數(shù)據(jù)通信技術(shù)與應(yīng)用

1、數(shù)據(jù)通信技術(shù)與應(yīng)用第一章第一章 緒論緒論OUTLINE1.1 通信系統(tǒng)的基本概念通信系統(tǒng)的基本概念1.2 數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成1.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)1.1 通信系統(tǒng)的基本概念p通信的目的：傳遞通信的目的：傳遞消息消息中所包含的中所包含的信息信息。消息：物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，如：語音、文字、消息：物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，如：語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動(dòng)圖像等。音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動(dòng)圖像等。信息：消息中包含的有效內(nèi)容。信息：消息中包含的有效內(nèi)容。信息化信息化p通信：信息的傳輸和交換，或是信息的有效傳輸通信：信息的傳輸和交換，或是

2、信息的有效傳輸p通信手段：通信手段：非電的：如旌旗、烽火臺非電的：如旌旗、烽火臺電的：如電報(bào)、電話、廣播、電視、遙控、遙測、因特電的：如電報(bào)、電話、廣播、電視、遙控、遙測、因特網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信等網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信等通信的定義p利用電子技術(shù)等手段，借助利用電子技術(shù)等手段，借助電信號電信號（含光信號）含光信號）實(shí)現(xiàn)從一地向另一地進(jìn)行信息的有效傳遞和交換實(shí)現(xiàn)從一地向另一地進(jìn)行信息的有效傳遞和交換稱為稱為通信通信。p在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過電信號來實(shí)在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過電信號來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)的。p電信發(fā)明史：電信發(fā)明史：1837年，莫爾斯發(fā)明有線電報(bào)年，莫爾斯發(fā)明有線電報(bào)1876年，貝爾發(fā)明

3、有線電話年，貝爾發(fā)明有線電話1918年，調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機(jī)問世年，調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機(jī)問世1936年，商業(yè)電視廣播開播年，商業(yè)電視廣播開播電通信電通信通信系統(tǒng)的組成（1）p通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一般模型p信源：信息的發(fā)出者，作用是把各種信息轉(zhuǎn)換信源：信息的發(fā)出者，作用是把各種信息轉(zhuǎn)換為原始電信號。為原始電信號。模擬信源、數(shù)字信源（離散信源）模擬信源、數(shù)字信源（離散信源）一切信息理論上都可以變換成離散信號，這是數(shù)一切信息理論上都可以變換成離散信號，這是數(shù)字通信技術(shù)得到迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因。字通信技術(shù)得到迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因。通信系統(tǒng)的組成（2）p發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備 將信

4、源和傳輸介質(zhì)連接起來，將信源輸出的信將信源和傳輸介質(zhì)連接起來，將信源輸出的信號變換為適合于介質(zhì)輸出的信號形式。號變換為適合于介質(zhì)輸出的信號形式。p傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì) 又稱又稱信道信道，將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接受，將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接受設(shè)備的物理介質(zhì)。設(shè)備的物理介質(zhì)。 分為有線信道和無線信道。分為有線信道和無線信道。通信系統(tǒng)的組成（3）p噪聲源噪聲源 集中表示信道中的噪聲及分散在通信系統(tǒng)中其他集中表示信道中的噪聲及分散在通信系統(tǒng)中其他各處的噪聲。各處的噪聲。p接受設(shè)備接受設(shè)備 從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號p信宿信宿:把原始電信號還

5、愿成相應(yīng)的消息把原始電信號還愿成相應(yīng)的消息通信系統(tǒng)的分類（1）（1）按通信業(yè)務(wù)分類）按通信業(yè)務(wù)分類（2）按調(diào)制方式分類）按調(diào)制方式分類（3）按信號特征分類（）按信號特征分類（ ）（4）按傳輸介質(zhì)分類）按傳輸介質(zhì)分類（5）按工作波段分類）按工作波段分類（6）按信號復(fù)用方式分類）按信號復(fù)用方式分類通信系統(tǒng)的分類(2)（1）按通信業(yè)務(wù)分類）按通信業(yè)務(wù)分類 電話通信系統(tǒng)電話通信系統(tǒng) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 圖像通信系統(tǒng)。圖像通信系統(tǒng)。（2）按調(diào)制方式分類）按調(diào)制方式分類p基帶傳輸基帶傳輸 將未經(jīng)調(diào)制的信號直接發(fā)送將未經(jīng)調(diào)制的信號直接發(fā)送p頻帶傳輸（調(diào)制傳輸）頻帶傳輸（調(diào)制傳輸） 將各種信號調(diào)制后傳輸

