데이터 통신 원칙의 최종 검토

1장 데이터 통신 소개

데이터 신호의 기본 전송 방법에는 기저대역 전송, 주파수 대역 전송 및 디지털 데이터 전송의 세 가지가 있습니다.

• 기저대역 전송 : 기저대역 데이터 신호(데이터 단자에서 출력되는 무변조 데이터 신호)는 케이블 채널을 통해 직접 전송됩니다.

• 주파수 대역 전송 : 베이스밴드 데이터 신호가 변조되고 해당 주파수가 전송을 위해 해당 캐리어 주파수 대역으로 이동됩니다(아날로그 신호는 주파수 대역 전송 중에 채널에서 전송됨).

• 디지털 데이터 전송 : PCM 채널을 사용하여 데이터 신호를 전송합니다. 즉, PCM30/32 시스템의 일부 타임 슬롯을 사용하여 데이터 신호를 전송합니다.

데이터 통신의 정의 : 통신 프로토콜에 따르면 데이터 정보는 데이터 전송 기술을 사용하여 두 기능 장치간에 전송되며 컴퓨터, 컴퓨터 및 터미널 또는 터미널 간의 데이터 정보 전송을 실현할 수 있습니다. (데이터 신호를 생성하는) 데이터 통신의 단말 장치는 컴퓨터일 수도 있고, 컴퓨터 이외의 일반 데이터 단말일 수도 있으며, 일반 데이터 단말을 데이터 단말 또는 줄여서 단말이라고 한다.

데이터 통신은 채널의 신호 형식에 관계없이 소스 신호의 형식을 강조합니다.

데이터 통신 시스템의 기본 구성 :

데이터 통신 시스템의 구성 : 데이터 단말 장치, 데이터 회선, 중앙 컴퓨터 시스템.

데이터 회선 개념 : 데이터 회선은 DTE와 컴퓨터 시스템 사이에 위치하며 그 기능은 데이터 통신을 위한 전송 채널을 제공하는 것입니다. 이진수 "1" 또는 "0" 데이터 신호는 데이터 회선의 양쪽 끝에서 송수신되며 데이터 전송 회로는 DTE의 데이터 신호가 컴퓨터 시스템으로 전송되고 다음을 통해 DTE로 다시 전송되도록 해야 합니다. 컴퓨터 시스템. 데이터 회선은 전송 채널과 양쪽 끝의 데이터 회선 종단 장치(DCE)로 구성됩니다.

전송 채널 : 통신 회선 및 통신 장비 포함 (아날로그 통신 장비와 디지털 통신 장비로 나눌 수 있음). 전송 채널은 아날로그 채널과 디지털 채널로 나눌 수 있으며 아날로그 신호는 아날로그 채널에서 전송되고 디지털 신호는 디지털 채널에서 전송됩니다.

DTE 는 데이터 입력 장치, 데이터 출력 장치 및 전송 컨트롤러로 구성됩니다.

• 전송 컨트롤러 의 역할 은 오류 제어 및 종단 연속 제어와 같은 다양한 전송 제어를 완료하는 것입니다.

DCE 는 DTE와 전송 채널 간의 인터페이스 장치입니다. 데이터 신호가 다른 전송 방법을 채택하면 DCE의 기능이 다릅니다.

• 베이스밴드 전송 중에 DCE는 데이터 신호가 케이블 채널 전송에 적합하더라도 신호 전력 스펙트럼을 채널에 적응시키기 위해 DTE의 데이터 신호에 대해 특정 변환을 수행합니다.
• 주파수 대역 전송의 경우 DCE는 특히 변조기와 복조기가 결합된 모뎀입니다. 보낼 때 변조기는 데이터 신호를 변조하고 해당 주파수 대역을 전송을 위해 해당 반송파 주파수 대역으로 이동합니다. 수신 시 복조기는 복조를 수행하여 아날로그 신호를 데이터 신호로 복원합니다. ( 참고 : 데이터 회로 내부의 전송 채널은 반드시 디지털 신호의 형태일 필요는 없습니다.)
• 디지털 데이터를 전송할 때 DCE는 신호 형식을 변환하는 기능, 즉 신호에서 DC 성분을 제거하고 긴 문자열 1 또는 긴 문자열 0의 코딩을 방지하고 신호 재생 및 타이밍 등

데이터 링크 개념 : 데이터 링크는 데이터 회로와 데이터 전송 제어 기능을 더한 후에 형성됩니다. 데이터 링크가 설정된 후에만 통신 당사자가 효과적이고 안정적으로 통신할 수 있습니다.

