ch3DCS数据通信技术.ppt

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第三章第三章DCS数据通信技术数据通信技术本章主要内容：

本章主要内容：

3.13.1数据通信概述数据通信概述数据通信概述数据通信概述3.23.2数据通信中的检错与纠错数据通信中的检错与纠错数据通信中的检错与纠错数据通信中的检错与纠错3.1数据通信概述数据通信概述-数据数据pp数据数据数据数据是由计算机处理的数字、字母和符号等具有是由计算机处理的数字、字母和符号等具有是由计算机处理的数字、字母和符号等具有是由计算机处理的数字、字母和符号等具有一定意义的实体。

一定意义的实体。

一定意义的实体。

一定意义的实体。

pp数据分为两种，即模拟数据和数字数据。

数据分为两种，即模拟数据和数字数据。

数据分为两种，即模拟数据和数字数据。

数据分为两种，即模拟数据和数字数据。

pp模拟数据模拟数据模拟数据模拟数据：

可以在一定的数据区间内取连续的数：

可以在一定的数据区间内取连续的数：

可以在一定的数据区间内取连续的数：

可以在一定的数据区间内取连续的数值。

如生产过程中的压力、温度、流量、物位等值。

如生产过程中的压力、温度、流量、物位等值。

如生产过程中的压力、温度、流量、物位等值。

如生产过程中的压力、温度、流量、物位等数据。

数据。

数据。

数据。

pp数字数据数字数据数字数据数字数据：

只能取离散的数值。

：

只能取离散的数值。

：

只能取离散的数值。

：

只能取离散的数值。

3.1数据通信概述数据通信概述-通信系统模型通信系统模型p任任何何一一个个通通信信系系统统都都可可以以借借助助如如图图所所示示的的通通信信系系统模型来抽象地进行描述。

统模型来抽象地进行描述。

噪声噪声N（t）输输出出数数据据d或或信号信号d（t）信息源信息源发信机发信机传输媒介传输媒介噪声源噪声源收信机收信机受信者受信者通信系统模型示意框图通信系统模型示意框图输输入入数数据据d或信号或信号d（t）发送信号发送信号s（t）接收信号接收信号r（t）3.1数据通信概述数据通信概述-数据传输信号类型数据传输信号类型pp数据通信中数据要进行传输，数据传输所采用数据通信中数据要进行传输，数据传输所采用数据通信中数据要进行传输，数据传输所采用数据通信中数据要进行传输，数据传输所采用的信号要反映数据的特点但又不同于数据本身。

的信号要反映数据的特点但又不同于数据本身。

的信号要反映数据的特点但又不同于数据本身。

的信号要反映数据的特点但又不同于数据本身。

pp模拟数据可以用模拟信号传输，也可以用数字模拟数据可以用模拟信号传输，也可以用数字模拟数据可以用模拟信号传输，也可以用数字模拟数据可以用模拟信号传输，也可以用数字信号传输。

数字数据可以用数字信号传输，也信号传输。

数字数据可以用数字信号传输，也信号传输。

数字数据可以用数字信号传输，也信号传输。

数字数据可以用数字信号传输，也可以用模拟信号传输。

可以用模拟信号传输。

可以用模拟信号传输。

可以用模拟信号传输。

nn模拟数据采用模拟信号传输模拟数据采用模拟信号传输模拟数据采用模拟信号传输模拟数据采用模拟信号传输nn数字数据采用模拟信号传输数字数据采用模拟信号传输数字数据采用模拟信号传输数字数据采用模拟信号传输nn数字数据采用数字信号传输数字数据采用数字信号传输数字数据采用数字信号传输数字数据采用数字信号传输nn模拟数据采用数字信号传输模拟数据采用数字信号传输模拟数据采用数字信号传输模拟数据采用数字信号传输3.1数据通信概述数据通信概述-信息信息pp信息：