6、，常見調(diào)制方式將各種信號調(diào)制后傳輸，常見調(diào)制方式P5 表表1-1通信系統(tǒng)的分類(3)（3）按信號特征分類（）按信號特征分類（ ）（4）按傳輸介質(zhì)分類）按傳輸介質(zhì)分類p 有線通信系統(tǒng)有線通信系統(tǒng) 導(dǎo)線、雙絞線、同軸電纜、光纖導(dǎo)線、雙絞線、同軸電纜、光纖p 無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng) 電磁波（短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼）電磁波（短波電離層傳播、微波視距傳播、衛(wèi)星中繼）（5）按工作波段分類）按工作波段分類p 長波通信長波通信p 中波通信中波通信p 短波通信短波通信p 微波通信微波通信p 遠(yuǎn)紅外線通信遠(yuǎn)紅外線通信 工作波長與頻率的關(guān)系工作波長與頻率的關(guān)系: =c/f=3*108/fP6 表表

7、1-2 通信波段與常用傳輸媒介通信波段與常用傳輸媒介光速（光速（m/s）通信系統(tǒng)的分類(4)（6）按信號復(fù)用方式分類）按信號復(fù)用方式分類p 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（FDMA） 不同信號占用不同頻率范圍，傳統(tǒng)的模擬通信不同信號占用不同頻率范圍，傳統(tǒng)的模擬通信p時(shí)分復(fù)用（時(shí)分復(fù)用（TDMA） 不同信號占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間不同信號占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間p碼分復(fù)用（碼分復(fù)用（CDMA） 使用正交脈沖序列分別攜帶不同信號使用正交脈沖序列分別攜帶不同信號 移動(dòng)通信，空間通信移動(dòng)通信，空間通信p波分復(fù)用（波分復(fù)用（WDMA） 將不同將不同 波長的激光用不同的數(shù)據(jù)流調(diào)制，再將調(diào)波長的激光用不同的數(shù)據(jù)流調(diào)制，再將調(diào)制后的

8、光波疊加在一起，用一條光纖傳輸。制后的光波疊加在一起，用一條光纖傳輸。通信系統(tǒng)的分類(5)（3）按信號特征分類（）按信號特征分類（ ）p模擬信號和數(shù)字信號模擬信號和數(shù)字信號 模擬信號：模擬信號：代表消息的信號參量取值連續(xù)，如麥克風(fēng)電壓代表消息的信號參量取值連續(xù)，如麥克風(fēng)電壓 圖：模擬信號圖：模擬信號p數(shù)字信號：代表消息的信號參量取值為有限個(gè)，例如電數(shù)字信號：代表消息的信號參量取值為有限個(gè)，例如電報(bào)信號、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號報(bào)信號、計(jì)算機(jī)輸入輸出信號通信系統(tǒng)的分類(6)p數(shù)字信號數(shù)字信號 圖圖 數(shù)字信號數(shù)字信號按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，

9、相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為：通信系統(tǒng)分為：p模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng) 利用連續(xù)的模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。利用連續(xù)的模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。 p數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的分類(7)p模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng) 利用連續(xù)的模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。利用連續(xù)的模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)。 兩種變換兩種變換模擬消息模擬消息 原始電信號（基帶信號）原始電信號（基帶信號）基帶信號基帶信號 已調(diào)信號（帶通信號）已調(diào)信號（帶通信號）模擬通信系統(tǒng)的模擬通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：通過信道的信號頻譜比較窄，因此信道利用優(yōu)點(diǎn)：通過信道的信號頻譜比較窄，因此信道利用率高率高缺點(diǎn)：抗干擾能力差，不易保