PCM 변조 원리: 아날로그 데이터 –> 샘플링 –> 양자화 –> 코딩 –>

신호 대 잡음비 이해를 위한 디지털 신호 : 신호 대 잡음비는 신호의 손실 및 잡음 간섭의 양을 설명하는 데 사용됩니다. 전송 프로세스, 그리고 전송 시스템의 성능을 측정하는 것이 중요한 지표 중 하나입니다. 신호 대 잡음비는 특정 지점에서 신호 전력과 잡음 전력의 비율을 의미하며 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

• 공식에서 Ps는 신호의 평균 전력이고 Pn은 잡음의 평균 전력입니다. SNR은 일반적으로 데시벨(dB)로 표시됩니다.

비동기 전송 : 비동기 전송은 한 번에 하나의 문자를 전송하는 것으로, 각 문자의 위치는 고정되어 있지 않으며 문자를 연속적으로 또는 개별적으로 보낼 수 있습니다. 비동기식 전송의 장점은 문자 동기화가 상대적으로 간단하고 송신측과 수신측의 클록 신호를 정확하게 동기화할 필요가 없다는 것입니다.단점은 각 문자가 시작 및 정지 비트를 증가시켜 정보 전송의 효율성.

동기 전송 : 동기 전송은 고정된 클록 비트로 데이터 신호를 전송합니다. 직렬 데이터 스트림에서는 문자 간의 상대 위치가 고정되어 있으므로 각 문자에 "시작" 신호와 "정지" 신호를 추가할 필요가 없습니다. " 신호, 문자 스트림 문자열 앞에 시작 문자를 추가하고 그 뒤에 문자 스트림의 시작과 끝을 나타내는 종료 문자를 추가하십시오.

• 동기 전송에는 문자 동기화와 프레임 동기화의 두 가지 동기화 방법이 있습니다. 동기 전송은 일반적으로 프레임 동기화를 채택합니다.
• 비동기 전송에 비해 동기 전송은 기술적으로 더 복잡하지만 문자를 식별하기 위한 기호로 각 문자에 대한 코드 요소를 별도로 추가 및 중지할 필요가 없고 일련의 문자열 앞뒤에 기호를 추가하기만 하면 됩니다. 전송 효율이 더 높습니다.

유효성 지표 :

1. 작동 속도 : 변조 속도, 데이터 전송 속도 및 데이터 전송 속도의 세 가지 다른 정의가 일반적으로 사용됩니다.

   • 변조 속도: 전송 속도라고도 하는 초당 전송된 신호 기호의 수, 단위는 보드(Baud)입니다.

   • 데이터 전송 속도: 초당 전송되는 정보량(초당 전송되는 이진 기호 수) 단위는 (bit/s)이며, 정보의 불확실성 정도가 클수록 정보량이 많아지므로 신호가 M 레벨, 즉 M-ary 시스템일 때 전송 속도와 변조 속도 사이의 관계는

   • 데이터 전송 속도: 단위 시간당 데이터 전송 시스템에서 해당 장치 시스템의 해당 장치 간에 전송되는 평균 비트, 문자 또는 코드 그룹 수.

2. 대역 활용 : 데이터 신호의 전송에는 일정한 주파수 대역이 필요합니다. 데이터 전송 시스템의 효율성을 측정하는 실제 지표는 단위 주파수 대역 내 전송 효율, 즉 주파수 대역 이용률
   
   이다 . 데이터 전송 품질은 오류율입니다. 오류율은 많은 정의를 가질 수 있으며 데이터 전송에서 일반적으로 비트 오류율, 문자 오류율 및 오류 그룹율로 표현되며 각각 다음과 같이 정의됩니다.

• 비트 오류율 = 오류가 있는 상태로 수신된 비트 수/전송된 총 비트 수
• 오류 문자(코드군) 비율 = 오류가 있는 허용된 문자(코드군) 수/총 전송된 문자 수(코드군)

채널 용량 : 채널 용량은 채널이 단위 시간당 전송할 수 있는 최대 정보량, 즉 채널의 최대 전송 속도를 의미합니다. 단위는 (bit/s)입니다.

1. 아날로그 채널의 채널 용량: 평균 신호 전력이 제한된 가우시안 백색 잡음 채널에서 채널의 제한 정보 전송 속도는 다음과 같습니다. 여기서 B는 채널 대역폭
   , S/N 신호 전력 대 잡음 전력의 비율입니다.
2. 디지털 채널의 채널 용량: 일반적인 디지털 채널은 안정적이고 대칭적이며 메모리가 없는 개별 채널이며 이진 또는 다중 시스템으로 전송할 수 있습니다. 대역폭이 B인 이산 잡음 없는 디지털 채널은 최대 기호 속도가 2B인 신호를 전송할 수 있으므로 잡음 없는 디지털 채널의 용량은 다음과 같습니다.

