計算機網路物理層信道的極限容量

㈠ 香農信道極限容量 與離散信道中的信道容量僅於信道轉移概率有關，兩者是怎樣的關系

你的矛盾在於，一個說和輸入信號有關，另外一個說和輸入信號無關。是有條件的。

前者是有噪信道，信號功率直接影響容量公式中的SNR
後者是無噪信道，容量只和輸入輸出的符號數有關。是理想模型。實際系統中當然是有雜訊的連續信道。

㈡ 計算機網路7層協議數據的傳輸速度單位分別是什麼

在傳輸層的數據叫段，網路層叫包，數據鏈路層叫幀，物理層叫比特流，這樣的叫法叫PDU（協議數據單元）。

網路七層協議：OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。 OSI的7層從上到下分別是：

7應用層6表示層5會話層4傳輸層3網路層2數據鏈路層1物理層其中高層，

即7、6、5、4層定義了應用程序的功能，

下面3層，即3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。

(2)計算機網路物理層信道的極限容量擴展閱讀：

協議分層的作用：

1、人們可以很容易地討論和學習協議的具體細節。

2、層間的標准介面有利於項目的模塊化。

3、營造更好的互聯環境。

4、降低了復雜性，使程序更容易修改，使產品開發更快。

5、每一層利用相鄰的底層服務，更容易記住每一層的功能。

大多數計算機網路採用分層結構，計算機網路分為若干層次，高水平的系統只有低水平的使用系統提供的介面和功能，不需要了解底層的實現演算法和協議的功能；較低的級別也只使用從較高級別系統傳遞的參數，這就是級別間的獨立性。

