸媒體也稱傳輸介質(zhì)或傳輸媒體，它是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中信號發(fā)送器和接收器之間數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中信號發(fā)送器和接收器之間的物理通路。的物理通路。n兩類傳輸媒體：兩類傳輸媒體：n導(dǎo)向傳輸媒體：導(dǎo)向傳輸媒體：n非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體導(dǎo)向傳輸媒體：導(dǎo)向傳輸媒體：一、同軸電纜一、同軸電纜（Coaxial Cable） 中心導(dǎo)體中心導(dǎo)體 絕緣層絕緣層 外導(dǎo)體屏蔽層外導(dǎo)體屏蔽層 絕緣保護套絕緣保護套 中心導(dǎo)體傳輸信號；中心導(dǎo)體傳輸信號；外導(dǎo)體屏蔽層作為地線；外導(dǎo)體屏蔽層作為地線；接地好壞影響信號傳輸質(zhì)量。接地好壞影響信號傳輸質(zhì)量。n同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、絕緣

11、層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護塑料外層所組成，如圖蔽層以及保護塑料外層所組成，如圖 2.7 所示。所示。n這種結(jié)構(gòu)中的金屬屏蔽網(wǎng)可防止中心導(dǎo)體向外輻射電磁波，這種結(jié)構(gòu)中的金屬屏蔽網(wǎng)可防止中心導(dǎo)體向外輻射電磁波，也可用來防止外界電磁場干擾中心導(dǎo)體的信號，因而具有很也可用來防止外界電磁場干擾中心導(dǎo)體的信號，因而具有很好的抗干擾特性，被廣泛用于較高速率的數(shù)據(jù)傳輸。好的抗干擾特性，被廣泛用于較高速率的數(shù)據(jù)傳輸。n通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將其分為通常按特性阻抗數(shù)值的不同，將其分為基帶同軸電纜基帶同軸電纜（50 同軸電纜）和同軸電纜）和寬帶同軸電纜寬帶同軸電纜（75 同軸電纜）。同軸電纜）。二、雙絞

12、線二、雙絞線（Twist Pair，TP）n把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線用規(guī)則的方法扭絞起來就構(gòu)成了把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線用規(guī)則的方法扭絞起來就構(gòu)成了雙絞線雙絞線，如圖所示。，如圖所示。n互絞可以使線間及周圍的電磁干擾最小互絞可以使線間及周圍的電磁干擾最小。-螺旋絞合的雙導(dǎo)線螺旋絞合的雙導(dǎo)線-每根每根4對、對、25對、對、1800對對-典型連接距離典型連接距離100m(LAN)-RJ-45插座、插頭插座、插頭-優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：成本低成本低組裝密度高、節(jié)省空間組裝密度高、節(jié)省空間安裝容易安裝容易(綜合布線系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng))平衡傳輸（高速率）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般抗干擾性一般連接距離短連接距離短

13、應(yīng)用領(lǐng)域：電話網(wǎng)絡(luò)、計算機應(yīng)用領(lǐng)域：電話網(wǎng)絡(luò)、計算機局域網(wǎng)局域網(wǎng)內(nèi)導(dǎo)體芯線內(nèi)導(dǎo)體芯線絕緣絕緣內(nèi)屏蔽內(nèi)屏蔽外屏蔽外屏蔽外套外套用于星形以太網(wǎng)。用于星形以太網(wǎng)。支持全雙工通信方式。支持全雙工通信方式。容易布線。容易布線。 集線器集線器或交換機或交換機 n雙絞線按其是否有屏蔽，可分為雙絞線按其是否有屏蔽，可分為屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線和和非屏非屏蔽雙絞線蔽雙絞線。n屏蔽雙絞線：屏蔽雙絞線：以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少n非屏蔽雙絞線：非屏蔽雙絞線：雙絞線外無任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛雙絞線外無任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛 屏蔽層屏蔽層 銅線銅線 絕緣層絕緣層 外套外套 銅線銅

14、線 絕緣層絕緣層 外套外套 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線n適用于計算機網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)適用于計算機網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)UTP有：有：n5類：類：100Mbps；n5e類：類：1KMbps；n6類：類：1Gbps。三、光纖三、光纖（Optical Fiber）n光導(dǎo)纖維電纜，簡稱光導(dǎo)纖維電纜，簡稱光纜光纜，是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中，是網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)中性能最好、應(yīng)用前途廣泛的一種。以金屬導(dǎo)體性能最好、應(yīng)用前途廣泛的一種。以金屬導(dǎo)體為核心的傳輸介質(zhì)，其所能傳輸?shù)臄?shù)字信號或為核心的傳輸介質(zhì)，其所能傳輸?shù)臄?shù)字信號或模擬信號，都是電信號。模擬信號，都是電信號。n光纖光纖依靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播依