시분할 다중화 원리 : 디지털 신호에 적용 가능

1. 시분할 다중화: 각 신호가 채널에서 서로 다른 시간 간격을 차지하는 특성을 사용하여 각 신호를 분리합니다. 구체적으로, 시간은 일정한 시간 간격으로 분할되고, 각 신호의 전송 시간은 서로 다른 시간 간격으로 할당되어 상호 분리의 목적을 달성합니다. 시분할 다중화의 장점 : 간단하고 대규모 통합이 용이하며 신호 간 혼선이 없지만 시분할 다중화는 기호 간 혼선이 발생하기 쉽고 채널 사용률이 통계적 시분할 다중화보다 낮습니다.

2. 통계적 시분할 다중화: 사용자의 실제 요구에 따라 회선 리소스를 동적으로 할당하는 방법입니다. 통계적 시분할 다중화의 채널 이용률이 높다.

제2장 데이터 신호 전송

기저대역 데이터 신호 도면 :

1. 유니폴라 비제로 복귀 신호(비제로 복귀 신호: NRZ):

2. 단극 영점 복귀 신호(0 복귀 신호: RZ):

3. 바이폴라 비제로 복귀 신호:

4. 양극성 제로 복귀 신호:

5. 차이 신호:

6. 다단계 신호:

전력 스펙트럼 밀도 결론 :

• 연속체가 존재해야 한다
• 경우에 따라 개별 스펙트럼이 없을 수 있습니다.
• 절대값 부호에서 0: P=1/2, G1(f)=-G2(f)

데이터 신호 기저대역 전송 : 기저대역 신호의 스펙트럼 이동 없이 기저대역 데이터 신호를 직접 전송하는 방식을 기저대역 전송이라고 한다.

기저대역 전송 시스템의 구성 : 신호 에너지가 가장 집중된 주파수 범위가 실제 채널의 전송 특성과 일치하지 않으면 수신단에서 신호에 심각한 파형 왜곡이 발생합니다. Baseband 전송 시스템 모델:

• 송신 필터: 신호 주파수 대역을 제한하고 수신 필터와 함께 시스템에서 요구하는 파형을 형성합니다(샘플링 판단용).
• 파형이 전적으로 전송 필터에 의해 생성된 경우:
  1. 수신 필터는 대역 외 노이즈를 제한하는 데만 사용됩니다.
  2. 이퀄라이저는 채널 왜곡을 이퀄라이제이션하는 데 사용됩니다.
  3. 샘플링 결정자의 역할은 최적의 시간에 샘플링하는 것입니다.

이상적인 저역 전달 특성 :

Nyquist's first criterion : 심볼간 간섭이 없을 때 심볼간격은 샘플링간격과 같다.

이상적인 베이스밴드 전송 시스템의 주요 특징 :

1. Nay의 첫 번째 기준 만족(심볼 간 간섭 없음)
2. 밴드 활용도가 한계에 도달했습니다.
3. 물리적으로 구현하기 매우 어려움
4. 파형 테일이 매우 길고 감쇠가 매우 느리며 타이밍이 어긋나면 심각한 심볼 간 간섭이 발생할 수 있습니다.

부분 응답 시스템에는 다음과 같은 특징이 있습니다 .

• 심볼 간 간섭이 있지만 고정되어 수신단에서 제거할 수 있습니다.
• 주파수 대역 활용은 2Baud/Hz의 한계에 도달할 수 있습니다.
• 형성된 파형의 선행 및 후행 꼬리는 빠르게 감쇠되어 수신단에 대한 정확도 요구 사항을 줄입니다.
• 물리적으로 달성 가능;
• 수신 신호 레벨의 수는 송신 신호 레벨의 수보다 크며 간섭 방지 성능이 더 나쁩니다.

데이터 시퀀스의 스크램블링 및 디스크램블링 : 짧은 기간의 연속 "0" 또는 연속 "1" 및 일부 짧은 기간의 결정적 데이터 시퀀스, 이러한 데이터 신호는 주로 다음과 같은 이유로 전송 시스템에 불리합니다.

1. 인접 채널 데이터 신호에 간섭 유발
2. 수신 측에서 타이밍 정보를 추출하기 어렵게 만듭니다.
3. 이퀄라이저 조정 정보 손실 원인

정리하면, 데이터 전송 시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 입력 데이터 시퀀스의 랜덤성을 확보해야 하는데, 이를 위해 데이터 전송 시스템에서는 입력 데이터 시퀀스를 가장 먼저 스크램블링하는 경우가 많다. 보내는 끝. 스크램블된 데이터 시퀀스는 시스템을 통해 전송된 후 수신단에서 원래 데이터 시퀀스로 복원되며 디스크램블링됩니다.