语音、图像、文字、数据等信息：

语音、图像、文字、数据等pp信息的类别信息的类别nn连续信息连续信息连续信息连续信息pp信息的状态随时间而连续变化信息的状态随时间而连续变化信息的状态随时间而连续变化信息的状态随时间而连续变化nn离散信息离散信息离散信息离散信息pp信息的状态是可列的或是离散的信息的状态是可列的或是离散的信息的状态是可列的或是离散的信息的状态是可列的或是离散的3.1数据通信概述数据通信概述-通信信号通信信号pp两种基本传输信号两种基本传输信号两种基本传输信号两种基本传输信号nn模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号nn数字信号数字信号数字信号数字信号pp模拟通信模拟通信模拟通信模拟通信nn以模拟信号作为载体来传输信息以模拟信号作为载体来传输信息以模拟信号作为载体来传输信息以模拟信号作为载体来传输信息pp数字通信数字通信数字通信数字通信nn以数字信号作为载体来传输信息以数字信号作为载体来传输信息以数字信号作为载体来传输信息以数字信号作为载体来传输信息pp数据通信数据通信数据通信数据通信nn若若若若信信信信息息息息源源源源产产产产生生生生的的的的是是是是数数数数据据据据，则则则则整整整整个个个个通信过程称为数据通信通信过程称为数据通信通信过程称为数据通信通信过程称为数据通信。

（a）模拟信号模拟信号tu01001（b）数字信号数字信号tu传输信号示意图传输信号示意图3.1数据通信概述数据通信概述-数据编码数据编码在在在在通通通通信信信信系系系系统统统统中中中中，为为为为实实实实现现现现正正正正常常常常通通通通信信信信，要要要要对对对对二二二二进进进进制制制制码码码码和和和和字字字字符符符符的的的的对对对对应应应应关关关关系系系系作作作作一一一一个个个个统统统统一一一一的的的的规规规规定定定定，这这这这种种种种规规规规定即称为编码。

定即称为编码。

定即称为编码。

定即称为编码。

nn控制字符控制字符控制字符控制字符nn美国信息交换标准码美国信息交换标准码美国信息交换标准码美国信息交换标准码ASCIIASCII码码码码nn扩展扩展扩展扩展ASCIIASCII码码码码3.1数据通信概述数据通信概述-调制调制将将数数据据信信号号转转换换成成能能在在模模拟拟信信道道上上传传输输的的模拟信号模拟信号nn振幅调制振幅调制振幅调制振幅调制ASK（AmplitudeShiftKeyingASK（AmplitudeShiftKeying）pp用原始脉冲信号去控制载波的振幅变化用原始脉冲信号去控制载波的振幅变化用原始脉冲信号去控制载波的振幅变化用原始脉冲信号去控制载波的振幅变化nn频率调制频率调制频率调制频率调制FSK（FrequencyShiftKeying）FSK（FrequencyShiftKeying）pp用原始脉冲信号去控制载波的频率变化用原始脉冲信号去控制载波的频率变化用原始脉冲信号去控制载波的频率变化用原始脉冲信号去控制载波的频率变化nn相位调制相位调制相位调制相位调制PSK（PhaseShiftKeyingPSK（PhaseShiftKeying）pp用原始脉冲信号去控制载波的相位变化用原始脉冲信号去控制载波的相位变化用原始脉冲信号去控制载波的相位变化用原始脉冲信号去控制载波的相位变化3.1数据通信概述数据通信概述-调制（续）调制（续）三种调制信号示意图三种调制信号示意图三种调制信号示意图三种调制信号示意图11110000原始信号原始信号（a）调幅调幅（b）调频调频（c）调频调频（d）调相调相（e）调相调相3.1数据通信概述数据通信概述-传输速率传输速率pp调制速率调制速率调制速率调制速率nn单位时间内所能调制的调制次数，单位是波特单位时间内所能调制的调制次数，单位是波特单位时间内所能调制的调制次数，单位是波特单位时间内所能调制的调制次数，单位是波特pp数据信号速率数据信号速率数据信号速率数据信号速率nn单位时间内通过信道的信息量，单位是比特单位时间内通过信道的信息量，单位是比特单位时间内通过信道的信息量，单位是比特单位时间内通过信道的信息量，单位是比特/秒秒秒秒pp数据传输速率数据传输速率数据传输速率数据传输速率nn单位时间内传送的数据量，单位常用字符单位时间内传送的数据量，单位常用字符单位时间内传送的数据量，单位常用字符单位时间内传送的数据量，单位常用字符/分表示分表示分表示分表示3.2数据通信中的检错与纠错数据通信中的检错与纠错pp产生差错的原因产生差错的原因pp差错检测技术差错检测技术pp差错控制差错控制3.2.1产生差错的原因产生差错的原因pp噪音：