由於這種獨立性，層次結構中的每個模塊都可以被一個新模塊所替代，只要新模塊具有與舊模塊相同的功能和介面，即使它們使用不同的演算法和協議。

為了在計算機和網路中的終端之間正確地傳輸信息和數據，必須在數據傳輸的順序、數據的格式和內容上有一個約定或規則，稱為協議。

㈢ 信道的極限容量是多少

信道的極限容量</b>2.2.1 有關信道的幾個基本概念 要進行計算機之間的通信當然要有傳輸電磁波信號的電路。這里所說的電路也包括無線電路。但在許多情況下，我們還經常使用「信道」這一名詞。信道和電路並不等同。信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。因此，一條通信電路至少包含一條發送信道和（或）一條接收信道。一個信道可以看成是一條電路的邏輯部件。 從通信的雙方信息交互的方式來看，可以有以下三個基本方式：單向通信 又稱為單工通信，即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬於這種類型。雙向交替通信 又稱為半雙工通信，即通信的雙方都可以發送信息，但不能雙方同時發送（當然也就不能同時接收）。這種通信方式是一方發送另一方接收，過一段時間後再反過來。雙向同時通信 又稱為全雙工通信，即通信的雙方可以同時發送和接收信息。 單向通信只需要一條信道，而雙向交替通信或雙向同時通信則都需要兩條信道（每個方向各一條）。顯然，雙向同時通信的傳輸效率最高。不過應當指出，雖然電信局為打電話的用戶提供了雙向同時通信的信道，但有效的電話交談一般都還是雙方交替通信。當雙方發生爭吵時往往就是採用雙向同時通信的方式。 這里要提醒讀者注意，有時人們也常用「單工」這個名詞表示「雙向交替通信」。如常說的「單工電台」並不是只能進行單向通信。正因為如此，ITU-T才不採用「單工」、「半雙工」和「全雙工」這些容易混淆的術語作為正式的名詞。 從通信的發送端所產生的信號形式來看，則信號可以分為以下的兩大類：模擬信號 即連續的信號，如話音信號和目前的廣播電視信號。數字信號 即離散的信號，如計算機通信所用的二進制代碼「l」和「0」組成的信號。 和信號的這種分類相似，信道也可以分成傳送模擬信號的模擬信道和傳送數字信號的數字信道兩大類。但是應注意，數字信號在經過數模變換後就可以在模擬信道上傳送，而模擬信號在經過模數變換後也可以在數字信道上傳送。 信道上傳送的信號還有基帶（baseband）信號和寬頻（broadband）信號之分。簡單說來，所謂基帶信號就是將數字信號1或0直接用兩種不同的電壓來表示，然後送到線路上去傳輸。而寬頻信號則是將基帶信號進行調制後形成的頻分復用模擬信號。基帶信號進行調制後，其頻譜搬移到較高的頻率處。由於每一路基帶信號的頻譜被搬移到不同的頻段，因此合在一起後並不會互相干擾。這樣做就可以在一條電路中同時傳送許多路的數字信號，因而提高了線路的利用率。 在通信網的發展初期，所有的通信信道都是模擬信道。但由於數字技術發展很快，數字信道可提供更高的通信服務質量，因此過去建造的模擬信道正在被新的數字信道所代替。現在的計算機通信所使用的通信信道，在主幹線路上已基本是數字信道，但目前使用的大量的用戶線則基本上還是傳統的模擬信道。模擬信道與數字信道並存的局面也使得物理層的內容比較復雜。 有了上述的有關信道的基本概念之後，我們再討論信道的極限容量。這就是信道上的最高碼元傳輸速率和信道上的最高信息傳輸速率。2.2.2 信道上的最高碼元傳輸速率 任何實際的信道都不是理想的。這是因為，信道的帶寬有限（即所能通過的信號的頻帶寬度是受限的），在傳輸信號時會產生各種失真；多種干擾也會以不同的方式進入信道。這就使得信道上的碼元傳輸速率有一個上限。早在1924年，奈奎斯特（Naquist）就推導出在具有理想低通矩形特性的信道的情況下的最高碼元傳輸速率的公式。這就是奈氏准則：理想低通信道的最高碼元傳輸速率 = 2 W Baud （2-l）這里W是理想低通信道的帶寬，單位為赫； Baud是波特，是碼元傳輸速率的單位，1 波特為每秒傳送1個碼元。 （2-1）式就是著名的奈氏准則。奈氏准則的另一種表達方法是：每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個碼元。如果碼元的傳輸速率超過了奈氏准則所給出的數值，那麼就會出現碼元之間的相互干擾，以致在接收端無法正確判定在發送方所發送的碼元是 1還是0。 這里我們要強調以下兩點：上面所說的具有理想低通特性的信道是理想化的信道，它和實際上所使用的信道當然有相當大的差別。所以一個實際的信道所能傳輸的最高碼元速率，要明顯地低於奈氏准則給出的這個上限數值。波特和比特是兩個不同的概念。 波特是碼元傳輸的速率單位，它說明每秒傳多少個碼元。碼元傳輸速率也稱為調制速率、波形速率或符號速率。 比特是信息量的單位，與碼元的傳輸速率「波特」是兩個完全不同的概念。 但是，信息的傳輸速率「比特／秒」與碼元的傳輸速率『波特」在數量上卻有一定的關系。若1個碼元只攜帶 1 bit 的信息量，則「比特／秒」和「波特」在數值上是相等的。但若使1個碼元攜帶 n bit 的信息量，則 M Baud 的碼元傳輸速率所對應的信息傳輸速率為 M × n b/s。例如，有一個帶寬為 3 kHz 的理想低通信道，其最高碼元傳輸速率為 M Baud。若 1 個碼元能攜帶 3 bit 的信息量，則最高信息傳輸速率為 18000 b/s。 對於具有理想帶通矩形特性的信道（帶寬為W），奈氏准則就變為： 理想帶通信道的最高碼元傳輸速率 = W Baud （2-2）即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒 1 個碼元。2.2.3 信道的極限信息傳輸速率 1948年，香農（Shannon）用資訊理論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白雜訊干擾的信道的極限信息傳輸速率。當用此速率進行傳輸時，可以做到不產生差錯。如用公式表示，則信道的極限信息傳輸速率 C 可表達為 C＝ W log 2（1 + S / N） b/s （2-3）其中 W 為信道的帶寬（以Hz為單位）； S 為信道內所傳信號的平均功率； N 為信道內部的高斯雜訊功率。 公式（2-3）就是著名的香農公式。香農公式表明，信道的帶寬越大或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。但更重要的是，香農公式指出了：只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現無差錯的傳輸。不過，香農沒有告訴我們具體的實現方法。這要由研究通信的專家去尋找。 從香農公式可看出，若信道帶寬 W 或信噪比 S/N 沒有上限（實際的信道當然不可能是這樣的），那麼信道的極限信息傳輸速率 C 也就沒有上限。 自從香農公式發表後，各種新的信號處理和調制的方法不斷出現，其目的都是為了盡可能地接近香農公式所給出的傳輸速率極限。在實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少。這是因為在實際的信道中，信號還要受到其他的一些損傷，如各種脈沖干擾和在傳輸中產生的失真等等。這些因素在香農公式的推導過程中並未考慮。 由於碼元的傳輸速率受奈氏准則的制約，所以要提高信息的傳輸速率，就必須設法使每一個碼元能攜帶更多個比特的信息量。這就需要採用多元制（又稱為多進制）的調制方法。例如，當採用16元制時，一個碼元可攜帶 4 個比特的信息。一個標准電話話路的頻帶為 300－3400 Hz，即帶寬為 3100 Hz。在這頻帶中接近於理想信道的也就是靠中間的一段，其帶寬約為 2400 Hz 左右。如使碼元的傳輸速率為 2400 Baud（這相當於每赫帶寬的碼元傳輸速率為 1 Baud），則信息的傳輸速率即可達到 9600 b/s。實際上，要達到這樣的信息傳輸速率必須使信噪比具有較高的數值。讀者從（2-3）式可以很容易地計算出所需信噪比的最低值。但應注意，對於實際的信道所需的信噪比要比這個最低值還要高不少。 對於 3.1 kHz 帶寬的標准電話信道，如果信噪比 S/N＝2500，那麼由香農公式可以知道，無論採用何種先進的編碼技術，信息的傳輸速率一定不可能超過由（2-3）式算出的極限數值，即 35 kb/s 左右。目前的編碼技術水平與此極限數值相比，差距已經很小了。