스크램블링 및 디스크램블링의 기본 원리 : 가장 효과적인 데이터 시퀀스 스크램블링 방법은 무작위 시퀀스를 사용하여 입력 데이터 시퀀스를 논리적으로 추가하는 것입니다. 디스크램블링은 수신된 스크램블링된 시퀀스와 스크램블링 시점의 랜덤 시퀀스에 대해 동일한 동작을 수행하여 원래의 데이터 시퀀스를 복구하는 것이다.

주파수 대역 전송 시스템의 구성 : 주파수 대역 전송 시스템과 기저 대역 전송 시스템의 차이점은 송신단에 변조가 추가되고 수신단에 복조가 추가되어 신호의 스펙트럼 변환을 실현한다는 것입니다. .

주파수 대역 전송 시스템의 구성 :

• 변조 : 기저대역 신호는 반송파 파형의 일부 매개변수를 제어하는 ​​데 사용되므로 이러한 매개변수는 기저대역 신호와 함께 변경됩니다. 따라서 변조된 기저대역 신호는 디지털 신호이므로 디지털 변조라고도 한다.
• 모뎀에서는 사인(또는 코사인) 신호가 반송파로 선택됩니다. 사인 신호는 형태가 단순하고 생성 및 수신이 쉽기 때문입니다. 사인(또는) 코사인 신호는 진폭, 주파수 및 응답의 세 가지 기본 변수를 가지므로 디지털 진폭 변조 , 디지털 위상 변조 및 디지털 주파수 변조의 세 가지 기본 변조 방법을 구성할 수 있습니다 .

디지털 진폭 변조 : 기저대역 데이터 신호로 반송파의 진폭을 제어하는 ​​것을 디지털 진폭 변조라고 하며, 시프트 키잉이라고도 하며 약어로 ASK라고 합니다.

• 원리 : 2ASK는 디지털 정보 "0" 또는 "1"을 나타내는 기저대역 직사각형 펄스를 사용하여 연속 반송파에 키를 지정하여 반송파가 간헐적으로 출력되도록 하는 것입니다. 캐리어 출력이 있는 경우 "1"을 전송하는 것을 의미하고 캐리어 출력이 없는 경우 "0"을 전송하는 것을 의미합니다.
• 
• 일반적으로 2ASK(이진 디지털 진폭 변조) 신호를 생성하는 방법에는 곱셈과 키잉의 두 가지가 있습니다. 곱셈 방법은 기저대역 신호 s(t)를 반송파와 곱하는 것이고, 키잉 방법은 기저대역 신호 s(t)를 사용하여 반송파의 스위칭 회로를 제어하는 ​​것이다.
• 시프트 키 신호의 복조 :

  1. Coherent Demodulation : 동일한 주파수와 위상(송신기 및 체배기)을 갖는 전자파의 일관된 특성을 이용

     • 대역통과 필터: 신호 통과, 잡음 차단

     • 곱셈기: 주파수 곱셈을 달성하기 위해

     • 로우 패스 필터: 옥타브 구성 요소를 필터링합니다.

     • 

     • 

  2. 비간섭 복조 : 포락선 감지 방법이라고도 하는 저역 통과 필터링 기술을 사용합니다.

디지털 위상 변조 : 반송파의 위상은 기저대역 데이터 신호에 의해 제어되며 이를 디지털 위상 변조라고 하며 위상 편이 키잉이라고도 하며 약어로 PSK라고 합니다.

• 이진 디지털 변조에서 정현파 반송파의 위상이 이진 디지털 기저대역 신호와 이산적으로 변할 때 이진 위상 편이 변조(2PSK) 신호가 생성됩니다.
• 2PSK(Binary Digital Phase Modulation)는 반송파의 2개 위상을 사용하여 이진수 "1"과 "0"을 표현하는 방식으로 기저대역 신호를 서로 다른 반송파 위상으로 직접 표현하는 방식을 일반적으로 절대 위상 변조라고 합니다.
• 이진 위상 변조 신호의 변환 규칙은 데이터 신호의 "1"은 변조된 신호의 위상을 0°위상 변경하고, 데이터 신호의 "0"은 변조된 신호의 위상을 180° 변경합니다. 단계.

다중 위상 디지털 위상 변조의 주파수 대역 활용 : 베이스밴드 구성이 롤오프 저역 통과 필터를 채택하고 롤오프 계수가 α이면 다상 위상 변조의 주파수 대역 활용은 다음과
같습니다 . 변조가 있는 직각 위상으로 알려져 있습니다. 두 개의 서로 직교하는 동일한 주파수 반송파에 해당하는 두 개의 독립적인 기저대역 파형을 중첩하여 반송파 양측파대 변조를 억제하는 과정이며, 획득한 두 개의 변조된 신호가 중첩됩니다.

