項(xiàng)目一：交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)綜述1......任務(wù)一、認(rèn)識交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成一、任務(wù)內(nèi)容2......（一）認(rèn)識交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成圖1-1-1交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成示例3......移動通信系統(tǒng)移動通信，是指通信雙方至少有一方是在運(yùn)動中進(jìn)行信息交換的。近十年來，在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動下，移動通信從過去簡單的無線對講或廣播方式發(fā)展成為把有線、無線融為一體，固定、移動相互連接的全國規(guī)模、全球范圍的通信系統(tǒng)。我國從20世紀(jì)90年代中期開始發(fā)展移動通信，經(jīng)歷了第一代TACS制式模擬移動通信系統(tǒng)、GSM制式第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)和CDMA制式第三代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程。在今后的發(fā)展過程中，它必然朝著數(shù)字化、微型化、個(gè)人化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化等方面發(fā)展，隨著新理論、新技術(shù)和新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)，移動通信將更加可靠、方便、快速、靈活，并全方位地滿足人們對通信的需求。（二）認(rèn)識各通信系統(tǒng)4......無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)是指以無線信道作傳輸媒介的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)（WirelessLocalAreaNetwork，簡稱WLAN），是在有線網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，使網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)具有可移動性，能快速、方便地解決有線方式不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信道的連通問題。5......GPS全球定位系統(tǒng)

GPS是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）的英文縮寫，它可以用來實(shí)現(xiàn)連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航。是20世紀(jì)70年代由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，向全球范圍內(nèi)的用戶全天候提供高精度的導(dǎo)航、定位和授時(shí)服務(wù)。目前，GPS已在地形測量、交通管理、導(dǎo)航、野外勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。6......光纖通信系統(tǒng)光纖通信，是以光波為載頻、以光纖為傳輸媒介的新型通信方式，其應(yīng)用規(guī)模之大、范圍之廣、涉及學(xué)科之多，是以往任何一種通信方式所未有的。與電纜通信相比，每芯光纖通話路數(shù)高達(dá)百萬路，中繼距離達(dá)到100km?，F(xiàn)在，光纖通信的新技術(shù)仍在不斷涌現(xiàn)，諸如頻分復(fù)用系統(tǒng)、光放大器、相干光通信、光孤子通信等，其中主要以單模長波光纖通信、大容量數(shù)字傳輸技術(shù)以及相干光通信為主流，這些技術(shù)預(yù)示著光纖通信技術(shù)的強(qiáng)大生命力和廣闊的應(yīng)用前景。它將對未來的信息社會發(fā)揮巨大的作用，產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。7......任務(wù)一、認(rèn)識交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成二、相關(guān)知識8......通信系統(tǒng)的一般模型如圖所示圖1-1-2通信系統(tǒng)模型（一）通信系統(tǒng)的模型9......信息源是信息或信息序列的產(chǎn)生源，它泛指一切發(fā)信者，可以是人也可以是機(jī)器設(shè)備，能夠產(chǎn)生諸如聲音、數(shù)據(jù)、文字、圖像、代碼等電信號。信息源發(fā)出信息的形式可以是連續(xù)的，也可以是離散的。發(fā)送設(shè)備把信息源發(fā)出的信息變換成便于傳輸?shù)男问?，使之適應(yīng)于信道傳輸特性的要求并送入信道的各種設(shè)備。發(fā)送設(shè)備是一個(gè)整體概念，可能包括許多的電路、器件與系統(tǒng)，比如把聲音轉(zhuǎn)換為電信號的麥克風(fēng)，把基帶信號轉(zhuǎn)換成頻帶信號的調(diào)制器等。10......信道是指傳輸信號的通道。根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，可分為有線信道（明線、電纜、光纖等）和無線信道（微波、衛(wèi)星等）。明線和電纜可用來傳輸速率低的數(shù)字信號，其他信道均要進(jìn)行調(diào)制。只經(jīng)信道編碼而不經(jīng)調(diào)制就可直接送到明線或電纜中去傳輸?shù)臄?shù)字信號稱為數(shù)字基帶信號，經(jīng)調(diào)制后的信號稱為頻帶信號。信道噪聲，可能是進(jìn)入信道的各種外部噪聲，也可能是通信系統(tǒng)中各種電路、器件或設(shè)備自身產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲。11......接收設(shè)備接收從信道傳輸過來的信息，并轉(zhuǎn)換成信息宿便于接收的形式，其功能與發(fā)送設(shè)備的功能剛好相反。接收設(shè)備也是一個(gè)整體概念，可能包括許多的電路、器件與系統(tǒng)，比如把頻帶信號轉(zhuǎn)換為基帶信號的解調(diào)器，把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器等。信息宿是接收發(fā)送端信息的對象，它可以是人，也可以是機(jī)器設(shè)備。12......