㈣ 計算機網路有那幾個層次~

1、應用層

與其它計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序就需要實現OSI的第7層。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。

2、表示層

這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASCII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASCII後發送數據。在接收方將標準的ASCII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASCII等。

3、會話層

它定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向消息的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

4、傳輸層

這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

5、網路層

這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。

6、數據鏈路層

它定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的各種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

7、物理層

OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、幀、幀的使用、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。

㈤ 計算機網路

題號:1 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
在OSI模型中，提供透明傳輸功能的層次是__a_。
選項:
a、數據鏈路層
b、網路層
c、傳輸層
d、會話層

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題號:2 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
下列哪一項不屬於電子郵件系統的主要組成部分_d__。
選項:
a、報文存儲器
b、報文傳送代理
c、用戶代理
d、路由器

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題號:3 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
計算機與終端之間的通信屬於__c_通信。
選項:
a、單工
b、半雙工
c、全雙工
d、全工

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題號:4 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
EIA-232是_c__之間的介面標准，是目前各國廠家廣泛使用的國際標准。
選項:
a、硬體
b、軟體
c、DTE和DCE
d、DCE和DCE

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題號:5 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
電子郵件地址由兩部分組成，即用戶名@__b_。
選項:
a、文件名
b、域名
c、匿名
d、設備名

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題號:6 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
下面不屬於區域網的拓撲結構的是_d__。
選項:
a、匯流排型
b、環形
c、星形
d、全互連形

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題號:7 題型:單選題（請在以下幾個選項中選擇唯一正確答案） 本題分數:5
內容:
在OSI七層結構模型中，處於物理層和網路層之間的是__b_
選項:
a、運輸層
b、數據鏈路層
c、表示層
d、會話層

