数字通信基本概念

1、带宽与数据传输速率

     数据传输速率：通信节点每秒发送的bit个数，单位bps。

     带宽：传输介质能够传输信号的频率范围或最大数据传输速率，单位Hz或bps。超出此频率范围的信号在传输过程中会有较大失真而无法正常接收。信号的带宽由传输介质决定。

     有限时间T的数字信号可以进行傅里叶展开，表示为基波频率（f=1/T）与其N次谐波的叠加。信道的带宽越大，可通过的谐波越多，叠加出来的波形与原信号越相似，即失真越小，但同时谐波的频率也就越高。

 

2、比特率与波特率

     比特率：每秒传输的比特数，单位b/s。

     波特率：每秒传输的码元数（或电信号个数），单位“波特”。

     1个码元可以携带n比特信息量。对于二进制传输，1个码元携带1比特信息；而对于四进制传输，1个码元携带2比特信息，此时比特率就等于2倍的波特率。如下图，波特率B=4/0.001 = 4000波特，比特率C=2*B = 8000b/s。

 

3、信道容量与信道带宽

       在给定信道环境下，在误码率趋于零的情况下，单位时间内所能传输信息的最大速率，即信道容量。单位b/s。

       无热噪声情况下，根据奈奎斯特公式：。其中，

       C——最大数据传输速率（信道容量）

       H——信道带宽

       L——信号可能取的离散值个数，也可理解为进制数

       有高斯白噪声干扰的信道情况，根据香农公式：。其中，

       C——最大数据传输速率（信道容量）

       H——信道带宽

       S/N——信噪比

 

4、多模光纤与单模光纤：

     多模光纤：可同时传输多个相位不同的光信号。传输方式是通过包层对光信号的反射向前传输。传输距离短。

     单模光纤：光信号沿着轴心像前传输。由于减少了光信号在反射过程中的损耗，其传输距离更长。但是只能传输一路光信号。