• 직교 진폭 변조는 양측파대 전송을 사용하므로 변조 시스템의 대역폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배가 되어야 합니다.
• MQAM(Multi-ary Quadrature Amplitude Modulation)의 주파수 대역 활용은 다음과 같습니다 .
  • 여기서 M은 별점의 개수이며 그 값은 4, 16, 64, 256 등이 될 수 있습니다. M의 값이 클수록, 즉 별점이 많을수록 주파수 대역의 활용도가 높다. 그러나 M이 클수록 동일한 신호 공간에서 별점 사이의 공간 거리가 작아 시스템의 간섭 방지 능력이 떨어지고 비트 오류율이 높아집니다.

디지털 FM : 기저대역 데이터 신호로 반송파의 주파수를 제어하는 ​​것을 디지털 FM이라고 하며 FSK(Frequency Shift Keying)라고도 합니다.

• 불연속 위상을 갖는 2FSK의 대역폭은 약 B=2fs+|f1-f0|=(2+h)fs이며, 여기서 h=|f1-f0|/fs는 주파수 편이 지수라고 합니다.

데이터 신호의 디지털 전송 개념 및 특성 : 디지털 채널에서 데이터 신호를 전송하는 것을 데이터 신호의 디지털 전송이라고 하며, 이를 디지털 데이터 전송이라고 합니다.

• 아날로그 채널의 전송 모드와 비교할 때 디지털 채널을 사용하여 데이터 신호를 전송하면 두 가지 주요 이점이 있습니다.
  1. 높은 전송 품질
  2. 높은 채널 전송 속도

3장 오류 제어

오류 제어 방법 : 데이터 통신 시스템에서 오류 제어 방법은 일반적으로 오류 감지 및 재전송, 순방향 오류 정정, 하이브리드 오류 정정 및 오류 감지, 정보 피드백의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

• 오류 감지 및 재전송 시스템을 구현할 때 일반적으로 세 가지 재전송 모드가 있습니다. 즉, 중지 및 재전송 대기, 재전송으로 돌아가기 및 재전송 선택입니다.

코딩 효율 :

해밍 거리와 오류 검출 및 오류 정정 능력과의 관계 : 채널 코딩에서 코드 그룹에서 0이 아닌 심볼의 수는 코드 그룹의 가중치로 정의되며 이를 코드 가중치라고 합니다. 예를 들어, "010" 코드 그룹의 코드 가중치는 1이고 "011" 코드 그룹의 코드 가중치는 2이며, 두 코드 그룹에서 해당 코드 위치에 다른 이진 기호가 있는 숫자를 거리로 정의합니다. 두 개의 코드 그룹을 코드 거리라고 하며, 코드에서 허용되는 두 코드 그룹 사이의 거리의 최소값을 이 코드의 해밍 거리라고 합니다.

패리티 감독 코드 ( 이해 ): 이것은 패리티 검사 코드라고도 하는 가장 간단한 오류 감지 코드로 데이터 통신에 널리 사용됩니다. 코딩 규칙은 먼저 전송할 데이터 기호를 그룹화하고 그룹화 된 정보 코드 뒤에 1 비트 감독 코드를 추가하여 코드 그룹에서 정보 코드 및 감독 코드와 결합 된 "1"의 수입니다. 짝수(짝수 패리티라고 함) 또는 홀수(홀수 패리티라고 함)입니다.

2차원 홀수-짝수 감독 코드 ( 이해 ): 2차원 홀수-짝수 감독 코드는 강력한 오류 감지 능력을 가지고 있으며 특정 오류 수정 능력을 가지고 있으며 구현하기 쉽기 때문에 널리 사용됩니다.

해밍 코드 : 해밍 코드는 1비트의 오류 코드를 정정할 수 있는 선형 블록 코드로 코딩 효율이 높다.

선형 블록 코드 (연산)

• 선형 블록 코드의 주요 속성은 다음과 같습니다.
  1. 폐쇄
  2. 0이 아닌 야드의 최소 무게와 동일한 야드의 최소 거리

순환 코드 (연산)

• 순환 코드 인코더의 작업 프로세스:

4장 데이터 교환

메시지 교환 모드의 원리 :

• 개념: 메시지 교환은 Store-and-forward 교환 방식에 속하며, 사용자의 메시지가 스위치에 도착하면 먼저 메시지를 스위치의 메모리에 저장하고 필요한 출력 회로가 비어 있을 때 메시지를 전송합니다. 수신 스위치 또는 사용자 터미널.