15、靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播n優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：n傳輸帶寬高：傳輸帶寬高：僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（100Gb/s）n傳輸損耗小，適合長距離傳輸傳輸損耗小，適合長距離傳輸n抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好n輕便輕便n價格較高價格較高n需要光電轉(zhuǎn)換需要光電轉(zhuǎn)換n纖芯材料：纖芯材料：n塑料塑料n二氧化硅二氧化硅 （高純玻璃）（高純玻璃）n光纖傳輸光纖傳輸原理原理光的反射光的反射n光從折射光從折射率高的率高的介質(zhì)入射到折射介質(zhì)入射到折射率低的率低的介質(zhì)時會產(chǎn)生介質(zhì)時會產(chǎn)生折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的

16、折射率。當(dāng)當(dāng)入射角入射角臨界值臨界值時時產(chǎn)生全反射，不會泄漏。產(chǎn)生全反射，不會泄漏。n纖芯纖芯折射率高折射率高，玻璃包層玻璃包層折射率低折射率低n亮度調(diào)制亮度調(diào)制：有有光光脈沖脈沖-1，無，無光光脈沖脈沖-0n光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測器光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測器n光源光源：發(fā)光二極管發(fā)光二極管/激光二極管激光二極管n光檢測器光檢測器：光電二極管光電二極管PIN/雪崩二極管雪崩二極管APDn單向傳輸，雙向需兩根光纖單向傳輸，雙向需兩根光纖n應(yīng)用領(lǐng)域：局域網(wǎng)主干、電信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器連接應(yīng)用領(lǐng)域：局域網(wǎng)主干、電信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器連接圖圖 光線射入到光纜和包層界面時的情況光線射入到光纜和包層界面

17、時的情況 n多模光纖多模光纖(MMF)n多模光纖采用發(fā)光二極管產(chǎn)生可見光作為光源多模光纖采用發(fā)光二極管產(chǎn)生可見光作為光源,定向性較差。當(dāng)光纖芯線的直徑比光波波長大很定向性較差。當(dāng)光纖芯線的直徑比光波波長大很多時，由于光束進入芯線中的角度不同傳播路徑多時，由于光束進入芯線中的角度不同傳播路徑也不同也不同,這時光束是以多種模式在芯線內(nèi)不斷反這時光束是以多種模式在芯線內(nèi)不斷反射而向前傳播。多模光纖的傳輸距離一般在射而向前傳播。多模光纖的傳輸距離一般在2km以內(nèi)。以內(nèi)。 多束光線以不同的反射角傳播多束光線以不同的反射角傳播激光器激光器包層，折射率低包層，折射率低纖芯，折射率高纖芯，折射率高亮度調(diào)制亮度

18、調(diào)制光檢波器光檢波器n單模光纖單模光纖(SMF)：光纖的直徑光纖的直徑接近接近一個光波波長一個光波波長n單模光纖采用注入式激光二極管作為光源，激光單模光纖采用注入式激光二極管作為光源，激光的定向性強。單模光纖的芯線直徑一般為幾個光的定向性強。單模光纖的芯線直徑一般為幾個光波的波長，當(dāng)激光束進人玻璃芯中的角度差別很波的波長，當(dāng)激光束進人玻璃芯中的角度差別很小時，能以單一的模式無反射地沿軸向傳播。小時，能以單一的模式無反射地沿軸向傳播。 激光器激光器光檢波器光檢波器單束光線沿直線傳播單束光線沿直線傳播n多模單模光纖的本質(zhì)是光纖直徑；多模單模光纖的本質(zhì)是光纖直徑；n光纖直徑大，多束光進入，導(dǎo)致色散。

19、光纖直徑大，多束光進入，導(dǎo)致色散。n單模光纖用于高速、遠距離；單模光纖用于高速、遠距離；n多模光纖用于低速、近距離；多模光纖用于低速、近距離； 雙絞線雙絞線費用低。費用低。距離短（距離短（100m)。光纖光纖適合戶外鋪設(shè)；適合戶外鋪設(shè)；無中繼傳輸距離遠；無中繼傳輸距離遠；費用高。費用高。典型的光纜單芯光纜單芯光纜多芯光纜多芯光纜玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外殼外殼常見規(guī)格：常見規(guī)格：纖纖芯芯50um緩變型緩變型-MMF 62.5um緩變型緩變型/增強型增強型-MMF 8.3um突變型突變型-SMF 包層包層125um高密度多芯

20、光纜剖面結(jié)構(gòu)芯芯封套封套外套外套加強芯加強芯光纖光纖外鞘外鞘加強芯加強芯光纖束光纖束三種傳輸媒體比較三種傳輸媒體比較n隨著綜合布線系統(tǒng)的興起和普及，星形和隨著綜合布線系統(tǒng)的興起和普及，星形和樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為主流，同軸電纜及對應(yīng)樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為主流，同軸電纜及對應(yīng)的總線形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已退出市場；的總線形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已退出市場；n雙絞線便宜、鋪設(shè)方便，但無中繼傳輸距雙絞線便宜、鋪設(shè)方便，但無中繼傳輸距離短、易受電磁干擾；離短、易受電磁干擾；n光纖不受電磁干擾、無中繼傳輸距離遠、光纖不受電磁干擾、無中繼傳輸距離遠、傳輸速率高，但費用高。傳輸速率高，但費用高。2.3 2.3 信號調(diào)制技術(shù)信號調(diào)制技術(shù)本講主要內(nèi)

