数字通信原理与TCP/IP

数字通信原理主要研究的是数字通信系统及其理论基础，比如图1的香农通信模型（适用于数字通信和模拟通信系统），图2的数字通信系统模型（由香农模型演化而来）：

图1 香农通信模型

图2 数字通信系统模型

信源信号如果是模拟信号则需要经过采样、量化和PCM调制等步骤。

信源编码主要目的是降低信号的冗余，包括等长编码和不等长编码，其中不等长编码包括著名的Huffman编码。

信道编码通过在信号中加入冗余信息，使得当传输出错时，接收端根据相应的译码规则能够实现纠错，因此信道编码也叫纠错编码，按照加入冗余码元的规则不同分为分组码和卷积码两类。

数字调制把信号调制到适合信道发送的载波上，在数字通信中主要的单载波数字调制包括：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相位监控（PSK）；而多载波调制就包括鼎鼎大名的正交频分复用（OFDM）。

上面说过，信道编码能够使得通信系统具有一定的纠错能力，但是这是有条件的，也就是著名的香农公式：，即：通信系统的最大通信速率跟带宽和信噪比成正比，所有小于的发送速率都能够通过一定的纠错方法对出现的错误进行纠正。而香农的另外两个主要定理是信息熵的定义：，奠定了对信息的科学定量的认识。另一个是率失真理论：给定失真上限，从信号压缩的角度来说，可以对信号做多大压缩；从信号重构的角度，至少需要多少信息量。从本质上来说，这些都是所谓限定失真条件下的信源编码问题。虽然香农定理指出了通信速率的临界值，但是香农并没有给出如何达到香农公式和率失真理论值的方法，这有待于通信专家的研究。

以上数字通信系统的数字调制主要针对的是无线或光纤信道，而对于短距离有线信道如计算机局域网，则可以直接传输基带信号，即不需要进行数字调制。由于基带传输一般应用于有线信道中，相对于无线信道的噪声要小得多。在基带传输中主要关注的是码间串扰问题：由于传输信道是带限的基带传输系统，所以基带信号经过带限信道后的码间串扰现象无法避免。指导基带传输的定理主要是奈奎斯特准则。至于为什么不是香农定理，个人觉得主要是基带传输系统的噪声较无线信道小很多，在忽略噪声的理想条件下应用奈奎斯特准则比用香农定理要方便很多。

奈奎斯特第一准则：在t=kT的判决时刻，如果满足，码间串扰不会对码元的判决造成影响。奈奎斯特第二准则是转换点无失真准则，第三准则是波形面积无失真条件。奈奎斯特定理：，无噪声信道的信道最大容量是带宽的2倍乘以log2L，其中L是信号电平个数，在计算机网络中L=2。

图3是计算机网络体系结构：

图3 计算机网络体系结构

图3左是OSI七层体系结构，右是TCP/IP体系结构，其中网络接口层可以对应到数据链路层和物理层，而数字通信原理主要研究的是更底层的东西，可以把它看作在物理层下面的通信具体实现，而TCP/IP协议族可以看作是对底层通信数据的封装。

数字通信原理与TCP/IP相关推荐

网络原理之TCP/IP协议
文章目录 1.网络基础 1.1 认识IP地址 1.1.1概念 1.1.2 作用 1.1.3 格式 1.1.4 组成 1.1.5 分类 1.2 子网掩码 1.2.1 格式 1.2.2 作用 1.2.3 ...
JavaEE：网络原理之TCP/IP
文章目录一.网络基础 1.认识 IP 地址 2.子网掩码 3.认识 MAC 地址 4.总结IP地址和MAC地址二.应用层重点协议 1.DNS 2.NAT 3.NAPT 4.HTTP/HTTPS 三 ...
【网络原理】TCP/IP协议五层模型
TCP/IP原理浅析
转载:https://www.cnblogs.com/wxd0108/p/7687298.html TCP/IP原理浅析 TCP/IP概述 TCP/IP起源于1969年美国国防部(DOD:The Un ...
计算机网络—网络原理之＜TCP/IP 五层协议＞图解+详述
网络原理之 TCP/IP 五层协议应用层举个例子: 自定义应用层协议的两个步骤: 常见的应用层协议传输层 UDP UDP 特点: TCP TCP协议的主要机制 1. 确认应答 2. 超时重传 T ...
Linux网络管理OSI和TCP/IP
作者简介:一名软件运维工作人员,正在自学云计算课程. 宣言:人生就是B(birth)和D(death)之间的C(choise),做好每一个选择. 创作不易,动动小手给个点赞加关注吧,有什么意见评论区告 ...
在深谈TCP/IP三步握手四步挥手原理及衍生问题—长文解剖IP
如果对网络工程基础不牢,建议通读<细说OSI七层协议模型及OSI参考模型中的数据封装过程?> 下面就是TCP/IP(Transmission Control Protoco/Interne ...
TCP/IP***原理分析总结
TCP/IP***原理分析总结作者: 出处:IT168 ( 20 ) 砖 ( 24 ) 好评论 ( 0 ) 条进入论坛更新时间:2006-03-30 16:14 关键词:TCP I ...
TCP/IP TIME_WAIT状态原理
TIME_WAIT状态原理 ---------------------------- 通信双方建立TCP连接后,主动关闭连接的一方就会进入TIME_WAIT状态. 客户端主动关闭连接时,会发送最后一个 ...
浅谈：飞鸽传书的TCP/IP原理
浅谈:飞鸽传书的TCP/IP原理,adj 兴趣浓厚的飞鸽传书:见闻广博的,博识的he is hot in mathematics and chemistry (他数学和化学极好.)复合词语ho ...

数字通信原理与TCP/IP

数字通信原理与TCP/IP相关推荐

最新文章

热门文章