1、信道特性
1.1、信道带宽W
- 模拟信道:
(f2和f1分别表示:信道能通过的最高/最低频率，单位赫兹Hz)。 - 数字信道:数字信道是离散信道，带宽为信道能够达到的最大数据传输速率，单位是bit/s。
1.2、码元和码元速率
- 码元：一个数字脉冲称为一个码元(可理解为时钟周期的信号)。
- 码元速率：单位时间内信道传送的码元个数。如果码元宽度(脉冲周期)为T，则码元速率(波特率)为B=1/T，单位是波特 Baud。
- 一个码元携带信息量n(位)与码元种类数(N)的关系：
提示：假设2x=16,则
。
1.3、奈奎斯特定理
- 奈奎斯特定理：在一个理想的(没有噪声环境)信道中，若信道带宽为W，最大码元速率为:B=2W (Baud)。
- 极限数据速率R为
。(N表示码元种类数) - 码元速率=每秒发送包裹个数
- 数据速率=每秒发送包裹重量
- 每秒包裹重量=每秒发送包裹个数x每个包裹重量
- 数据速率=码元速率x每个码元携带信息量
1.4、香农定理
香农定理：在一个噪声信道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：
其中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。
例如：
dB=10，则S/N=10
dB=30，则S/N=1000
1.5、带宽/码元速率/数据速率关系梳理
注意：
若调制技术为QPSK，则N=4
若调制技术为PSK/BPSK/DPSK，则N=4
若调制技术为nPSK，则N=n
2、信道延迟
2.1、信道延迟
- 信道延迟：与源端和宿端距离有关，也与信道的速率有关。
- 总延时 = 线路延迟 + 发送延迟
- 线路延迟=传输距离/传播速度(路上跑的时间) 比如1000米电缆，延时为5us
- 发送延迟=数据帧大小/线缆速率(排队上车的时间) 比如100M线路，发送1000字节数据，延时为1000*8/(100*106)=8*10-5s=80us
- 光速为300000km/s=300m/us，光纤中的传播速率即为光速。
- 电缆中传播速度一般为光速67%，即200000km/s=200m/us
- 卫星信道的单边时延大约270ms(来回双向的延迟540ms)
1s=103ms=106us
1字节(B)=8bit
1M=106bit/s
有效速率=总数据/总时间
一个数据帧包含以太网头部+IP头部+TCP头用户数据+以太网尾部
其中以太网头部默认为14字节，以太网尾部默认为4字节，IP头部默认为20字节，TCP头部默认为20字节，MTU包含IP头部+TCP头部+用户数据，MTU最大为1500
若题目为IP报文，则内部封装数据为TCP头部+用户数据
若题目为应用层数据，则指用户数据
3、练习题
