通信网络底层知识 ，你能get 几个？

一、相关概念

无源器件：指工作时不需要外部能量源的器件，电容电阻等

有源器件：指工作时需要外部能量源的器件，该器件有个输出，并且是输入信号的一个函数,LED、比较器等

高频通信的好处：

1 无线通信中，为获得较高辐射效率，天线尺寸必须与波长差不多，因此只有高频(短波长)信号能满足要求。

2 可把多个基带信号搬移到不同的频段的载波信号上，实现信道复用，提高信道利用率。

3 频率越高，衰落越大，因此对基站的发射机有更高要求，同时其频段内用户数量少，抗干扰能力自然更好。

模拟通信系统两种基本变换：

1 发送端消息转换为电信号，接收端作逆变换

2 基带信号变换为适合在信道中传输的信号，即调制和解调

基带信号：频谱从零频附近开始的原始信号，如语音信号频谱300~3400Hz，图像信号频谱0~6MHz

带通信号：基带信号经调制后都具有带通特性，故称带通信号

带宽与宽带：

带宽定义一：两频率间的差值，即某个特定频率成分占据的频率范围。

带宽定义二：单位时间内，通信网络中某一点到另一点所能传输的数据量。数字通信(二进制)带宽的计算公式是 时钟频率*总线位数/8

比特率和波特率：

波特率:每秒传输码元个数(批注：每个码元可以取2、4、8...个可能值)

比特率:每秒传输的二进制位数.单位bps

两者关系: (比特率)S = (波特率)B Log2 N (码元可能值的个数)

讨论带宽时,一般采用波特率,讨论线路实际传输数据的能力时,一般采用比特率.

宽带是相对窄带而言的,一般带宽较大,能满足一般需求的通信网络称为宽带.

PCM:pulse code modulation,脉冲编码调制。对音频、图像、视频信号的离散化、数字化的一种编码方式，由取样、量化和编码三个基本环节构成

并行通信和串行通信：从原理上讲，并行通信拥有更多数据线，理应拥有更高的信息传输能力。但现实并非如此，因为并行传输的前提是各路信号同一时序传播且同一时序接收，时钟频率过高时各路信号难以合拍，布线稍有差异就会引起错误。另外，并行线路占用了更多空间，消耗更多成本。因此近几年串行通信技术回归主流，典型代表无疑就是USB

同步通信和异步通信：同步通信要求发收双方具有同频的时钟信号，只要传送报文前添加同步字符即可;异步通信无需同步时钟，两字符间的时间间隔是不固定的，所以比较自由，但要求接收方时刻做好接收准备，异步通信的优点正在于此，缺点是每个字符帧都包含起始位和停止位，有效信息位占比降低。

信道中的干扰分为有源干扰和无源干扰：有源干扰即来自外界的因素产生的干扰，一般指噪声;无源干扰即与外界因素无关的干扰，即信道本身传输特性不良。

无线通信中，根据通信距离、频率和位置的不同，电磁波分为地波、天波和视线传播三种：

地波：频率较低，2MHz以下，沿地球表面传播，有一定绕射能力，传播范围数百千米到数千千米

天波：(2~30MHz)依赖电离层(距离地面60~400千米)反射传播，通过这种方式覆盖到地面上可能不是连续区域。经多次反射后传播距离可达10000千米以上。

视线：30MHz以上，即像光波那样沿直线传播，为了扩大传输距离，最简单的办法就是提升天线高度，有公式天线高度h=pow(d,2)/50，d为传输距离，由于视距传输距离有限通常可以采用无线电中继的方法，即多次转发实现远程通信。理论上有一个较好的方法全球覆盖，即用三个相对静止卫星做中继站，这样增加了一次转发可达距离，但是提升了对发射功率的要求，也增加了传输延时，另外发射卫星也是个巨大的工程。今年来一个类似的想法是平流层(17~22km)通信，即把基站用冲氮飞艇悬在半空，这样只要250个飞艇就能覆盖全球90以上人口和地区，性价比极高。

有线信道主要分为明线(裸线，传输损耗低，但易受环境影响)，双绞线(对称电缆)和同轴电缆。

信道特性的描述可以用幅频特性或者相频特性，无失真的传输要求幅频特性曲线是一条直线，即振幅与频率无关，相频曲线为一条过原点的直线，即传输时延与频率无关。幅频特性不理想则称有频率失真、相位特性不理想则称为有相位失真，两种失真都是线性的，故可以通过线性补偿解决。

热噪声，一种自然噪声，导线、电阻、半导体内部电子热运动产生的噪声，不可避免，也称白噪声，由于其噪声是自由电子运动产生，具有正态分布特性，故又称高斯白噪声。

vsb残留便带调制是介于dsb双边带调制和ssb单边带调制之间的一种调制方式，它既克服了dsb信号占用频带宽的缺点，又解决了ssb信号实现中的困难。

DSB一般用于点