對于數(shù)字通信系統(tǒng)其通信系統(tǒng)模型如圖所示。圖中，信源是信息變換成原始電信號的設(shè)備或電路。

13......信源編碼的主要功能是把人的話音以及機(jī)器產(chǎn)生的如文字、圖表及圖像等模擬信號變換成數(shù)字信號，即所謂的模/數(shù)（A/D）變換。在數(shù)字系統(tǒng)中，信源編碼一般包括模擬信號的數(shù)字化和壓縮編碼兩個(gè)范疇，壓縮編碼對數(shù)字信號進(jìn)行處理，去除或減少信號的冗余度。信道編碼是將數(shù)字信號變換成與調(diào)制方式和傳輸信道匹配的形式，從而降低傳輸誤碼率，提高傳輸?shù)目煽啃浴?4......根據(jù)信道媒質(zhì)特性，對編碼后的數(shù)字信號還要經(jīng)調(diào)制后再送入信道中，如光纖信道中的光調(diào)制，無線信道中的調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅等。解調(diào)、信道解碼和信源解碼分別是調(diào)制、信道編碼和信源解碼的逆過程。15......

數(shù)據(jù)是運(yùn)送信息的實(shí)體，而信號則是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。無論數(shù)據(jù)或信號，都既可以是模擬的也可以是數(shù)字的。所謂"模擬的"就是連續(xù)變化的，而"數(shù)字的"就表示取值僅允許為有限的幾個(gè)離散數(shù)值。（二）模擬信號與數(shù)字信號

16......1．模擬信號（AnalogueSignal）如果信號的幅度值是連續(xù)（連續(xù)的含義是在某一取值范圍內(nèi)可以取無限多個(gè)數(shù)值）的而不是離散的，則這樣的信號稱為模擬信號。圖（a）是話音信號的電壓波形，它模擬了語聲聲強(qiáng)的大小，其幅度是連續(xù)變化的，因此它是模擬信號。圖（b）是對圖（a）按一定的時(shí)間間隔T抽樣后的抽樣信號，在時(shí)間上是離散的，但幅度取值仍然連續(xù)，所以圖（b）仍然是模擬信號。例如：收音機(jī)接收的調(diào)幅、調(diào)頻信號，普通電話機(jī)發(fā)送、接收的信號，模擬電視機(jī)接收的信號等都是模擬信號。

17......18......2．?dāng)?shù)字信號（DigitalSignal）如圖是數(shù)字信號的兩個(gè)波形。圖（a）是二進(jìn)制碼，每一個(gè)碼元只取兩個(gè)狀態(tài)（0、1）之一。圖（b）是四電平碼，每個(gè)碼元只能取四個(gè)狀態(tài)（3、1、-1、-3）中的一個(gè)。數(shù)字信號的特點(diǎn)是：其幅度值被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)，它不是連續(xù)的而是離散的。例如：計(jì)算機(jī)處理的信號，電報(bào)傳送的信號，手機(jī)收、發(fā)處理的信號，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號等均屬于數(shù)字信號。19......20......1．抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲積累。2．靈活性強(qiáng)，能適應(yīng)各種業(yè)務(wù)要求。3．便于與計(jì)算機(jī)連接。4．便于加密處理。5．設(shè)備便于集成化、小型化。6．占用頻帶寬。（三）數(shù)字通信的特點(diǎn)

