專題 夏農 奈奎斯特定理和物理層相關

2022-09-10 09:09:09 字數 1332 閱讀 8005

10mbps的乙太網使用曼徹斯**編碼.

另外,10mbps就是用的base10t的網線.

曼徹斯**用的是跳變標記,即週期中間電平的變化作為0和1的訊號.高變低=1,低變高=0.

差分曼碼:前乙個碼元和後面相同表示1,反之表示0.這樣的話可以不用在週期間隔邊緣頻繁跳變.並且得名差分曼徹斯**.

波特率:單位時間內碼元傳輸的數量.即單位時間內傳送了多少個資訊單位.單位是波特.

注意,這裡的碼元可以是常見的二進位制(高低電平),也可以是\(2^n\)進製(此時乙個碼元含多個位數).總的說來,關注碼元這個概念:對於二進位制來說,碼元就包含1位(1bit),如果是8進製,乙個碼元就有3個位元.

位元率:單位時間內位元位的傳輸數量.這裡是完完全全的基本單位bit.

和波特率不同,位元率只關注最基本的物理層面的傳輸效果,即高低電平的傳輸.單位是bps.位元率和編碼方案無關.

關係:如果乙個碼元包含\(n\)個位元,即該編碼方案為\(2^n\)進製方案.則碼元率(bauds)和位元率(bps)的關係是:

\[b\times n=b

\]可以模擬bps和bps的關係.畢竟位元組編碼(編址)方案相當常見.

用途:無雜訊情況下碼元極限傳輸速率s:

\[s=2w\ (buds)

\]w為理想通道的頻寬,單位為hz.注意這個2.

注意:此時單位是buds,計算的是碼元.要計算bps需要進行如下處理:

\[b=s\log_2v\ (bps)

\]v為碼元離散電平數,即乙個碼元可以代表幾種不同的訊號,就是上一節的\(2^n\)進製方案.

用途:帶高斯雜訊的極限訊號傳輸速率

位元形式:

\[s=w\log_2(1+s/n)\ (bps)

\]s為訊號平均功率,n為雜訊功率,\(s/n\)為訊雜比,即平均功率除以平均雜訊.

或者:\[s=w\log_2(s/s+n)\ (bps)

\]即通道頻寬乘以(有效訊號佔通道總功率)的2對數

要求訊雜比,如下:

\[r=10\log_(s/n)\ (db)

\]頻寬或者訊雜比越大,資訊的極限速率越高

確定頻寬和訊雜比,即確認傳輸上限

只要通道的傳輸速率低於極限傳輸速率(單位:bps),就會有方法保證無差錯

夏農定理僅為理論值.

本質是乙個**裝置,將乙個埠收到的訊號**給其他埠.只能均攤頻寬.

最簡單的**器.將訊號整理放大再發出去。

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