21、容本講主要內(nèi)容n引入信號調(diào)制技術(shù)的原因；引入信號調(diào)制技術(shù)的原因；n振幅鍵控調(diào)制技術(shù)；振幅鍵控調(diào)制技術(shù)；n移頻鍵控調(diào)制技術(shù)；移頻鍵控調(diào)制技術(shù)；n移相鍵控調(diào)制技術(shù)；移相鍵控調(diào)制技術(shù)；n正交幅度調(diào)制技術(shù)。正交幅度調(diào)制技術(shù)。一、引入信號調(diào)制技術(shù)的原因一、引入信號調(diào)制技術(shù)的原因n基帶信號由多次諧波信號組成；基帶信號由多次諧波信號組成；n多次諧波信號構(gòu)成的帶寬和基帶信號傳輸速多次諧波信號構(gòu)成的帶寬和基帶信號傳輸速率成正比；率成正比；n信號失真和信號頻率范圍與傳輸距離成正比。信號失真和信號頻率范圍與傳輸距離成正比。低帶寬、遠距離信道不適合傳輸基帶信號！低帶寬、遠距離信道不適合傳輸基帶信號！因此，可以將數(shù)字信

22、號因此，可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成單次諧波信號后，轉(zhuǎn)換成單次諧波信號后，通過類似用戶線這樣的通過類似用戶線這樣的低帶寬、遠距離線路進低帶寬、遠距離線路進行傳輸。行傳輸。數(shù)字通信由于失真問題，數(shù)字通信由于失真問題，只適合高帶寬線路，近距只適合高帶寬線路，近距離傳輸環(huán)境。離傳輸環(huán)境。但對于存在需要較遠距離但對于存在需要較遠距離無中繼通信且線路帶寬較無中繼通信且線路帶寬較低的應(yīng)用環(huán)境，如：低的應(yīng)用環(huán)境，如：用戶用戶線線，不適合進行，不適合進行數(shù)字通信。數(shù)字通信。但是在無噪聲情況下，單但是在無噪聲情況下，單次諧波信號只有衰減，沒有次諧波信號只有衰減，沒有失真：可用于低帶寬線路、失真：可用于低帶寬線路、遠距離

23、傳輸環(huán)境。遠距離傳輸環(huán)境。這種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成這種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成單次諧波信號的技術(shù)就是單次諧波信號的技術(shù)就是信號調(diào)制技術(shù)信號調(diào)制技術(shù)。一、引入信號調(diào)制技術(shù)的原因一、引入信號調(diào)制技術(shù)的原因調(diào)制解調(diào)技術(shù)n調(diào)制技術(shù)是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的技術(shù)，解調(diào)制技術(shù)是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的技術(shù)，解調(diào)技術(shù)則是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程。調(diào)技術(shù)則是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程。n數(shù)字信號是直接表示二進制數(shù)數(shù)字信號是直接表示二進制數(shù)0 0和和1 1的信號，它具有的信號，它具有兩種不同的狀態(tài)。而用于調(diào)制數(shù)字信號的模擬信號兩種不同的狀態(tài)。而用于調(diào)制數(shù)字信號的模擬信號是正弦波信號（這里被稱為載波信號），它具

24、有三是正弦波信號（這里被稱為載波信號），它具有三個基本特征：幅值、頻率和相位。因此，可用兩個個基本特征：幅值、頻率和相位。因此，可用兩個基本特征不同的模擬信號表示數(shù)字信號的兩種不同基本特征不同的模擬信號表示數(shù)字信號的兩種不同的狀態(tài)，因而引出三種基本調(diào)制技術(shù)：調(diào)幅、調(diào)頻的狀態(tài)，因而引出三種基本調(diào)制技術(shù)：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。和調(diào)相。n調(diào)制原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量調(diào)制原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量( (幅度幅度、頻率頻率、相位相位) )進行調(diào)制。進行調(diào)制。幾個相關(guān)概念幾個相關(guān)概念n碼元碼元(Code cell)：時間軸上的一個信號編碼單元。：時間軸上的一個信號編碼單元。n比特（比特（bit）