㈥ 計算機網路的一道問題，請高手解答

H*N+K，傳輸長度就是這個，每次多一層，就多一個包頭。

㈦ 求解答計算機網路

1、路由器：連接網際網路中各區域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號的設備。
工作原理：
（1）工作站A將工作站B的地址12.0.0.5連同數據信息以數據幀的形式發送給路由器1。 （2）路由器1收到工作站A的數據幀後，先從包頭中取出地址12.0.0.5，並根據路徑表計算出發往工作站B的最佳路徑：R1->R2->R5->B；並將數據包發往路由器2。
（3）路由器2重復路由器1的工作，並將數據包轉發給路由器5。
（4）路由器5同樣取出目的地址，發現12.0.0.5就在該路由器所連接的網段上，於是將該數據包直接交給工作站B。
（5）工作站B收到工作站A的數據幀，一次通信過程宣告結束。
2、路由器的一個作用是連通不同的網路，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網路系統通信負荷，節約網路系統資源，提高網路系統暢通率，從而讓網路系統發揮出更大的效益來。
從過濾網路流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網路物理層，從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟體協議從邏輯上對整個網路進行劃分。例如，一台支持IP協議的路由器可以把網路劃分成多個子網段，只有指向特殊IP地址的網路流量才可以通過路由器。對於每一個接收到的數據包，路由器都會重新計算其校驗值，並寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉發和過濾數據的速度往往要比只查看數據包物理地址的交換機慢。但是，路由器對於那些結構復雜的網路，使用路由器可以提高網路的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網路廣播。從總體上說，在網路中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復雜很多。
3、路由信息協議（RIP）是一種在網關與主機之間交換路由選擇信息的標准。RIP 是一種內部網關協議。在國家性網路中如當前的網際網路，擁有很多用於整個網路的路由選擇協議。作為形成網路的每一個自治系統，都有屬於自己的路由選擇技術，不同的 AS 系統，路由選擇技術也不同。
RIP的特點：
（1）僅和相鄰的路由器交換信息。如果兩個路由器之間的通信不經過另外一個路由器，那麼這兩個路由器是相鄰的。RIP協議規定，不相鄰的路由器之間不交換信息。
（2）路由器交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息。即自己的路由表。
（3）按固定時間交換路由信息

㈧ 計算機網路題

一、 單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案。每小題2分，共50分)。
1、快速乙太網的介質訪問控制方法是（A ）。
A．CSMA/CD B．令牌匯流排
C．令牌環 D．100VG-AnyLan
2、X.25網路是（ A）。
A．分組交換網 B．專用線路網
C．線路交換網 D．區域網
3、Internet 的基本結構與技術起源於（ B ）
A.DECnet B.ARPANET
C.NOVELL D.UNIX
4、計算機網路中，所有的計算機都連接到一個中心節點上，一個網路節點需
要傳輸數據，首先傳輸到中心節點上，然後由中心節點轉發到目的節點，這
種連接結構被稱為 （ C ）
A．匯流排結構 B．環型結構
C．星型結構 D．網狀結構
5、在OSI的七層參考模型中，工作在第二層上的網間連接設備是（ C ）
A．集線器 B．路由器
C．交換機 D．網關
6、物理層上信息傳輸的基本單位稱為 ( B ) 。
A. 段 B. 位
C. 幀 D. 報文
7、100BASE-T4的最大網段長度是：（ B ）
A.25米 B. 100米
C.185米 D. 2000米
8、ARP協議實現的功能是：（ C ）
A、域名地址到IP地址的解析
B、IP地址到域名地址的解析
C、IP地址到物理地址的解析
D、物理地址到IP地址的解析
9、學校內的一個計算機網路系統，屬於（ B ）
A.PAN B.LAN
C.MAN D.WAN
10、下列那項是區域網的特徵（ D ）
A、傳輸速率低
B、信息誤碼率高
C、分布在一個寬廣的地理范圍之內
D、提供給用戶一個帶寬高的訪問環境
11、ATM採用信元作為數據傳輸的基本單位，它的長度為（ D ）。
A、43位元組 B、5位元組
C、48位元組 D、53位元組
12、在常用的傳輸介質中，帶寬最小、信號傳輸衰減最大、抗干擾能力最弱的一類傳輸介質是（ C ）
A.雙絞線 B.光纖
C.同軸電纜 D.無線信道
13、在OSI/RM參考模型中，（ A ）處於模型的最底層。
A、物理層 B、網路層
C、傳輸層 D、應用層
14、使用載波信號的兩種不同頻率來表示二進制值的兩種狀態的數據編碼方式
稱為( B )
A.移幅鍵控法 B.移頻鍵控法
C.移相鍵控法 D.幅度相位調制
15、在OSI的七層參考模型中，工作在第三層上的網間連接設備是（ B ）
A．集線器 B．路由器
C．交換機 D．網關
16、數據鏈路層上信息傳輸的基本單位稱為 ( C ) 。
A. 段 B. 位
C. 幀 D. 報文
17、下面說法錯誤的是（ C ）
A.Linux操作系統部分符合UNIX標准，可以將Linux上完成的程序經過重新修改後移植到UNIX主機上運行。
B.Linux操作系統是免費軟體，可以通過網路下載。
C.Linux操作系統不限制應用程序可用內存的大小
D.Linux操作系統支持多用戶，在同一時間可以有多個用戶使用主機
18、交換式區域網的核心設備是（ B ）
A.中繼器 B.區域網交換機
C.集線器 D.路由器
19、非同步傳輸模式（ATM）實際上是兩種交換技術的結合，這兩種交換技術是
（ A ）
A. 電路交換與分組交換 B. 分組交換與幀交換
C.分組交換與報文交換 D.電路交換與報文交換
20、IPv4地址由（ C ）位二進制數值組成。 A.16位 B.8位