10、密，設(shè)備是模擬電路缺點(diǎn)：抗干擾能力差，不易保密，設(shè)備是模擬電路不易大規(guī)模集成化，不適用于計(jì)算機(jī)通信的要求不易大規(guī)模集成化，不適用于計(jì)算機(jī)通信的要求通信系統(tǒng)的分類(8)p數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 。 信源編碼信源編碼信道編碼信道編碼信源譯碼信源譯碼信道譯碼信道譯碼通信系統(tǒng)的分類(8)p數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 信源編碼與譯碼目的：信源編碼與譯碼目的： 提高信息傳輸?shù)挠行蕴岣咝畔鬏數(shù)挠行?完成模數(shù)轉(zhuǎn)換完成模數(shù)轉(zhuǎn)換信道編碼與譯碼目的信道編碼與譯碼目的：增強(qiáng)抗干擾能力：增強(qiáng)抗干擾能力加密與解密目的：加密與解密目的：保證所傳信息安全保證所傳信息安全數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在

11、信道中傳輸?shù)膸ㄐ判纬蛇m合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘柼柾ㄐ畔到y(tǒng)的分類(8)p數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 的特點(diǎn)的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不累積抗干擾能力強(qiáng)，且噪聲不累積可靠性高（二次編碼，即差錯(cuò)控制編碼）可靠性高（二次編碼，即差錯(cuò)控制編碼）遠(yuǎn)距離控制遠(yuǎn)距離控制組建現(xiàn)代數(shù)字通信網(wǎng)組建現(xiàn)代數(shù)字通信網(wǎng)保密性好保密性好易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕n缺點(diǎn)缺點(diǎn) 需要較大的傳輸帶寬需要較大的傳輸帶寬對同步要求高對同步要求高第一章第一章 緒論緒論OUTLINE1.1 通信系統(tǒng)的基本概念通信系統(tǒng)的基本概念1.2 數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成1.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

12、中的主要性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)1.2 數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成p數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信 主要內(nèi)容是主要內(nèi)容是計(jì)算機(jī)通信計(jì)算機(jī)通信，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合的結(jié)合p組成組成硬件部分：硬件部分：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備、通信線路數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備、通信線路軟件部分軟件部分支持硬件的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持硬件的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)通信的產(chǎn)生20世紀(jì)世紀(jì)40年代，電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)改變了人們年代，電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)改變了人們加工處理數(shù)據(jù)和信息的方式。加工處理數(shù)據(jù)和信息的方式。計(jì)算機(jī)通信提高了計(jì)算機(jī)的利用率，擴(kuò)大計(jì)算計(jì)算機(jī)通信提高了計(jì)算機(jī)的利用率，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍。機(jī)的應(yīng)用范圍。計(jì)

13、算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合，大大發(fā)揮通信的作計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)相結(jié)合，大大發(fā)揮通信的作用，促進(jìn)通信技術(shù)的發(fā)展和變革。用，促進(jìn)通信技術(shù)的發(fā)展和變革。數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（1）4個(gè)階段個(gè)階段（1）具有通信功能的單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)具有通信功能的單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)（2）具有通信功能的多處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)具有通信功能的多處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)（3）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（2）（1）具有通信功能的單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)）具有通信功能的單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期以前，計(jì)算機(jī)主機(jī)昂貴，而通信年代中期以前，計(jì)算機(jī)主機(jī)昂貴，而通信線路和通信設(shè)備相對便宜。線路和通信設(shè)備相對便宜。單計(jì)算機(jī)

14、聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)的特點(diǎn)：單計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）主機(jī)負(fù)荷重、效率低（通信）主機(jī)負(fù)荷重、效率低（通信+數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)處理）（2）通信線路的利用率低）通信線路的利用率低（3）屬于集中控制方式，可靠性低）屬于集中控制方式，可靠性低數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（3）單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)的改進(jìn)：單機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)的改進(jìn)：設(shè)置前端處理機(jī)設(shè)置前端處理機(jī)處理與終端的通信處理與終端的通信數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（4）（2）具有通信功能的多處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng)）具有通信功能的多處理機(jī)聯(lián)機(jī)終端系統(tǒng) 20世紀(jì)世紀(jì)60年代中期到年代中期到70年代中期年代中期數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理+通信通信數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（5）（3）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng) 通信控制

15、處理器通信控制處理器（Communication Control Processor，CCP）數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（6）公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)通信的發(fā)展（7）（4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)和和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵區(qū)別：的關(guān)鍵區(qū)別：n在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)中，用戶要參與管理計(jì)算機(jī)資源在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)中，用戶要參與管理計(jì)算機(jī)資源n在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，其資源是由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，其資源是由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行管理行管理數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用p城市智能交通管理系統(tǒng)城市智能交通管理系統(tǒng)p氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)p軍事指揮自動(dòng)化系統(tǒng)軍事指揮自動(dòng)化系統(tǒng)p其他系統(tǒng)（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動(dòng)力工