25、：）：即一個二進制位。即一個二進制位。n比特率：比特率：為每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)（即為每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)（即數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送速率）。傳送速率）。n波特（波特（Baud）：）：碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?。碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?。n波特率：波特率：為每秒傳送的碼元數(shù)（即信號傳送速率）。為每秒傳送的碼元數(shù)（即信號傳送速率）。t碼元碼元1碼元碼元2碼元碼元3碼元碼元4碼元碼元5信號信號n比特率、波特率和信號編碼級數(shù)的關(guān)系如下：比特率、波特率和信號編碼級數(shù)的關(guān)系如下： Rbit = Rbaud log2M 上式中：上式中： M信號的編碼級數(shù)，信號的編碼級數(shù)，Rbit比特率，比特率，Rbaud波特率波特率n一個信號往往可以攜帶多

26、個二進制位，所以在固定一個信號往往可以攜帶多個二進制位，所以在固定的信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。換句的信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。換句話說，話說，一個碼元中可以傳送多個比特一個碼元中可以傳送多個比特。n例如：當(dāng)波特率為例如：當(dāng)波特率為9600時時(每秒傳送每秒傳送9600個個碼元碼元)n若若M=2，數(shù)據(jù)傳輸率為，數(shù)據(jù)傳輸率為9600b/sn若若M=16，數(shù)據(jù)傳輸率為，數(shù)據(jù)傳輸率為38.4kb/s數(shù)字信號數(shù)字信號1 1和和0 0兩種狀態(tài)。兩種狀態(tài)。用 一 種 幅 值 的用 一 種 幅 值 的載波信號表示載波信號表示1 1對應(yīng)的狀態(tài)。對應(yīng)的狀態(tài)。用另一種幅值的載波信號表用另一種

27、幅值的載波信號表示示0 0對應(yīng)的狀態(tài)。但兩種載對應(yīng)的狀態(tài)。但兩種載波信號的其他兩種特征：頻波信號的其他兩種特征：頻率和相位相同。率和相位相同。如 果 載 波 信 號 頻 率 如 果 載 波 信 號 頻 率 2400Hz,2400Hz,如何計算數(shù)字信號如何計算數(shù)字信號的傳輸速率？的傳輸速率？二、振幅鍵控調(diào)制技術(shù)二、振幅鍵控調(diào)制技術(shù)C=W0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 圖圖2.17 ASK2.17 ASK調(diào)制過程調(diào)制過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)字信號數(shù)字信號載波信號載波信號用載波的兩種不同幅度的載波信號表示用載波的兩種不同幅度的載波信號表示0和和1。振幅。振幅鍵控法鍵控法ASK信號實現(xiàn)容易，技術(shù)簡單

28、，但抗干擾能信號實現(xiàn)容易，技術(shù)簡單，但抗干擾能力較差。是一種效率相當(dāng)?shù)偷恼{(diào)制技術(shù)。力較差。是一種效率相當(dāng)?shù)偷恼{(diào)制技術(shù)。三、移頻鍵控調(diào)制技術(shù)三、移頻鍵控調(diào)制技術(shù)移頻鍵控調(diào)制技術(shù)移頻鍵控調(diào)制技術(shù)(FSK)(FSK) 數(shù)字信號數(shù)字信號1 1和和0 0兩種狀態(tài)。兩種狀態(tài)。用一種頻率的用一種頻率的載波信號表示載波信號表示1 1對應(yīng)的狀態(tài)。對應(yīng)的狀態(tài)。用另一種頻率的載波信號用另一種頻率的載波信號表示表示0 0對應(yīng)的狀態(tài)。但兩種對應(yīng)的狀態(tài)。但兩種載波信號的其他兩種特征：載波信號的其他兩種特征：幅值和相位相同。幅值和相位相同。0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 用載波的兩個不同頻率表示用載波的兩個不同

29、頻率表示0和和1。移頻鍵控。移頻鍵控FSK信號實現(xiàn)容易，技術(shù)簡單，抗干擾能力較強，是信號實現(xiàn)容易，技術(shù)簡單，抗干擾能力較強，是目前最常用的調(diào)制方法之一。目前最常用的調(diào)制方法之一。四、移相鍵控調(diào)制技術(shù)四、移相鍵控調(diào)制技術(shù)移相鍵控調(diào)制技術(shù)(PSK) 數(shù)字信號數(shù)字信號1 1和和0 0兩種狀態(tài)。兩種狀態(tài)。用 一 種 相 位用 一 種 相 位的 載 波 信 號的 載 波 信 號表示表示1 1對應(yīng)的對應(yīng)的狀態(tài)。狀態(tài)。用另一種相的載波信號表用另一種相的載波信號表示示0 0對應(yīng)的狀態(tài)。兩種載對應(yīng)的狀態(tài)。兩種載波信號的相位差為波信號的相位差為180180 ，但其他兩種特征：幅值和但其他兩種特征：幅值和頻率相同。

