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知识路径： > 计算机网络原理 > 数据通信基础知识 > 数据通信系统 >
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被考次数：4次
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被考频率：
中频率
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总体答错率：
56%
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知识难度系数：
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考试要求：
掌握
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相关知识点：3个
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在数据通信技术中，人们一方面通过研究新的传输媒介来降低噪声的影响；另一方面则是研究更先进的数据调制技术，以更加有效地利用信道的带宽。因此，这也就引出了一个非常重要的知识点：计算信道的数据速率。信道的数据速率计算公式如下图所示。
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从上图中，可以看出在计算信道的数据速率时有两种考虑，一是考虑噪声；二是考虑理想传输。
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香农理论描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比（简称信噪比，S/N）之间的关系。
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在使用香农理论时，由于信噪比的比值通常太大，因此通常使用分贝数（dB）来表示：
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例如，S/N=1000时，用分贝表示就是30dB。如果带宽是3kHz，则这时的极限数据速率就应该是
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C=3000×log10(1+1000)≈3000×9.97≈30kb/s
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对于有噪声的信道中，用误码率来表示传输二进制位时出现差错的概率（出错的位数／传送的总位数），通常的要求是小于10-6。
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奈奎斯特定理（也称为奈式定理）：如果一个任意的信号通过带宽为H的低通滤波器，那么每秒采样2H次就能完整地重现通过这个滤波器的信号。以每秒高于2H次的速度对此线路采样是无意义的，其高频分量已经被滤波器滤除，无法恢复。
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在计算时，最关键的在于理解码元和位的转换关系。码元是一个数据信号的基本单位，而位是一个二进制位，一位可以表示两个值。因此，如果码元可取两个离散值，则只需一位表示；若可取4个离散值，则需要两位来表示。
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码元有多少个不同种类，取决于其使用的调制技术。关于调制技术的更多细节参见后面的知识点，下表所示为常见的调制技术所携带的码元数。
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要注意的是，这两种算法得出的结论是不能够直接比较的，因为它们的假设条件不同。在香农定理中，实际上也考虑了调制技术的影响，但由于高效的调制技术往往也会使出错的可能性更大，因此也会有一个极限，而香农的计算方式就是不管采用什么调制技术。另外，再次一提的是，信道本身也会带来延迟，通常电缆中的传播速度是光速（300m/μs）的2/3，即200m/μs左右；而且根据距离不同也会增加延迟的值。
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