• 원리 :

• 장점과 단점 :

  • 이점:
    1. 서로 다른 유형의 터미널 장비가 서로 통신할 수 있습니다.
    2. 라인 활용도 대폭 향상
    3. 사용자는 상대방에게 전화를 걸지 않고 패킷을 보낼 수 있으므로 통화 손실이 없습니다.
    4. 동일한 문자 메시지 커뮤니케이션은 실현될 수 있습니다
  • 결점:
    1. 정보의 전송 지연이 크고, 지연의 변화도 크다
    2. 메시지 스위치는 고속 처리 능력과 큰 버퍼 메모리 용량이 필요하므로 스위치의 장비 비용이 높습니다.

패킷 전송의 장단점 :

• 이점:
  1. 높은 전송 품질
  2. 강력한 신뢰성
  3. 서로 다른 기종의 단말이 서로 통신할 수 있도록 편의 제공
  4. 통신의 실시간 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
  5. 패킷 다중 통신 실현
  6. 경제적
• 결점:
  1. 긴 메시지 통신의 전송 효율은 상대적으로 낮습니다.
  2. 처리 능력이 높은 스위치 필요

프레임릴레이 개발을 위한 필요조건 :

1. 광섬유 전송선 사용
2. 사용자 단말의 지능화

ATM 신호 : ATM 셀 길이는 53바이트로 하드웨어 구현에 유리하다.

ATM의 특징 :

1. ATM은 연결 지향 방식으로 작동합니다.
2. ATM은 비동기 시분할 다중화를 채택합니다.
3. ATM 네트워크에는 세그먼트별 오류 제어 및 흐름 제어가 없습니다.
4. 레터헤드의 기능이 단순화되었습니다.
5. ATM은 고정 길이 셀을 사용하며 정보 세그먼트의 길이는 작습니다.

중앙 집중식 교환 방식 비교 :

5장 데이터 통신 네트워크 구조

HDLC 프레임 구조 : 고급 데이터 링크 제어 절차에서 프레임은 링크에서 정보 전송의 기본 단위로 사용되며 HDLC 프레임의 기본 형식은 다음과 같습니다.

TCP/IP 계층 모델 : TCP/IP 계층 모델과 OSI 참조 모델과의 대응 관계는 다음과 같습니다.

부록 주제 지식 포인트

1장

1-3

• 전송 속도는 데이터 통신 시스템의 전송 용량을 측정하는 주요 지표로, 전송 속도 = 문자 데이터 비트 수 / 총 문자 길이
• 참고: 시작 위치와 정지 위치에 대한 1비트

1-5

• 변조율: N=1/T 단위: bd
• 데이터 전송 속도: R=Nlog2M 단위: bit/s

1-6

• 비트 오류율 = 오류가 있는 상태로 수신된 비트 수/전송된 총 비트 수

1-7

• 

1-10

• 네트워크 토폴로지에 따라 데이터 통신 네트워크는 메쉬 네트워크와 불완전 메쉬 네트워크, 스타 네트워크, 트리 네트워크 및 링 네트워크로 나눌 수 있습니다.

2장

2-1

• "0" 차분 코드에서 심볼 "0"은 인접한 두 심볼 레벨의 극성을 변경하여 표시하고, 심볼 "1"은 인접한 두 심볼의 동일한 레벨 극성을 변경하여 표시한다.
• "1" 차동 코드에서 기호 "1"은 인접한 두 기호 레벨의 극성을 변경하여 표시하고 기호 "0"은 인접한 두 기호 레벨의 극성을 동일하게 변경하여 표시합니다.
• 위상 인코딩이라고도 하는 맨체스터 인코딩은 동기식 비트 스트림의 클럭과 데이터를 인코딩하기 위해 물리 계층에서 사용하는 동기식 클럭 인코딩 기술로, 일반적으로 LAN 전송에 사용됩니다. 맨체스터 인코딩에서는 각 비트 중간에 점프가 있으며 비트 중간의 점프는 클럭 신호와 데이터 신호로 모두 사용됩니다.
• 맨체스터 인코딩의 각 비트는 클록 사이클의 절반만 차지하며 "1"을 전송할 때 클록 사이클의 전반부에서는 하이, 후반부에서는 로우를 전송하는 반면 "0"을 전송하면 반대로 양수입니다. 이와 같이 각 클록 주기마다 점프가 있어야 하며 이 점프가 비트 동기화 신호입니다.
• Differential Manchester 코딩은 Manchester 코딩을 개선한 것입니다. 각 클록 비트의 중간에 점프가 있으며 전송이 "1"인지 "0"인지는 각 클록 비트의 시작 부분에 점프가 있는지 여부에 따라 구별됩니다.