30、頻率相同。0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 調(diào)相有絕對調(diào)相有絕對相位和相對相位和相對相位之分。相位之分。用載波的起始相位的變化表示用載波的起始相位的變化表示0和和1。 1 1 1 0 0 1 0 0 00 01 10 11 五、正交幅度調(diào)制技術(shù)五、正交幅度調(diào)制技術(shù)n如果采用上述三種調(diào)制方法如果采用上述三種調(diào)制方法, ,數(shù)字信號的傳輸速率是無法提高的。數(shù)字信號的傳輸速率是無法提高的。n如果將在幅度調(diào)制方法中，將信號幅值分為如果將在幅度調(diào)制方法中，將信號幅值分為4 4級，則可以表示級，則可以表示4 4種不同的狀態(tài)中的一種。而種不同的狀態(tài)中的一種。而2 2位數(shù)字信號可以組合成位數(shù)字信號可以

31、組合成4 4中不同的中不同的狀態(tài)，因此，一次信號變化可以傳輸兩位二進制數(shù)。狀態(tài)，因此，一次信號變化可以傳輸兩位二進制數(shù)。C=Wlog2L C：數(shù)字信號傳輸速率：數(shù)字信號傳輸速率W：載波信號帶寬：載波信號帶寬L：信號級數(shù)：信號級數(shù)可以推廣到頻率調(diào)制和相位調(diào)可以推廣到頻率調(diào)制和相位調(diào)制技術(shù)中，但由于制技術(shù)中，但由于4kHz4kHz帶寬限制，帶寬限制，頻率調(diào)制的信號級數(shù)無法增加。頻率調(diào)制的信號級數(shù)無法增加。真能夠通過無限增加信號級數(shù)真能夠通過無限增加信號級數(shù)來增加數(shù)字信號傳輸速率？來增加數(shù)字信號傳輸速率？能否通過同時改變幅值和相位能否通過同時改變幅值和相位增加信號級數(shù)？增加信號級數(shù)？否，由于物理鏈路

32、本身否，由于物理鏈路本身特性以及噪聲的存在特性以及噪聲的存在可以可以n用用4 4種不同相位和種不同相位和4 4種不同的幅值構(gòu)成種不同的幅值構(gòu)成1616種不同的種不同的信號狀態(tài)，用來表示信號狀態(tài)，用來表示4 4位二進制數(shù)。位二進制數(shù)。 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 五、正交幅度調(diào)制技術(shù)五、正交幅度調(diào)制技術(shù)帶寬和數(shù)據(jù)速率之間的相互關(guān)系帶寬和數(shù)據(jù)速率之間的相互關(guān)系n奈奎斯特奈奎斯特公式公式：用于無噪聲理想低通信道用于無噪聲理想低通信道n奈奎斯特奈奎斯特公式為公式為估算已知帶寬信道的最高估算已知帶寬信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率提供了依據(jù)。提供了依據(jù)。n例如，話音

33、級線路的帶例如，話音級線路的帶 寬約為寬約為3.1kHz，根據(jù)上，根據(jù)上 式計算的信道最大數(shù)據(jù)式計算的信道最大數(shù)據(jù) 傳輸率如右表所示傳輸率如右表所示C = 2W log2 LC = 數(shù)據(jù)傳輸率，單位數(shù)據(jù)傳輸率，單位b/s W = 帶寬，單位帶寬，單位HzL = 信號狀態(tài)數(shù)信號狀態(tài)數(shù)(信號編碼級數(shù)信號編碼級數(shù))L 最大數(shù)據(jù)率最大數(shù)據(jù)率 2 6200 b/s 4 12400 b/s 8 18600 b/s16 24800 b/s32 31000 b/s非理想信道非理想信道n實際的信道上存在損耗、延遲、噪聲。實際的信道上存在損耗、延遲、噪聲。n損耗損耗引起信號強度減弱，導(dǎo)致引起信號強度減弱，導(dǎo)致信噪

34、比信噪比S/N降低降低。n延遲延遲會使接收端的會使接收端的信號產(chǎn)生畸變信號產(chǎn)生畸變。n噪聲噪聲會會破壞信號，產(chǎn)生誤碼破壞信號，產(chǎn)生誤碼。n例如：數(shù)據(jù)傳輸速率為例如：數(shù)據(jù)傳輸速率為56kb/s時，持續(xù)時間時，持續(xù)時間0.01s的干擾會破壞約的干擾會破壞約560個比特。個比特。010110011001010010110011001010010110111001000誤碼位誤碼位傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù) ：信號信號 ：噪聲噪聲 ：信號與信號與噪聲疊加噪聲疊加 ：采樣時序采樣時序 ：接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù) ：原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù) ：n香農(nóng)定理香農(nóng)定理公式公式：用于有噪聲干擾信道用于有噪聲干擾信道n例：信道帶寬例：信道帶

35、寬W=3.1kHz，S/N=2000，則，則 C = 3100log2（1+2000） 34kb/s 即該信道上的最大數(shù)據(jù)傳輸率不會大于即該信道上的最大數(shù)據(jù)傳輸率不會大于34kb/s。信噪比的單位也可用分貝信噪比的單位也可用分貝(dB)表示：表示： S/NdB=10log10 S/N所以，若所以，若S/NdB=30dB ，則，則S/N=1000。C = W log2 （1+S/N） C: 傳輸率，單位傳輸率，單位b/sW: 帶寬，單位帶寬，單位HzS/N: 信噪比信噪比2.4 2.4 差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)本講重點本講重點n差錯控制概述；差錯控制概述；n檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯；檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯；n