16、程、地質(zhì)勘探、其他系統(tǒng)（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動(dòng)力工程、地質(zhì)勘探、災(zāi)情預(yù)報(bào)及控制等）災(zāi)情預(yù)報(bào)及控制等）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成（1）以校園網(wǎng)為例以校園網(wǎng)為例數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成（2）p路由器和交換機(jī)路由器和交換機(jī) Catalyst 5000,Catalyst4000,Cisco 7010,Cisco 2511,集線器集線器p網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器Internet服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，文件服務(wù)器服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，文件服務(wù)器p網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP低層傳輸協(xié)議低層傳輸協(xié)議IEEE802.3主干線標(biāo)準(zhǔn)：主干線標(biāo)準(zhǔn)：SONET/SOH的的OC/STM標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)路由器支持協(xié)議路由器支持

17、協(xié)議PPP, Frame Relay，X.25, ISDN數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成（3）p連網(wǎng)技術(shù)連網(wǎng)技術(shù)主干網(wǎng)：交換式主干網(wǎng)：交換式1000M以太網(wǎng)連網(wǎng)技術(shù)，全連接拓?fù)湟蕴W(wǎng)連網(wǎng)技術(shù)，全連接拓?fù)錁莾?nèi)局域網(wǎng)：快速交換式以太網(wǎng)（樓內(nèi)局域網(wǎng)：快速交換式以太網(wǎng)（10/100M）,星型拓星型拓?fù)鋼涞谝徽碌谝徽?緒論緒論OUTLINE1.1 通信系統(tǒng)的基本概念通信系統(tǒng)的基本概念1.2 數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)組成1.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)1.3 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的主要性能指標(biāo)p有效性指標(biāo)有效性指標(biāo) 數(shù)據(jù)的傳輸速率數(shù)據(jù)的傳輸速率p可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)在傳輸過程中出

18、現(xiàn)的差錯(cuò)率數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)的差錯(cuò)率p抗干擾能力指標(biāo)抗干擾能力指標(biāo)信噪比信噪比有效性指標(biāo)(1)用用傳輸速率傳輸速率和和頻帶利用率頻帶利用率來衡量來衡量碼元傳輸速率碼元傳輸速率RB:單位時(shí)間（秒，單位時(shí)間（秒，s）傳送碼元的數(shù)）傳送碼元的數(shù)目，單位為波特（目，單位為波特（Baud）,簡記為簡記為B。RB= （B） 其中其中T - 碼元的持續(xù)時(shí)間（秒）碼元的持續(xù)時(shí)間（秒） 信息傳輸速率信息傳輸速率Rb :單位時(shí)間（秒，單位時(shí)間（秒，s）傳送的平均信）傳送的平均信息量或比特?cái)?shù)，單位為比特息量或比特?cái)?shù)，單位為比特/秒，記為秒，記為b/s,或或bps。 1 T有效性指標(biāo)(2)碼元傳輸速率碼元傳輸速率R

19、B和和信息傳輸速率信息傳輸速率Rb之間的關(guān)系之間的關(guān)系 Rb = RB log2M（b/s）或或 Rb = （B）對于二進(jìn)制數(shù)字信號：對于二進(jìn)制數(shù)字信號：M=2，碼元傳輸速率和信息，碼元傳輸速率和信息傳輸速率在數(shù)量上相等。傳輸速率在數(shù)量上相等。對于多進(jìn)制，如對于多進(jìn)制，如8進(jìn)制（進(jìn)制（M=8），如碼元傳輸速率為），如碼元傳輸速率為1200B,則信息傳輸速率為則信息傳輸速率為3600b/s。 RB log2M有效性指標(biāo)(2)頻帶利用率：單位帶寬（頻帶利用率：單位帶寬（1赫茲）內(nèi)的傳輸速率赫茲）內(nèi)的傳輸速率 = （B/Hz）或或 b = b/sHz RB B Rb B可靠性指標(biāo)常用常用誤碼率誤碼率