21......任務(wù)一、認(rèn)識交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成三、復(fù)習(xí)與思考22......1.試畫出數(shù)字通信系統(tǒng)組成框圖，并說明各部分的作用。2.結(jié)合交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，舉例說明現(xiàn)代通信的幾種方式。3.模擬信號與數(shù)字信號的主要區(qū)別是什么？4.簡述數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)。23......任務(wù)二：熟悉交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)知識一、任務(wù)內(nèi)容24......通信系統(tǒng)中的信道是物理信道，是指信號發(fā)送設(shè)備與信號接收設(shè)備之間傳送信號的通道。傳輸介質(zhì)是指可以傳輸電信號（或光信號）的物質(zhì)，分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。從通信的雙方信息交互的方式看，可以有三種基本方式。（一）認(rèn)識信道與傳輸介質(zhì)25......1）單工通信單工通信只有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互，僅需要一條信道，無線電廣播、電視廣播就屬于這種類型。2）半雙工通信半雙工通信即通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能同時(shí)發(fā)送。3）全雙工通信全雙工通信即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，通常需要兩條信道。1.信道工作方式26......常見的傳輸介質(zhì)包括雙絞線、同軸電纜、光纜、無線傳輸?shù)取?.傳輸介質(zhì)27......雙絞線

UTPSTP圖1-2-1雙絞線28......同軸電纜圖1-2-2同軸電纜

29......光纜光纜是由一組光導(dǎo)纖維組成的用來傳播光束的、細(xì)小而柔韌的傳輸介質(zhì)。光纖的基本結(jié)構(gòu)由纖芯和包層組成。應(yīng)用光學(xué)原理，由光發(fā)送機(jī)產(chǎn)生光束，將電信號變?yōu)楣庑盘枺侔压庑盘枌?dǎo)入光纖，在另一端由光接收機(jī)接收光纖上傳來的光信號，并把它變?yōu)殡娦盘枺?jīng)解碼后再處理。與其它傳輸介質(zhì)比較，光纖的電磁絕緣性能好、信號衰小、頻帶寬、傳輸速度快、傳輸距離大。主要用于要求傳輸距離較長、布線條件特殊的主干網(wǎng)連接。目前光纖到戶也已逐步開始。30......無線傳輸 在無線傳輸中，信號的傳輸是利用電磁波在空間的傳播來實(shí)現(xiàn)的。無線傳輸介質(zhì)指可以傳播電磁波（包括光波）的空間或大氣，主要由無線電波和光波作為傳輸載體。由于無線電波傳輸距離遠(yuǎn)，能夠穿過建筑物，既可全方向傳播，也可定位傳播，因此絕大多數(shù)無線通信都采用無線電波作為信號傳輸?shù)妮d體。 無線傳輸信道中的信息主要通過自由空間進(jìn)行傳輸，但還必須通過發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、發(fā)射天線系統(tǒng)、接收天線系統(tǒng)和接收機(jī)系統(tǒng)，才能使攜帶信息的信號正常傳輸，從而組成一條無線傳輸信道。無線傳輸包括衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信三類。31......1、按照范圍分類狹義信道：傳輸信號的具體媒介。如電纜、光纜等。廣義信道：不僅包含具體的物理介質(zhì)，而且還包含了終端（收/發(fā)端）的部分設(shè)備在內(nèi)的那段信號通路。如編碼信道、調(diào)制信道等。3.信道的分類32......2、按照傳輸?shù)男盘栴愋头诸惸M信道：傳輸?shù)氖窃诜群蜁r(shí)間上都連續(xù)變化的模擬信號。如電話線就是一個(gè)模擬信道。數(shù)字信道：在信道上只能傳輸數(shù)字信號的信道。如數(shù)字電話信道、計(jì)算機(jī)組成的局域網(wǎng)等。33......3、按照信道的使用方式分類專用信道：兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間的線路是固定不變的。如民航系統(tǒng)、金融系統(tǒng)內(nèi)部自己組建的網(wǎng)絡(luò)等。公用信道：通過公用網(wǎng)絡(luò)為廣大用戶提供服務(wù)的信道。如公用電話網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)等。34......4、按照傳輸媒質(zhì)分類有線信道：由固體媒體(如銅線或光纖)傳輸?shù)膶?dǎo)向媒體。無線信道：在自由空間傳輸?shù)姆菍?dǎo)向媒體如短波、微波）。35......為了提高傳輸效率，需要采用壓縮編碼技術(shù)，在保證一定信號質(zhì)量的前提下，盡可能地去除或降低信號中的冗余信息，從而減小傳輸所用帶寬。針對信源發(fā)送信息所進(jìn)行的壓縮編碼，一般稱為信源編碼。（二）認(rèn)識信源編碼36......數(shù)字化目的使模擬信號能在數(shù)字信道中傳輸數(shù)字化方法抽樣：信號自變量的離散化量化：信號幅值的離散化編碼圖1-2-3模擬信號的數(shù)字化過程示意圖1.模擬信號數(shù)字化數(shù)字信號···01001011···抽樣量化編碼模擬信號pulsemodulation37......抽樣過程理論上：抽樣過程=周期沖激序列×模擬信號實(shí)際上：抽樣過程=周期性窄脈沖×模擬信號ttts(t)δT(t)sk(t)s(t)c