36、停止等待算法；停止等待算法；n連續(xù)連續(xù)ARQARQ。差錯控制概述差錯控制概述 郵政服務(wù)系統(tǒng)并不可靠，郵政服務(wù)系統(tǒng)并不可靠，如何在不可靠的郵政服務(wù)如何在不可靠的郵政服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，保證寄信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，保證寄信人至收信人之間的可靠通人至收信人之間的可靠通信：信：差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)寄信人寄信人寄信人寄信人郵政服務(wù)系統(tǒng)郵政服務(wù)系統(tǒng) 信件中途丟失。信件中途丟失。 信件損壞。信件損壞。 收信人檢驗確認。收信人檢驗確認。 寄信人定時重發(fā)。寄信人定時重發(fā)。 檢錯、糾錯碼。檢錯、糾錯碼。 可靠傳輸機制。可靠傳輸機制。2.4.1 檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯常見檢錯碼常見檢錯碼n奇偶效驗碼：奇數(shù)位錯

37、。奇偶效驗碼：奇數(shù)位錯。n檢驗和：連續(xù)多位錯。檢驗和：連續(xù)多位錯。n循環(huán)冗余碼：多處偶發(fā)性連續(xù)多位錯循環(huán)冗余碼：多處偶發(fā)性連續(xù)多位錯網(wǎng)絡(luò)傳輸錯誤類型網(wǎng)絡(luò)傳輸錯誤類型n連續(xù)多位錯連續(xù)多位錯n多處偶發(fā)性錯多處偶發(fā)性錯適用網(wǎng)絡(luò)通信的檢錯碼適用網(wǎng)絡(luò)通信的檢錯碼n檢驗和檢驗和n循環(huán)冗余碼循環(huán)冗余碼n檢錯碼是一組添加的冗余信息；檢錯碼是一組添加的冗余信息；n檢錯碼和數(shù)據(jù)之間存在關(guān)聯(lián)，可以簡單表示成：檢錯碼和數(shù)據(jù)之間存在關(guān)聯(lián)，可以簡單表示成：檢錯碼檢錯碼F F（數(shù)據(jù)）；（數(shù)據(jù)）；n接收端通過檢測檢錯碼和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)是否改變來接收端通過檢測檢錯碼和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)是否改變來判別數(shù)據(jù)是否出錯。判別數(shù)據(jù)是否出錯。2.4.

38、1檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯檢錯碼與數(shù)據(jù)檢錯n在原始數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位（或最低位）增加一個在原始數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位（或最低位）增加一個奇偶校驗位，使結(jié)果中奇偶校驗位，使結(jié)果中1 1的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）?；蚺紨?shù)（偶校驗）。n例如：例如：11000101100010增加偶校驗位后為增加偶校驗位后為1110001011100010n若接收方收到的字節(jié)奇偶校驗結(jié)果不正確，就若接收方收到的字節(jié)奇偶校驗結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤?？梢灾纻鬏斨邪l(fā)生了錯誤。n奇偶校驗只能檢測出奇數(shù)個位錯，偶數(shù)個位錯則奇偶校驗只能檢測出奇數(shù)個位錯，偶數(shù)個位錯則不能檢出。不能檢出。1101

39、0011數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0檢錯碼檢錯碼奇奇校驗保證數(shù)據(jù)和檢錯碼中校驗保證數(shù)據(jù)和檢錯碼中1的位數(shù)為的位數(shù)為奇奇數(shù)數(shù)11010011 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1檢錯碼檢錯碼偶偶校驗保證數(shù)據(jù)和檢錯碼中校驗保證數(shù)據(jù)和檢錯碼中1的位數(shù)為的位數(shù)為偶偶數(shù)數(shù) 如果數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)如果數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)1 1位錯，或者奇數(shù)位錯，位錯，或者奇數(shù)位錯，1 1的位數(shù)的奇偶特性將改變，接收端以此檢驗數(shù)據(jù)傳的位數(shù)的奇偶特性將改變，接收端以此檢驗數(shù)據(jù)傳輸是否出錯，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶匦允沁B續(xù)多位錯，因輸是否出錯，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶匦允沁B續(xù)多位錯，因此，奇偶校驗碼的檢錯作用在網(wǎng)絡(luò)傳輸中有限。此，奇偶校驗碼的檢錯作用在網(wǎng)絡(luò)傳輸中有限。n將數(shù)據(jù)分成等長的多