20、和和誤信率（誤比特率）誤信率（誤比特率）表示表示誤碼率誤碼率 Pe=誤信率誤信率 Pb= 在二進(jìn)制中，在二進(jìn)制中， Pe= Pb 傳錯(cuò)碼元的個(gè)數(shù)傳錯(cuò)碼元的個(gè)數(shù) 傳輸碼元的總數(shù)傳輸碼元的總數(shù) 傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)傳錯(cuò)的比特?cái)?shù) 傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)抗干擾能力指標(biāo)使用使用信噪比信噪比來表示來表示信噪比信噪比：信號平均功率與噪聲的平均功率之比。：信號平均功率與噪聲的平均功率之比。 S/N=Ps/Pn 其中Ps - 信號的平均功率 Pn - 噪聲的平均功率為了使用方便，采用為了使用方便，采用分貝（分貝（dB）為單位來表示信為單位來表示信噪比，轉(zhuǎn)換公式為噪比，轉(zhuǎn)換公式為 （S/N）dB=10lg(Ps/P

21、n)=10lg(S/N)本章小結(jié)基本概念基本概念計(jì)算計(jì)算 碼元速率，信息速率，頻帶利用率的計(jì)算碼元速率，信息速率，頻帶利用率的計(jì)算分貝p分貝-形容聲音大小的物理量 p分貝（decibel）dB 分貝是以美國發(fā)明家亞歷山大格雷厄姆貝爾命名的，他因發(fā)明電話而聞名于世。因?yàn)樨悹柕膯挝惶致远荒艹浞钟脕砻枋鑫覀儗β曇舻母杏X，因此前面加了“分”字，代表十分之一。一貝爾等于十分貝。聲學(xué)領(lǐng)域中，分貝的定義是聲源功率與基準(zhǔn)聲功率比值的對數(shù)乘以10的數(shù)值。用于形容聲音的響度。分貝pdecibel;dBp表示一種單位，即兩種電或聲功率之比或兩種電壓或電流值或類似聲量之比；p定義： 以兩功率或兩個(gè)場量之比的常用對

22、數(shù)再乘以10的形式表示該比的單位p分貝還是一種測量聲音相對響度的單位。p大約等于人耳通?？捎X察響度差別的最小值；人耳對響度差別能察覺的范圍，大約包括以最微弱的可聞聲為1而開始的標(biāo)度上的130分貝對頻率的定義分貝p響亮度是聲音或噪音的另一個(gè)特性。強(qiáng)的噪音通常有較大的壓力變化，弱的噪音壓力變化則較小。壓力和壓力變化的量度單位為帕斯卡，縮寫為Pa。其定義為牛頓/平方米 ( N/m2)。人類的耳朵能感應(yīng)聲壓的范圍很大。正常的人耳能夠聽到最微弱的聲音叫作聽覺閾，為20個(gè)微巴斯卡 (縮寫為Pa) 的壓力變化，即20 x10-6 Pa (“百萬分之二十巴斯卡”)。另一方面，非常噪吵的情況能產(chǎn)生很大的壓力變化

23、，例如一架太空穿梭機(jī)在發(fā)出最大馬力時(shí)能在近距離產(chǎn)生大約 2,000 Pa或2 x 109Pa的噪音。分貝p如用巴斯卡(Pa)來表達(dá)聲音或噪音，須處理小至20，大至2,000,000,000的數(shù)字。p較簡單的做法是用一個(gè)對數(shù)標(biāo)度(logarithmic scale)來表達(dá)聲音或噪音的響亮度，以10作為基數(shù)。為避免以巴斯卡(Pa)來表達(dá)聲音或噪音（以防處理難以操縱的數(shù)字），故使用分貝(dB)這個(gè)標(biāo)度。該標(biāo)度以聽覺閾，20 Pa 或20 x 10-6 Pa作為參考聲壓值，并定義這聲壓水平為0分貝(dB)。聲壓級，縮寫通常為SPL或者Lp，其單位為分貝(dB)，可經(jīng)由以下算式求得： pSPL=10LOG(10)p(e)/p(ref) p p(e)為待測聲壓有效值，p(ref)為參考聲壓。 分貝p用對數(shù)標(biāo)度來表達(dá)聲音和噪音還有另一優(yōu)點(diǎn)：用對數(shù)標(biāo)度來表達(dá)聲音和噪音還有另一優(yōu)點(diǎn)：人類的聽覺反應(yīng)是基于聲音的相對變化而非絕人類的聽覺反應(yīng)是基于聲音的相對變化而非絕對的變化。對數(shù)標(biāo)度正