C.32位 D.64位
21、決定區域網特性的主要技術一般認為有三個 , 它們是 ( C ) 。
A. 傳輸介質、差錯檢測方法和網路操作系統
B. 通信方式、同步方式和拓樸結構
C. 傳輸介質、拓撲結構和介質訪問控制方法
D. 數據編碼技術、介質訪問控制方法和數據交換技術
22、對令牌環網，下列說法正確的是（ B ）
A.它不可能產生沖突
B.令牌只沿一個方向傳遞
C.令牌網路中，始終只有一個節點發送數據
D.輕載時不產生沖突，重載時必產生沖突來。
23、網橋是在（ A ）上實現不同網路的互連設備。
A、數據鏈路層 B、網路層
C、對話層 D、物理層
24、NOVELL NETWARE 是（ A ）操作系統。
A、網路 B、通用 C、實時 D、分時
25、關於WWW服務，以下哪種說法是錯誤的？ （ C ）
A、WWW服務採用的主要傳輸協議是HTTP
B、WWW服務以超文本方式組織網路多媒體信息
C、用戶訪問Web伺服器可以使用統一的圖形用戶界面
D、用戶訪問Web伺服器不需要知道伺服器的URL地址

二、填空題(在空白處填上正確的答案，每空2分，共20分)。
1、計算機網路的拓撲結構主要有星型拓撲結構、匯流排型拓撲結構、（ 環型 ）、樹型拓撲結構及（ 網狀型 ）。
2、計算機網路分類方法有很多種，如果從覆蓋范圍來分，可以分為區域網、城域網和（ WAN ）。
3、OSI參考模型是個開放性的模型，它的一個重要特點就是具有分層結構，其中（ 表示 ）層具有的功能是規范數據表示方式和規定數據格式等。
4、路由器的功能由三種：網路連接功能、（ 路由選擇 ）和設備管理功能。
5、千兆乙太網有兩種標准，他們分別是（ 單模光纖 ）和（ UTP千兆 ）。
6、乙太網交換機的數據交換方式有（ 直接 ）交換方式、存儲轉發交換方式和改進直接交換方式。
7、從用戶角度或者邏輯功能上可把計算機網路劃分為通信子網和（資源子網 ）。
8、計算機網路最主要的功能是（ 資源共享 ）。
三、簡答題(對於下面每個題給出簡要回答，每題5分，共20分)
1、簡述OSI參考模型各層主要功能。
物理層，數據鏈路層，網路層，傳輸層，會話層，表示層

2、簡述乙太網的介質訪問控制方式的原理。
CSMA/CD

3、IP地址分成那幾類？簡述各分類地址第一個八位的取值范圍。
1-126 128-191 192-223 224-239 240-247

4、簡述各種數據交換技術。
電路交換
報文交換
虛電路
數據報
四、 論述分析題（共10分）
1．某單位申請到一個才C類IP地址，其網路號為192.168.1.0，現進行子網劃分，根據實際要求需劃分6個子網。請寫出子網掩碼以及第一個子網的網路號和主機地址范圍。