噪音：

nn如热噪音是由分子热运动引起的随机噪音；冲击噪音如热噪音是由分子热运动引起的随机噪音；冲击噪音如热噪音是由分子热运动引起的随机噪音；冲击噪音如热噪音是由分子热运动引起的随机噪音；冲击噪音来自于脉动的电磁干扰，如触点电弧。

来自于脉动的电磁干扰，如触点电弧。

来自于脉动的电磁干扰，如触点电弧。

来自于脉动的电磁干扰，如触点电弧。

pp传输失真：

传输失真：

nn信号在物理信道中传输时，其幅度衰减，波形发生畸信号在物理信道中传输时，其幅度衰减，波形发生畸信号在物理信道中传输时，其幅度衰减，波形发生畸信号在物理信道中传输时，其幅度衰减，波形发生畸变，引起差错。

变，引起差错。

变，引起差错。

变，引起差错。

pp载波干扰：

载波干扰：

nn由于载波的振幅、相位、频率发生抖动，使信号差错。

由于载波的振幅、相位、频率发生抖动，使信号差错。

由于载波的振幅、相位、频率发生抖动，使信号差错。

由于载波的振幅、相位、频率发生抖动，使信号差错。

3.2.1产生差错的原因（续）产生差错的原因（续）pp传输反射干扰传输反射干扰:

nn信号在通信媒体传输时，由于线路未按媒体的特性阻信号在通信媒体传输时，由于线路未按媒体的特性阻信号在通信媒体传输时，由于线路未按媒体的特性阻信号在通信媒体传输时，由于线路未按媒体的特性阻抗匹配来连接，引起反射造成差错。

抗匹配来连接，引起反射造成差错。

抗匹配来连接，引起反射造成差错。

抗匹配来连接，引起反射造成差错。

pp线间串扰：

线间串扰：

nn由相邻信号线间的电磁感应引入干扰，或者由于漏电，由相邻信号线间的电磁感应引入干扰，或者由于漏电，由相邻信号线间的电磁感应引入干扰，或者由于漏电，由相邻信号线间的电磁感应引入干扰，或者由于漏电，造成线间绝缘下降引入电阻性耦合干扰。

造成线间绝缘下降引入电阻性耦合干扰。

造成线间绝缘下降引入电阻性耦合干扰。

造成线间绝缘下降引入电阻性耦合干扰。

pp静电干扰静电干扰：

nn以静电形式对信道引入感应，造成差错。

以静电形式对信道引入感应，造成差错。

以静电形式对信道引入感应，造成差错。

以静电形式对信道引入感应，造成差错。

3.2.2差错检测技术（差错检测技术

（1）pp差错检测技术的原理差错检测技术的原理nn发送方发送方发送方发送方在发送数据的基础上，生成某些校验编码，在发送数据的基础上，生成某些校验编码，在发送数据的基础上，生成某些校验编码，在发送数据的基础上，生成某些校验编码，然后将该校验编码附加在数据后面一起发送然后将该校验编码附加在数据后面一起发送然后将该校验编码附加在数据后面一起发送然后将该校验编码附加在数据后面一起发送nn接收方接收方接收方接收方收到数据和校验码后，用校验码对收到的数收到数据和校验码后，用校验码对收到的数收到数据和校验码后，用校验码对收到的数收到数据和校验码后，用校验码对收到的数据进行检验，以确立本次传输是否正确据进行检验，以确立本次传输是否正确据进行检验，以确立本次传输是否正确据进行检验，以确立本次传输是否正确pp差错检测技术的核心：

差错检测技术的核心：

nn校验编码，即抗干扰编码校验编码，即抗干扰编码校验编码，即抗干扰编码校验编码，即抗干扰编码抗干扰编码抗干扰编码pp抗干扰编码抗干扰编码nn它是它是它是它是按一定规则给数据码元加上冗余码元按一定规则给数据码元加上冗余码元按一定规则给数据码元加上冗余码元按一定规则给数据码元加上冗余码元，然后一起，然后一起，然后一起，然后一起发送，在发送，在发送，在发送，在接收端按相应规则检查数据码元和冗余码元接收端按相应规则检查数据码元和冗余码元接收端按相应规则检查数据码元和冗余码元接收端按相应规则检查数据码元和冗余码元的关系的关系的关系的关系，发现差错甚至自动纠正差错。

，发现差错甚至自动纠正差错。

，发现差错甚至自动纠正差错。

，发现差错甚至自动纠正差错。

nn检错码：

检错码：

检错码：

检错码：

只