通讯系统W5

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Chapter3 Data and Signal(Contd)

3.3 Digital Signal(Contd)

Broadband Transmission(宽频传输)

Using Modulation(调变，把原本的form调整改变)
=>因为低频不够低(F_L下标不为零)，需要调变使其可以做为数位讯号

baandpass: 最低频不为零(f_L下标 != 0)

观念釐清:

If the available channel is a bandpass channel, we connot send he digital signal directly to the channel; we need to convert the digital signal to analog signal before transmission.

因为最低频非零，若"直接"转换后会歪斜

数位变类比: Modulation，机器:DAC类比变为数位: Demodulation，机器:CADconvertor可以做为一种翻译，或是解释

Modulation on a bandpass channel

先经过DAC跟最后再转回ADC的方式传输真正在跑的时候是类比的(本图)
Ex: HDMI线(因为这条线不是lowpass，所以需要DAC与ADC的Modulation)

3.4 Transmission impairment

由于讯号受损的不完美，叫做"Signal impairment"，也就是收到的与传输的"不同"，而有三个原因:

Attenuation(衰弱，能量强度的不同，自然而然的能量耗减)Distortion(失真，强度跟频率都改变)Noise(杂讯，只要不是原始的讯号就是"杂讯")

讯号受损原因一: Attenuation(衰弱)

我们可以用功率放大器(Amplifier)将其恢复

0dB = 10^0 = 1 = 不变负dB = 衰退正dB = 增强
Ex: 3dB代表原讯号(P2/P1)放大2倍；-3dB为放大(1/2)倍

mW 与 mdB的差距

讯号受损原因二: Distortion(失真)

Distortion means that the signal changes its form or shape

因为某些原因导致形状或是形式上的改变，包含相位或是频率等的改变。可能是人为或是介质上的改变

讯号受损原因三: Noise(杂讯)

只要是传送或接收端外相同通道、工作频率上的其他波就是Noise，因为能量是可以叠加与抵销的

Ex: 两人的讲话不会因为阳光或是紫外线而干扰，那光波就不是Noise，但只要有其他人讲话，那就是Noise

而在受到Noise完的结果叫做"干扰"，并不会称作"失真"

Noiseless Channel(ideal的情况)

3.5 Data Rate Limit

影通讯的三个要素

Bandwidth Available: 频宽加大可以增加传输速率level of signal: 表达的bits增加Quality of the channel: noise的影响程度越小越好

Noiseless Channel: Nyquist Bit Rate Formulor

Nyquist用没有杂讯的情况推得limit并延伸推出本公式

公式是"R = 2BLog_2L"!手写的地方多了一个两倍

观念釐清

Increasing the levels of a signal may reduce the reliablility of the system.

level数越高，出错率越高(越不好辨认)，也就是可靠度越低(猜错就要重传)

Noise Channel: Shannon Capacity

Shannon在有杂讯的情况下推得

注意: 公式中是SNR不是SNR_dB(下标)

观念釐清

The Shannon capacity gives us the upper limit; the Nyquist formula tells us how many signal levels we need.

3.6 Permormance

Propagation time v.s. Transmission time Formula

观念釐清

The bandwidth-delay product defines the number of bits that can fill the link.

对于满载的定义

参考资料

Data Communication and Networking: Digital SignalsData Communication and Networking: Transmission impairment