(t)sk(t)tttsampling圖1-2-4抽樣過程示意圖38......抽樣信號恢復(fù)的波形tsk(t)tinterpolation圖1-2-5抽樣信號恢復(fù)的波形39......量化的基本概念量化是模擬信號數(shù)字化的第二個(gè)步驟對信號幅度進(jìn)行離散化處理的過程稱為量化量化過程必然會引入誤差，稱為量化誤差40......基本原理脈沖編碼調(diào)制(PCM)模擬信號輸入LPF抽樣量化編碼PCM信號數(shù)字信道解碼重建濾波模擬信號輸出PCM編碼器PCM解碼器pulsecodemodulation(PCM)圖1-2-7PCM原理框圖41......2.語音編碼技術(shù)語音編碼一般分為三大類型：波形編碼、信源編碼（參數(shù)編碼或聲碼器）和混合編碼。波形編碼：用于較高的碼率，并且具有高質(zhì)量的語音。聲碼器：用于甚低碼率，語音質(zhì)量不太好，類似合成語音，在任何碼率下都無法給出自然語音。混合編碼：綜合采用波形編碼和信源編碼技術(shù)，在中等碼率下具有較好的語音質(zhì)量。42......圖像編碼是信源編碼的一個(gè)重要方面。圖像編碼種類很多，圖像數(shù)據(jù)壓縮算法也很多，根據(jù)應(yīng)用的不同而產(chǎn)生了眾多的編碼方法。圖像是二維的，表述的數(shù)學(xué)方法多種多樣。以存儲為目的和以傳輸為目的圖像編碼方法不同，靜止圖像與運(yùn)動圖像的編碼方法也不同。3.圖像編碼技術(shù)

43......（三）信道復(fù)用技術(shù)

DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX復(fù)用——多個(gè)信息源共享一個(gè)公共信道

為何要復(fù)用？線路成本圖1-2-8多路復(fù)用44......

多路復(fù)用技術(shù)就是將多路信號組合在一條物理信道上進(jìn)行傳輸，到接收端再用專門的設(shè)備將各路信號分離開來。這樣使一條物理信道資源被多路信號共享。多路復(fù)用技術(shù)包括:

頻分多路復(fù)用(FDM)時(shí)分多路復(fù)用(TDM)碼分多址(CDMA)多路復(fù)用技術(shù)45......

頻分多路復(fù)用FDM

（FrequencyDivisionMultiplexing）當(dāng)傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過各路給定信號所需帶寬的總和時(shí)，可以把多個(gè)信號調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號，這就是頻分多路復(fù)用。1.頻分多路復(fù)用(FDM)46......頻分多路復(fù)用帶寬分配例f47......FDM多路復(fù)用過程例FDM多適用于模擬信號傳輸48......FDM

解多路復(fù)用過程例49......FDM中的移頻與疊加（頻譜）50......FDM多路復(fù)用與解復(fù)用全過程例51......