㈨ 計算機網路 碼元速率最大值

數據通信的任務是傳輸數據信息,希望達到傳輸速度快、出錯率低、信息量大、可靠性高,並且既經濟又便於使用維護。這些要求可以用下列技術指標加以描述。 1.數據傳輸速率所謂數據傳輸速率,是指每秒能傳輸的二進制信息位數,單位為位/秒(bits per sec-ond),記作bps或b/s,它可由下式確定: s=1/T?log2N (bps) 式中T為一個數字脈沖信號的寬度(全寬碼情況)或重復周期(歸零碼情況),單位為秒。一個數字脈沖也稱為一個碼元,N為一個碼元所取的有效離散值個數,也稱調制電平數,N一般取2的整數次方值。若一個碼元僅可取0和1兩種離散值,則該碼元只能攜帶一位(bit)二進制信息;若一個碼元可取00、01、10和11四種離散值,則該碼元就能攜帶兩位二進制信息。以此類推,若一個碼元可取N種離散值,則該碼元便能攜帶log2N位二進制信息。 當一個碼元僅取兩種離散值時,S =(1/T),表示數據傳輸速率等於碼元脈沖的重復頻率。由此,可以引出另一個技術指標一一'信號傳輸速率,也稱碼元速率、調制速率或波特率,單位為波特(Baud)。信號傳輸速率表示單位時間內通過信道傳輸的碼元個數,也就是信號經調制後的傳輸速率。若信號碼元的寬度為T秒,則碼元速率定義為: B=1/T (Baud) 在有些調幅和調頻方式的數據機中,一個碼元對應於一位二進制信息,即一個碼元;,有兩種有效離散值,此時調制速率和數據傳輸速率相等。但在調相的四相信號方式中,一個碼元對應於兩位二進制信息,即一個碼元有四種有效離散值,此時調制速率只是數據傳輸速率的一半。由以上兩式合並可得到調制速率和數據傳輸速率的對應關系式: S =B ?log2N (bps) 或B =S/log2N(Baud) 一般在二元調制方式中,S和B都取同一值,習慣上二者是通用的。但在多元調制的情況下,必須將它們區別開來。例如採用四相調制方式,即N=4,且T=833×10-6秒,則可求出數據傳輸速率為: S=1/T?log2N=1/(833×10-6)?log24=2400 (bps) 而調制速率為： B=1/T=1/(833×10-6)=1200 (Baud) 通過上例可見,雖然數據傳輸速率和調制速率都是描述通信速度的指標,但它們是完全不同的兩個概念。打個比喻來說,假如調制速率是公路上單位時間經過的卡車數,那麼數據傳輸速率便是單位時間里經過的卡車所裝運的貨物箱數。如果一車裝一箱貨物,則單位時間經過的卡車數與單位時間里卡車所裝運的貨物箱數相等,如果→車裝多箱貨物,則單位時間經過的卡車數便小於單位時間里卡車所裝運的貨物箱數。 2.信道容量信道容量表徵一個信道傳輸數據的能力,單位也用位/秒(bps)。信道容量與數據傳輸速率的區別在於,前者表示信道的最大數據傳輸速率,是信道傳輸數據能力的極限,而後者則表示實際的數據傳輸速率。這就像公路上的最大限速值與汽車實際速度之間的關系一樣,它們雖然採用相同的單位;但表徵的是不同的含義。奈奎斯特(Nyquist)首先給出了無雜訊情況下碼元速率的極限值與信道帶寬的關系: B =2?H (Baud) 其中,H是信道的帶寬,也稱頻率范圍,即信道能傳輸的上、下限頻率的差值,單位為HZ。由此可推出表徵信道數據傳輸能力的奈奎斯特公式: C =2?H?log2N (bpe) 此處,N仍然表示攜帶數據的碼元可能取的離散值的個數,C即是該信道最大的數據傳輸速率。 由以上兩式可見,對於特定的信道,其碼元速率不可能超過信道帶寬的兩倍,但若能提高每個碼元可能取的離散值的個數,則數據傳輸速率便可成倍提高。例如,普通電話線路的帶寬約為3KHz,則其碼元速率的極限值為6kBaud。若每個碼元可能取的離散值的個數為16(即N=16),則最大數據傳輸速率可達C=2×3k×log216=24k bps。 實際的信道總要受到各種雜訊的干擾,香農(Shannon)則進一步研究了受隨機雜訊干擾的信道的情況,給出了計算信道容量的香農舍式: C =H?log2(1+S/N) (bps) 其中,S表示信號功率,N為雜訊功率,S/N則為信噪比。