40、段，一般將數(shù)據(jù)分成等長的多段，一般1616位為一段，各段數(shù)據(jù)按照反位為一段，各段數(shù)據(jù)按照反碼運算規(guī)則求和，求和結(jié)果取反，為檢錯碼；碼運算規(guī)則求和，求和結(jié)果取反，為檢錯碼；n接收端將數(shù)據(jù)重新求反后按照反碼規(guī)則求和接收端將數(shù)據(jù)重新求反后按照反碼規(guī)則求和, ,并與檢驗和相加并與檢驗和相加, ,將相加結(jié)果求反將相加結(jié)果求反, ,如果求反結(jié)果為如果求反結(jié)果為0,0,表示數(shù)據(jù)傳輸中沒有出錯。表示數(shù)據(jù)傳輸中沒有出錯。n能檢測出單段數(shù)據(jù)中的多位錯，有可能檢測不出分布在多段能檢測出單段數(shù)據(jù)中的多位錯，有可能檢測不出分布在多段數(shù)據(jù)中的多位錯。數(shù)據(jù)中的多位錯。檢驗和檢驗和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)“01230123”=0011000

41、0 00110001 00110010 00110011”=00110000 00110001 00110010 0011001111001111 1100111011001111 1100111011001101 1100110011001101 1100110010011101 1001101010011101 100110101 110011101 10011011 10011101 10011011 累加和累加和01100010 01100100 01100010 01100100 累加和取反即為累加和取反即為檢錯碼檢錯碼循環(huán)冗余檢驗碼n編碼步驟編碼步驟v編碼編碼: :將待編碼的將待編

42、碼的n n位信息碼組位信息碼組C Cn-1 n-1 C Cn n22C Ci i C C2 2C C1 1C C0 0表達表達為為n-1n-1階的多項式階的多項式M(X)M(X)M(X)=CM(X)=Cn-1 n-1 X Xn-1n-1+C+Cn-2 n-2 X Xn-2n-2+ +C+Ci i X Xi i+ +.+C.+C1 1 X X1 1+C+C0 0 X X0 0 v將信息碼組左移將信息碼組左移k k位位, ,變成變成M(X)M(X)X Xk k, ,即成即成 n+kn+k 位的信息組位的信息組C Cn-1+k n-1+k C Cn-2+k n-2+k C Ci+ki+kC C1+k

43、1+kC Ck k00000000 k k位位v用用k+1k+1位預(yù)先選定的生成多項式位預(yù)先選定的生成多項式G(X)G(X)對對M(X)M(X)X Xk k 作模作模2 2除法除法, ,得到一商得到一商Q(X)Q(X)和余數(shù)和余數(shù)R(X),R(X),即即M(X)M(X)X Xk k=Q(X)=Q(X)G(X)+R(X)G(X)+R(X) v將左移將左移k位的待編碼有效信息與余數(shù)作模位的待編碼有效信息與余數(shù)作模2加加,形成形成CRC 模模2加減加減運算運算: 按位進行按位進行,不考慮進位和借位不考慮進位和借位. 規(guī)則規(guī)則: 0 0=0, 0 1=1, 1 0=1, 1 1=0 (異或運算異或運算

44、)模模2除法除法運算運算: 當(dāng)部分余數(shù)首位為當(dāng)部分余數(shù)首位為1時時,商取商取1 當(dāng)部分余數(shù)首位為當(dāng)部分余數(shù)首位為0時時,商取商取0 當(dāng)部分余數(shù)位數(shù)小于除數(shù)位數(shù)時當(dāng)部分余數(shù)位數(shù)小于除數(shù)位數(shù)時,即為最后余數(shù)即為最后余數(shù) 1 0 11 0 0 0 01 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1101商商余數(shù)余數(shù)例例：求求4位有效信息位有效信息1100的的CRC碼碼,選選G(X)=1011(k=3) 解解：1. M(X)= X3+ X2=1100 2. M(X) X3= X6+ X5=1100000 (因因K=3,即加即加3個個0) 3. 模模2除除: M(X) Xk / G(X

45、) =1100000/1011=1110+010/1011 4. 模模2加加:得得CRC碼碼 =M(X) X3+R(x)=110000+010=1100010 n合法的合法的CRC碼應(yīng)能被生成多項式碼應(yīng)能被生成多項式G(X)整除整除,若不若不能被整除能被整除,說明信息位有錯說明信息位有錯.n通過精心選擇通過精心選擇G(X)，可以檢測出極大多數(shù)連續(xù)多，可以檢測出極大多數(shù)連續(xù)多位錯和其他出錯情況。位錯和其他出錯情況。2.4.2 停止等待算法停止等待算法n在在停止等待式算法停止等待式算法中，發(fā)送端在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)中，發(fā)送端在發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀后，要等待接收端返回的應(yīng)答信息，若應(yīng)答為幀后，要等待接收端返