2-2 및 2-3

• Nyquist의 첫 번째 기준을 준수하는 기저대역 전송 시스템: Nyquist의 첫 번째 기준이 충족되면 |H(f)|는 (fn, 0.5)의 홀수 대칭 롤오프를 가져야 합니다.
  1. 네슬러 주파수 대역 fn=2600+(3200-2600)/2 단위: HZ
  2. (심볼레이트) 심볼레이트 Nbd=fs=2fn 단위: Bd
  3. Roll-off 계수 α=(3200-fn)/fn (roll-off 계수는 Nyquist 주파수 포인트를 Nyquist 대역폭으로 나눈 값보다 큰 주파수 대역의 일부임) 단위: 없음
  4. 전송 속도 R=fslog2M(M은 M 레벨을 나타냄) 단위: bit/s
  5. 전송 효율 n=R/B
  6. 대역 활용도 n=2/(1+α)

2-4

• 각 샘플링 포인트에서 게인 가중 계수 또는 파형 y(t) 값을 계산합니다. (값 계산 방정식 그룹 가져오기)

2-5

• B2ASK=2BASK=2*1/T=2fs(참고: 바이폴라(비) 제로 복귀 코드 전력 스펙트럼의 첫 번째 제로 값)
• n=fs/B

2-6

• 불연속 위상을 갖는 2FSK의 대역폭은 약 B=2fs+|f1-f0|=(2+h)fs입니다.
• 여기서 h=|f1-f0|/fs는 주파수 편이 인덱스라고 합니다.

2-7

• 변조에 사용되는 바이너리 시퀀스가 ​​유니폴라 코드인 경우 비억제 반송파 주파수를 갖는 2ASK라고 하고, 바이폴라 코드를 이용한 변조에 적용하면 반송파 주파수가 억제된 2ASK라고 한다

2-8

• fc=2N
  • 설명을 위해 하나의 기호 기간에 두 개의 캐리어가 그려져 있습니다.

2-9

• MQAM(Multi-ary Quadrature Amplitude Modulation)의 주파수 대역 활용은 다음과 같습니다.

• 롤오프 네트워크의 대역폭: B=(1+α)fn

• 총 비트 전송률 R=fslog2M

• 직교 진폭 변조는 양측파대 전송을 사용하므로 변조 시스템의 대역폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배가 되어야 합니다.

2-10

• 직교 진폭 변조는 양측파대 전송을 사용하므로 변조 시스템의 대역폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배가 되어야 합니다.

• 신호 속도 R=fslog2M

2-11

• 직교 진폭 변조는 양측파대 전송을 사용하므로 변조 시스템의 대역폭은 기저대역 신호 대역폭의 두 배가 되어야 합니다.

• 신호 속도 R=fslog2M

2-12

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세 번째 장

3-1

• 전송 데이터 시퀀스와 수신 데이터 시퀀스의 위치는 동일하지만 코드 요소가 다르며 오류 시퀀스의 코드 요소는 "1"이고 그렇지 않으면 "0"입니다.

3-2

• 오류 제어 방법: 데이터 통신 시스템에서 오류 제어 방법은 일반적으로 오류 감지 및 재전송, 순방향 오류 정정, 하이브리드 오류 정정 및 오류 감지, 정보 피드백의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
• 오류 감지 재전송(ARQ)의 장단점:
  • ARQ 방식은 수신단에서 오류를 감지한 후 역방향 채널을 통해 NAK 신호를 보내야 하고 송신단에서 재전송해야 하므로 역방향 채널이 필요하고 실시간 성능이 좋지 않습니다.
  • ARQ 모드에서는 정보 코드 뒤에 추가되는 감독 코드가 많지 않아 정보 전송 효율이 높다.
  • 디코딩 장비는 비교적 간단합니다.
• 순방향 오류 수정(FEC) 장단점:
  • 오류 정정 방식은 역방향 채널이 필요하지 않고 자동으로 오류 정정이 가능하며 재전송이 필요하지 않아 지연이 적고 실시간 성능이 좋다.
  • 단점은 선택한 오류 정정 코드가 채널의 오류 코드 특성과 밀접하게 일치해야 하며, 그렇지 않으면 오류율 감소 요구 사항을 충족하기 어렵다는 점입니다.
  • 더 많은 오류 코드를 수정하기 위해서는 디코딩 장비가 복잡하고 더 많은 감독 코드가 필요하며 전송 효율이 낮습니다.
• 하이브리드 오류 수정(HEC) 장점 및 단점
  • 하이브리드 오류 정정 및 오류 검출 방법은 실시간 및 디코딩 복잡성 측면에서 순방향 오류 정정과 오류 검출 및 재전송 사이의 절충안이므로 최근 몇 년 동안 데이터 통신 시스템에서 널리 사용되었습니다.
• 정보 피드백(IRQ) 장점 및 단점
  • 이 방법의 장점은 오류 정정 및 오류 검출 컴파일러가 필요 없고 장비가 간단하다는 것입니다.
  • 단점은 순방향 채널과 동일한 역방향 채널이 필요하고 실시간 성능이 좋지 않다는 것입니다.
  • 송신단은 송신 코드 그룹을 저장하기 위해 일정 용량의 메모리가 필요하며 루프 지연이 클수록 데이터 속도가 높을수록 필요한 저장 용량이 커집니다.