由於實際使用的信道的信噪比都要足夠大,故常表示成10log10(S/N),以分貝(dB)為單位來計量,在使用時要特別注意。例如,信噪比為30dB,帶寬為3kHZ的信道的最大數據傳輸速率為: C=3k×log2(1+1030/10)=3k×log2(1+1001)=30kbps. 由此可見,只要提高信道的信噪比,便可提高信道的最大數據傳輸速率。 需要強調的是,上述兩個公式計算得到的只是信道數據傳輸速率的極限值,實際使用時必須留有充足的餘地。 3.誤碼率誤碼率是衡量數據通信系統在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標,它定義為二進制數據位傳輸時出錯的概率。設傳輸的二進制數據總數為N位,其中出錯的位數為風,則誤碼率表示為: Pe =Ne/N 計算機網路中,一般要求誤碼率低於10-6,即平均每傳輸106位數據僅允許錯一位。可若誤碼率達不到這個指標,可以通過差錯控制方法進行檢錯和糾錯。 二.編碼技術 ? 模擬信號：是指模擬數據在某個區間產生連續的值。例如，聲音和視頻就是強度 連續變化的信號。大多數用感測器收集的數據，例如溫度和壓力都是連續值。 ? 數字信號：是指數字數據產生離散的值。例如，文本信息和整數。 ? 調制解調：當需要在只能傳輸模擬信號的線路上傳輸數據信號時(例如，通過一 條公用電話線將數據從一台計算機傳輸到另一台計算機)，在發送方，數據開始是數字數據，但是由於電話線只能傳輸模擬信號，所以數據必須進行數字到模擬的轉換。這個轉換過程就叫作調制。在接收方需要進行模擬到數字的轉換，使它還原為原來的數字數據這個過程叫作解調。整個從數字數據到模擬信號再到數字數據的過程稱作調制解調。調制解調有三種基本形式：幅移鍵控法(AmplitudeShift Keying，ASK)、頻移鍵控法(Frequency Shift Keying，FSK)和相移鍵控法(PhaseShift Keying，PSK)。 ? 不歸零(Non-Return to Zero，NRZ)編碼：在用數字信號傳輸數字數據時，信號的電平是根據它所代表的二進制數值決定的。一個正電壓值代表1，而一個負電壓值代表0，因而信號的電平依賴於它所代表的數值。 ? 曼徹斯特編碼：在曼徹斯特編碼中，每個比特中間引入跳變來同時代表不同數值 和同步信息。一個負電平到正電平的跳變代表0，而一個正電平到負電平的跳變則代表1。通過這種跳變使曼徹斯特編碼獲得了同步信息和數字編碼。 ? 差動曼徹斯特編碼：在差動曼徹斯特編碼中，用兩個比特之間的跳變來代表不同 的數值，在間隙中有跳變的代表0，沒有跳變的代表1。比特中間的跳變只用來表示同步信息，不同的數值通過在比特間隙是否跳變來表示。 三．數據傳輸技術 ? 多路復用：在計算機網路系統中，當傳輸介質的能力超過傳輸單一信號的情況時， 為了有效地利用傳輸系統，希望一個信道能夠同時傳輸多路信號。多路復用，就是把許多信號在單一的傳輸線路上進行傳輸。一般普遍使用三種多路復用技術，即頻分多路復用(FDM)、時分多路復用(TDM)和統計時分多路復用(STDM)。 ? 同步傳輸：是使接收端接收的每一位數據信息都要和發送端准確地保持同步，中間沒有間斷，實現這種同步方法又有自同步法和外同步法。 ? 非同步傳輸：是基於位元組的，每位元組作為一個單位通過鏈路傳輸，因為沒有同步脈 沖，接收方不可能通過計時方式來預測下一個位元組何時到達，因而在每個位元組的開頭都要附加一個0，通常稱為起始位，在每個位元組尾部還加上一個或多個1，被稱為停止位。 單工通信：是指在通信鏈路上的兩個站點，只能一個發送信息，另一個接收。 半雙工通信：在通信鏈路上的兩個站點都可以發送和接收信息，但是不能同時發 送和接收，當其中一個站點在發送信息時，另一個站點只能接收，反之亦然。 全雙工通信：在通信鏈路上的兩個站點可以同時發送和接收信息，即一個站點發 送信息的同時也能接收信息。

㈩ 信道容量的公式 B=2H (無噪音情況下碼元速率的極限值和信道帶寬的關系)是怎麼得來的

信道容量的公式 B=2H (無噪音情況下碼元速率的極限值和信道帶寬的關系)是怎麼得來的?
看Nyquist定理吧