注:最后有面试挑战,看看自己掌握了吗
文章目录
- 基带信号与宽带信号
- 基带信号
- 宽带信号
- 小结
- 编码与调制
- 编码调制的方法
- 数字数据编码为数字信号
- 数字数字调制为模拟信号
- 模拟数据编码为数字信号
- 模拟信号调制为模拟信号
- 数据交换
- 电路交换
- 报文交换
- 分组交换
- 数据报方式
- 虚电路方式
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基带信号与宽带信号
- 信道:某个方向信号传输
- 信道上传送信号分类:
基带信号
- 来自信源的信号(可以是数字信号,模拟信号),
- 将数字信号01直接用不同电压表示,送到数字信道上去传输(基带传输)
- 直接表达了要传输的信息
- 比如声波,计算机输出的代表各种文字图像的信号都是基带信号
宽带信号
- 将基带信号调制后形成的频分复用信号,在传送到模拟信道上去传输(宽带传输)
- 载波调制后,放到信道传输
小结
远距离传输:宽带传输(整容过)
近距离:基带传输
编码与调制
数字数据—数字信号 | 编码 | 通过数字发送器 |
---|---|---|
数字数据----模拟信号 | 调制 | 通过调制器 |
模拟数据—数字信号 | 编码 | 通过PCM编码器 |
---|---|---|
模拟数据----模拟信号 | 调制 | 通过放大器调制器 |
编码调制的方法
数字数据编码为数字信号
常见的编码方式包括有:
-
非归零码、NRZ—高1低0----难以保持同步,没有检错功能
-
归零码、------每个码元内都要归零
-
反向非归零码、----电平反转是0,电平不变表1
-
曼彻斯特编码和------优秀-----不用额外传递同步信号—前高后低1,反之为0----数据传输速率是调制速率的1/2
-
差分的曼彻斯特编码。-----同1异0----抗干扰性强于曼彻斯特编码
-
4B/5B编码----插入额外比特打破连续的0/1,编码效率80%,----采用16个来表示码,其他16种表示控制码—开始结束-线路状态
数字数字调制为模拟信号
- ASK— 调幅
- FSK----调频
- PSK----调向
- QAM----调幅+调相
模拟数据编码为数字信号
- PCM—脉码调制----能达到最高保真水平----PCM编码----用于素材保存,音乐欣赏------实现音频数字化----CD、DVD以及WAV文件都有应用
- 包括三步----抽样、量化、编码
- 抽样:对模拟信号周期性扫描----连续信号编程时间上的离散信号----采样定理进行采样:f采样频率>=2f信号最高频率
- 量化:电平分级标准转化为对应的数字值
- 编码:把量化结果转化为对应二进制编码
- 采样定理:就是取得点越密越带劲
与此同时音乐采样频率,一般44100Hz,
因为人类能听到的声音最高时20k Hz,所以2*20k Hz = 40k Hz,所以这样高于二倍人类听力范围的采样频率,非常靠谱因为人类的听觉最高能区分就是这里了 - 为什么人们说:高频失真
因为采样没采样到,波形把握不好导致的。
1996年,intel、创新、YAMAHA、NS、ADI五家公司共同制定了大家所熟知的AC97音频规范,声卡的数字线路和模拟新路分开始用两块芯片,内置音效,并统一输出采样率为48kHz。
总算可以解决万恶之源了,但结局并没有料想的这么美好。但由于强制统一,导致44.1kHz的文件以48kHz方式输出会有很大的SRC失真(采样频率变换),反而受到了消费者的一致批评。
最后一版已经修改成多采样率输出,但部分厂商也没有跟进,于是2004年4月15日,又是intel牵头,联合80多家公司制定了沿用至今的HDAudio规范,支持的规格和上限都有了质的飞跃。
位深方面,其实一开始并不都是16bit,十九世纪七十年代,飞利浦固执己见继续用14bit,而索尼坚持16bit,它拥有96.33dB的高信噪比,噪音更低音质更好,最终获得了消费者的认可,16bit 44.1kHz也就成了如今的金科玉律,即便厂商一直在推48kHz,但很多音乐制作人还是保守使用老流程、老方案。时代在进步,正版CD不少都是HDCD唱片,有CD和HDCD两条音轨的的,其中CD轨依然是普通的16bit 44.1kHz,因为兼容性较高;而HDCD则记录了24bit 96kHz。
模拟信号调制为模拟信号
- 频分复用,为了实现传输的有效性----充分利用带宽资源
- 把声音搬到一个高的频率上,然后再传输,然后再恢复—不易于受损
数据交换
电路交换
- circuit exchanging
- 数据传输结束之前,线路一直保持----独占资源
- 适合大量传输、实时性强
- 全双工
- 控制简单
- 缺点:建立连接时间长、灵活性差、没有数据存储能力、无法发现纠正传输差错
报文交换
- Message exchanging
- 一次性要发送的数据块----报文----长度不确定
- 存储转发方式
- 根据路由表走路
- 无需建立连接、平滑数据量、动态找路、提高线路利用率、提供多目标服务—一个报文变成多个报文
- 缺点:实时性差、只适用于数字信号、因为报文长度不确定要求较大报文缓冲区
分组交换
- 分组: packet
- 分小块发送—限制长度—一般128B----切割后最后再到了目的地组装
- 随时发送分组、无需建立连接、方便存储、加速传输、提高可靠性
- 缺点:存储转发时延,降低通信效率
数据报方式
- 数据包方式为无连接服务----不是先确定传输路径
- 每个分组要携带源地址和目的地址、分组号
- 适用于突发性通信
虚电路方式
- 逻辑上链接的电路,结合了电路交换方式的优点,为网络层提供连接服务
- 建立连接—数据传输----释放连接
- 每个分组携带虚电路号、分组好、检验和等控制信息
- 不用路由选择、只需要差错检测
- 可以流量控制、保证分组有序到达
- 缺点:路径上有一个节点出现问题