時(shí)分多路復(fù)用TDM（TimeDivisionMultiplexing）：當(dāng)傳輸介質(zhì)所能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率超過各路信號的數(shù)據(jù)傳輸速率的總和時(shí)，可以將物理信道按時(shí)間分成若干時(shí)間片輪換地分配給多路信號使用，每一路信號在自己的時(shí)間片內(nèi)獨(dú)占信道傳輸，這就是時(shí)分多路復(fù)用。2.時(shí)分多路復(fù)用(TDM)52......時(shí)分多路復(fù)用TDM多用來傳輸數(shù)字信號，但并不局限于傳輸數(shù)字信號，有時(shí)也可以用來分時(shí)傳輸模擬信號。另外，對于模擬信號，有時(shí)可把TDM和FDM結(jié)合起來一起使用，比如第二代移動電話的GSM標(biāo)準(zhǔn)中，將一個(gè)傳輸系統(tǒng)的可用頻帶頻分成許多子信道，每個(gè)子信道再利用時(shí)分多路復(fù)用來細(xì)分。時(shí)分多路復(fù)用(續(xù))53......時(shí)分多路復(fù)用(續(xù))TDM多適用于數(shù)字信號傳輸54......時(shí)分多路復(fù)用(續(xù))55......在頻分復(fù)用或時(shí)分復(fù)用方式中，不同的用戶分別占用不同的頻帶或時(shí)隙來進(jìn)行通信。在碼分復(fù)用方式中，則依靠不同的地址碼來區(qū)分不同的用戶，所有的用戶使用相同的頻率和相同的時(shí)間在同一地區(qū)通信。3.碼分多路復(fù)用56......調(diào)制是將基帶信號的頻譜搬移到某個(gè)載頻頻帶再進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?。這種適合于信道傳輸?shù)男盘栴l譜搬移過程，以及在接收端將被搬移的信號頻譜恢復(fù)為原始基帶信號的過程，稱為信號的調(diào)制和解調(diào)。（四）認(rèn)識調(diào)制技術(shù)57......圖1-2-16調(diào)制的一般過程1.調(diào)制的作用MODs(t)輸出調(diào)制信號m(t)輸入調(diào)制信號c(t)載波信號58......

調(diào)制有兩方面的目的：將基帶信號變?yōu)閹ㄐ盘?。把基帶調(diào)制信號的頻譜搬移到載波頻率附近，選擇不同的載波頻率（載頻）可將信號的頻譜搬移到希望的頻段上，以適應(yīng)信道傳輸?shù)囊?，或?qū)⒍鄠€(gè)信號合并起來用以多路傳輸。提高信道傳輸時(shí)的抗干擾能力。不同調(diào)制方式產(chǎn)生的已調(diào)信號的帶寬不同，因此影響傳輸帶寬的利用率。59......

按調(diào)制信號的不同調(diào)制方式可分為：模擬信號的調(diào)制數(shù)字信號的調(diào)制按調(diào)制參數(shù)不同調(diào)制方式可分為：振幅調(diào)制（簡稱調(diào)幅AM）頻率調(diào)制（簡稱調(diào)頻FM）相位調(diào)制（簡稱調(diào)相PM）2.調(diào)制的種類

60......⑴調(diào)幅（AM）1）模擬信號的調(diào)制※傳送信號包含在上下兩個(gè)帶內(nèi)，載波本身不含任何信號?！{(diào)幅方式在無線電廣播和載波電話中應(yīng)用廣泛。uCCtO

高頻載波信號uc低頻載波信號uM

調(diào)制后的信號uAuMO

MtuAO

CtAMuCuMuA61......※載波信號在調(diào)制信號的作用下瞬時(shí)頻率發(fā)生了變化?！陔娨暫统滩◤V播中廣泛應(yīng)用?！秉c(diǎn):超短波只能直線傳播一、二百公里,收視距離較短。(2)調(diào)頻（FM）高頻載波信號uC低頻載波信號uM調(diào)制后的信號uFuCO

CtuMO

MtuFO

FtFMuCuMuF62......