3-3

• ACK는 승인 문자로, 데이터 통신에서 수신국에서 송신국으로 보내는 전송 제어 문자의 일종으로, 보낸 데이터가 올바른 것으로 확인되었음을 나타냅니다.

3-4

• 재전송 선택: 발신자는 이전 N개의 코드 그룹을 모두 재전송하도록 지시하지만 오류 코드 그룹만 재전송합니다.
• 선택적 재전송 시스템의 전송 효율은 가장 높지만 더 복잡한 제어가 필요하고 송신단과 수신단 모두에 데이터 버퍼가 필요하기 때문에 비용도 가장 비쌉니다.

3-5

• 선형 블록 코드의 속성
  • 야드 단위의 최소 거리는 0이 아닌 야드 단위의 최소 무게와 같습니다.

3-6

• e개의 잘못된 코드를 감지하기 위해서는 최소 코드 거리가 d>=e+1이 되어야 합니다.
• t개의 잘못된 코드를 수정하려면 최소 코드 거리 d>=2t+1이 필요합니다.
• t개의 잘못된 코드를 수정하고 동시에 e(e>t)개의 잘못된 코드를 검출하기 위해서는 최소 코드 거리가 d>=e+t+1이 되어야 합니다.

3-7

• 정보부호열은 행별로 정방행렬로 배열하고 각 행 뒤에 홀수 또는 짝수 감독부호를 붙인다. 의 열, 그리고 수신 측은 여전히 ​​같은 순서로 코드 요소를 배열합니다. 송신 측에서 동일한 정사각 행렬 형태를 취한 다음 행별로 패리티 검사를 수행합니다.
• 송신단은 심볼을 코드 그룹이 아닌 열 단위로 전송하기 때문에 특정 코드 그룹에서 발생할 수 있는 버스트 오류가 정방행렬의 여러 코드 그룹 사이에 흩어져 있으므로 전체 정방행렬을 얻을 수 있는 방법을 이용하면, 행의 모든 ​​홀수 오류와 길이가 정사각 행렬의 행 수보다 크지 않은 모든 버스트 오류를 ​​찾을 수 있습니다.

3-10

• 일반적으로 코드 길이가 n이고 정보 비트의 수가 k이면 감독 비트의 수는 r=nk입니다. 비트 오류 코드의 n 가능한 위치를 나타내기 위해 r 감독 관계식을 구성하기 위해 r 감독 비트를 사용하려면 다음이 필요합니다.

3-11

• 감독 코드 요청:

3-12

• 잘못된 위치는 교정기 및 잘못된 코드 위치 표를 참조하십시오.

3-13

• 표에 주어진 첫 번째 코드 그룹은 두 번째 코드 그룹을 얻기 위해 왼쪽으로 1비트 이동하고, 두 번째 코드 그룹은 세 번째 코드 그룹을 얻기 위해 왼쪽으로 1비트 이동하는 식으로 여덟 번째 코드 그룹은 모두 0.

3-15

• 가장 높은 전력 지수는 nk입니다.
• 생성기 행렬 찾기
• 행렬 변환을 통해 일반적으로 생성된 행렬 찾기
• 지정된 정보 코드의 감독 비트 및 전체 코드 그룹 찾기

큰 문제 종이

• Nyquist의 첫 번째 기준과 Nyquist의 두 번째 기준의 유사점과 차이점에 대한 간단한 비교
  • 첫 번째 기준은 심볼 간 간섭이 없음을 나타내며 주파수 대역 fn 내에서 2fn이 제한 속도이며 모든 디지털 전송 시스템의 최고 주파수 대역 사용률은 2Baud/Hz입니다.
  • 두 번째 기준은 특정 제어된 심볼 간 간섭을 도입하고 전송 주파수 대역을 압축하여 이론적 한계인 2Baud/Hz에 도달할 수 있으며 동시에 타이밍 정확도에 대한 요구 사항을 줄입니다.