2.1.1通信基础 基本概念

1.数据、信号与码元

数据是指传送信息的实体。 信号则是数据的电气或电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式。 数据和信号都可以用“模拟的”或“数字的”来修饰： ①连续变化的数据（或信号）称为模拟信号； ②取值仅允许为有限的几个离散数值的数据（或信号）称为数字数据（或数字信号）。

数据传输方式可以分为串行传输和并行传输。串行传输是指一个一个比特按照时间顺序传输（出于经济的考虑，远距离通信通常采用串行传输），并行传输是指多个比特通过多条通信信道同时传输。

码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），表示一位k进制数字，代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。1码元可以携带多个比特的信号量。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表0状态，一种代表1状态。 2.信源、信道与信宿 数据通信就是指数字计算机或其他数字终端之间的通信。一个数据通信系统可以划分为信源、信道和信宿三部分。 信源是产生和发送数据的源头。信宿是接受数据的终点，它们通常都是计算机或其他数字终端装置。发送端信源发出的信息需要通过变换器转换成适合于在信道上传输的信号，而通过信道传输到接收端的信号先由反转换器恢复成原始的信息，再发送给信宿。 信道和电路并不等同，信道是信号的传输媒介，一个信道可以看成是一条线路的逻辑部件，一般用来表示向某个方向传送信息的介质，因此一条通信线路通常包含一条发送信道和一条接受信道。噪声源是信道上的噪声（即对信号的干扰）以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。

信道按传输信号形式的不同分为传输模拟信号的模拟信道和传输数字信号的数字信道两大类；信道按传输介质的不同分为无线信道和有线信道。 信道上传送的信号有基带信号和宽带信号之分。基带信号是将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，然后送到数字信道上去传输（称为基带传输）；宽带信号是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号，然后传送到模拟信道上去传输（称为宽带传输）。

从通信双方信息的交换方式看，可以有两种基本方式： 1）单工通信。只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道。例如，无线电广播、电视广播就属于这种类型。 2）半双工通信。通信的双方都可以发送或接受信息。但任何一方都不能同时发送和接受，需要两条信道。 3）全双工通信。通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道。 信道的极限容量使指信道的最高码元传输速率或信道的极限信息传输速率。 3.速率、波特与带宽 速率也叫数据率，是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量，可以用码元传输速率和信息传输速率来表示。 1）码元传输速率。又可以成为码元速率、波形速率等，它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元的个数（也可以称为脉冲个数或信号变化的次数），单位是波特（Baud）。1波特表示数字系统每秒传输一个码元。这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的，但码元速率与进制数无关。 2）信号传输速率。又可称为信息速率、比特率等，它表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数）。单位是比特/秒（b/s）。 注意：波特和比特是两个不同的概念，码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。但码元传输速率与信号传输速率和信息传输速率在数量上却有一定的关系。若一个码元携带nbit的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M*n bit/s.

带宽原是指信号具有频带宽度，单位是赫兹（HZ）.在实际网络中，由于数据率是信道最重要的指标之一，而宽带与数据率存在数值上的互换关系，常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力。因此，宽带表示在单位时间内从网络的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。显然，此时的带宽不再是HZ,而是bit/s，或b/s.