使高頻載波信號的相位隨低頻調(diào)制信號的瞬時(shí)值正比變化的調(diào)制方式。調(diào)頻和調(diào)相又統(tǒng)稱為調(diào)角。調(diào)頻時(shí)必然會引起調(diào)相，調(diào)相時(shí)必然會引起調(diào)頻。(3)調(diào)相（PM）63......2）數(shù)字信號的調(diào)制

就是將二進(jìn)制信息搬移到高頻載波信號上，調(diào)制方式可以是調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相。ASKFSKPSK64......

解調(diào)方式可分為非相干解調(diào)和相干解調(diào)。 非相干解調(diào)不需要同步載波。 相干解調(diào)誤碼率比非相干解調(diào)低，需要在接收端從信號中提取出相干載波（與發(fā)送端同頻同相的載波），故設(shè)備相對較復(fù)雜。 在衰落信道中，若接收信號存在相位起伏，不利于提取相干載波，則不宜采用相干解調(diào)。3.解調(diào)方式65......（五）差錯(cuò)控制技術(shù)

差錯(cuò)控制就是指在數(shù)據(jù)通信過程中能發(fā)現(xiàn)、糾正差錯(cuò)，把差錯(cuò)限制在盡可能小的允許范圍內(nèi)的技術(shù)和方法。差錯(cuò)控制目前主要采取兩種策略：（1）糾錯(cuò)碼差錯(cuò)控制（2）檢錯(cuò)碼差錯(cuò)控制66......目前常用的檢錯(cuò)碼有兩類：奇偶檢驗(yàn)碼和循環(huán)冗余碼。1.奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼是一種通過增加冗余位使得碼字中“１”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)的編碼方法。奇偶校驗(yàn)碼又分為水平奇偶校驗(yàn)、垂直奇偶校驗(yàn)、水平垂直奇偶校驗(yàn)。1）水平奇偶校驗(yàn)水平奇偶校驗(yàn)是在每個(gè)字節(jié)的尾部加上一個(gè)校驗(yàn)位，使得碼組中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)個(gè)（奇檢驗(yàn)）。67......

2）垂直奇偶校驗(yàn)垂直奇偶校驗(yàn)是在整個(gè)數(shù)據(jù)段所有字節(jié)的某一位上進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。3）水平垂直奇偶檢驗(yàn)它是即對每個(gè)字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)，又在垂直方向?qū)λ凶止?jié)的某一位進(jìn)行校驗(yàn)的水平奇偶校驗(yàn)和垂直奇偶校驗(yàn)的綜合。2.循環(huán)冗余碼（CyclicRedundancyCheck）CRC碼是檢驗(yàn)發(fā)送之前用收發(fā)雙方預(yù)定的一個(gè)生成多項(xiàng)式G（x）去除f（x)的系數(shù)（發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列）求得的余數(shù)是否為0來確定發(fā)送的情況。68......1）基本原理CRC檢驗(yàn)原理實(shí)際上就是在一個(gè)p位二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列之后附加一個(gè)r位二進(jìn)制檢驗(yàn)碼(序列)，從而構(gòu)成一個(gè)總長為n＝p＋r位的二進(jìn)制序列；附加在數(shù)據(jù)序列之后的這個(gè)檢驗(yàn)碼與數(shù)據(jù)序列的內(nèi)容之間存在著某種特定的關(guān)系。如果因干擾等原因使數(shù)據(jù)序列中的某一位或某些位發(fā)生錯(cuò)誤，這種特定關(guān)系就會被破壞。因此，通過檢查這一關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)正確性的檢驗(yàn)。69......2）CRC檢驗(yàn)碼的計(jì)算設(shè)信息字段為K位，校驗(yàn)字段為R位，則碼字長度為N(N=K+R)。設(shè)雙方事先約定了一個(gè)R次多項(xiàng)式g(x)，則CRC碼：V(x)=A(x)g(x)=xRm(x)+r(x)其中:m(x)為K次信息多項(xiàng)式，r(x)為R-1次校驗(yàn)多項(xiàng)式。這里r(x)對應(yīng)的代碼即為冗余碼，加在原信息字段后即形成CRC碼。r(x)的計(jì)算方法為：在K位信息字段的后面添加R個(gè)0，再除以g(x)對應(yīng)的代碼序列，得到的余數(shù)即為r(x)對應(yīng)的代碼(應(yīng)為R-1位；若不足則在高位補(bǔ)0)70......71......3）錯(cuò)誤檢測當(dāng)接收方收到數(shù)據(jù)后，用收到的數(shù)據(jù)對P（事先約定的）進(jìn)行模2除法，若余數(shù)為0，則認(rèn)為數(shù)據(jù)傳輸無差錯(cuò)；若余數(shù)不為0，則認(rèn)為數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)了錯(cuò)誤，由于不知道錯(cuò)誤發(fā)生在什么地方，因而不能進(jìn)行自動糾正，一般的做法是丟棄接收的數(shù)據(jù)。72......1.通信協(xié)議的一般概念1)協(xié)議的概念協(xié)議是通信雙方都要遵守的約定的集合，是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用的語言，用于協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，以達(dá)到互連互通、互換互控的目的。（六） 了解數(shù)據(jù)通信協(xié)議73......協(xié)議的組成要素