46、回的應(yīng)答信息，若應(yīng)答為確認信息（確認信息（ACK）時，發(fā)送端才可以繼續(xù)發(fā)送下）時，發(fā)送端才可以繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)幀；若應(yīng)答為不確認幀（一個數(shù)據(jù)幀；若應(yīng)答為不確認幀（NAK）時，發(fā)）時，發(fā)送端需要重發(fā)這個數(shù)據(jù)幀。停止等待送端需要重發(fā)這個數(shù)據(jù)幀。停止等待ARQ協(xié)議非協(xié)議非常簡單，由于是一種半雙工的協(xié)議，因此系統(tǒng)的常簡單，由于是一種半雙工的協(xié)議，因此系統(tǒng)的通信效率低。通信效率低。n停止停止-等待算法的優(yōu)點是控制簡單等待算法的優(yōu)點是控制簡單，但也造成傳輸，但也造成傳輸過程中吞吐量的降低，從而使得傳輸線路的是使過程中吞吐量的降低，從而使得傳輸線路的是使用率不高。用率不高。 2.4.2 停止等待算法停止等

47、待算法 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(0) 發(fā)送序號發(fā)送序號(1) N+1 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) 定時器定時器 溢出時間溢出時間 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(0) ACK(1) ACK(0) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(1) 接收序號接收序號(0) 接收序號接收序號(1) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(1) 接收序號接收序號(0) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(0) 接收序號接收序號(1) ACK(1) 丟棄數(shù)據(jù)丟棄數(shù)據(jù)(0) 接收序號接收序號(1) 發(fā)送序號發(fā)送序號(0) N 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) 發(fā)送序號發(fā)送序號(1) N+1 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) 定時器定時器 溢出時間溢出時間 發(fā)送序號發(fā)送序號(0) N+2 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) 發(fā)送序號發(fā)送序號(0) N+2 組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù) 源終端源終端 R1 R2 目的終端目

48、的終端 ACK(1) 發(fā)送序號發(fā)送序號(1) 檢錯和確認。檢錯和確認。定時重發(fā)。定時重發(fā)。序號防止重序號防止重復(fù)接收。復(fù)接收。效率問題！效率問題！正常傳輸正常傳輸數(shù)據(jù)丟失或出錯數(shù)據(jù)丟失或出錯數(shù)據(jù)重傳數(shù)據(jù)重傳確認應(yīng)答丟失確認應(yīng)答丟失丟棄已接收數(shù)據(jù)丟棄已接收數(shù)據(jù)ACK(0)停止等待算法實現(xiàn)機制停止等待算法實現(xiàn)機制傳輸效率計算舉例傳輸效率計算舉例n如圖如圖2.24網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，假定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，假定n源終端至目的終端往返時延源終端至目的終端往返時延=20ms。n源終端和目的終端連接網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸速率源終端和目的終端連接網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸速率=1Gbps。n數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)長度=1KB。n采用停止等待算法采用停止等待

49、算法求連接網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸效率。求連接網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸效率。解：解：n傳輸效率傳輸效率=實際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)實際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)/接口能夠傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)接口能夠傳輸?shù)淖止?jié)數(shù) = 1KB/(1Gbps20ms10-3) =(1038)/(1092010-3)=410-4。2.4.3 連續(xù)連續(xù)ARQ(ARQ(自動重發(fā)請求自動重發(fā)請求) )n工作原理工作原理n發(fā)送方發(fā)完一幀后發(fā)送方發(fā)完一幀后,不必停下來等待對方的應(yīng)答不必停下來等待對方的應(yīng)答, 可以連續(xù)發(fā)送若干幀；如果在發(fā)送過程中收到接可以連續(xù)發(fā)送若干幀；如果在發(fā)送過程中收到接收方的肯定應(yīng)答收方的肯定應(yīng)答, 可以繼續(xù)發(fā)送；若收到對其中某可以繼續(xù)發(fā)送；若收到對其中某一幀

50、的否認幀一幀的否認幀, 則使用某種則使用某種ARQ方式重發(fā)數(shù)據(jù)；方式重發(fā)數(shù)據(jù)；n優(yōu)點：連續(xù)發(fā)送提高了信道利用率；優(yōu)點：連續(xù)發(fā)送提高了信道利用率；n連續(xù)式連續(xù)式ARQ包括包括n選擇選擇ARQn全部重發(fā)（全部重發(fā)（Go-Back-N） ARQn選擇選擇ARQ與與全部重全部重ARQ的比較的比較n采用選擇采用選擇ARQ方式時方式時，由于接收到的數(shù)據(jù)幀有，由于接收到的數(shù)據(jù)幀有可能是亂序的，因此，接收端必須提供足夠的可能是亂序的，因此，接收端必須提供足夠的緩存先將每個數(shù)據(jù)幀保存下來，然后對數(shù)據(jù)幀緩存先將每個數(shù)據(jù)幀保存下來，然后對數(shù)據(jù)幀重新排序。但由于該方式僅重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)幀，重新排序。但由于該方式僅重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)幀，因此，信道利用率高。因此，信道利用率高。n對于對