語法：確定數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)或格式。 語義：規(guī)定雙方要交流哪些數(shù)據(jù)信息。 定時(shí)關(guān)系：規(guī)定事件執(zhí)行的順序。74......2)協(xié)議的功能 信號的發(fā)送與接收、差錯(cuò)控制、順序控制、透明性、鏈路控制與管理、流量控制、路徑選擇、對話控制。75......2.通信協(xié)議的分層1）通信協(xié)議分層的概念數(shù)據(jù)通信協(xié)議分層的特點(diǎn)為：各層之間相互獨(dú)立，靈活性好，結(jié)構(gòu)上可以隔開，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。76......2）OSI參考模型及各層功能77......物理層：討論在通信線路上比特流的傳輸問題。此層協(xié)議描述傳輸媒質(zhì)的電氣、機(jī)械、功能和過程的特性。其典型的設(shè)計(jì)問題有：信號的發(fā)送電平、碼元寬度、線路碼型、物理連接器插腳的數(shù)量、插腳的功能、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、物理連接的建立和終止、傳輸方式等。78......數(shù)據(jù)鏈路層：討論在數(shù)據(jù)鏈路上幀流的傳輸問題。此層協(xié)議的內(nèi)容包括：幀的格式，幀的類型，比特填充技術(shù)，數(shù)據(jù)鏈路的建立和終止信息流量控制，差錯(cuò)控制，向物理層報(bào)告一個(gè)不可恢復(fù)的錯(cuò)誤等。常見的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議有兩類：一是面向字符的傳輸控制規(guī)程，如基本型傳輸控制規(guī)程（BSC）；另一類是面向比特的傳輸控制規(guī)程，如高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（HDLC）。79......網(wǎng)絡(luò)層：要處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。這一層協(xié)議的功能是：路由選擇、數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)連接的建立和終止一個(gè)給定的數(shù)據(jù)鏈路上網(wǎng)絡(luò)連接的復(fù)用，根據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層來的錯(cuò)誤報(bào)告而進(jìn)行的錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)，分組的排序，信息流的控制等。80......傳輸層：是第一個(gè)端到端的層次，也就是計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)的層次。OSI的前三層可組成公共網(wǎng)絡(luò)，它可被很多設(shè)備共享，并且計(jì)算機(jī)-節(jié)點(diǎn)機(jī)、節(jié)點(diǎn)機(jī)-節(jié)點(diǎn)機(jī)是按照“接力”方式傳送的，為了防止傳送途中報(bào)文的丟失，兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可實(shí)現(xiàn)端到端控制。其基本功能是實(shí)現(xiàn)建立、維持和拆除傳送連接等。81......會話層：指用戶與用戶的連接，它通過在兩臺計(jì)算機(jī)間建立、管理和終止通信來完成對話。會話層的主要功能：在建立會話時(shí)核實(shí)雙方身份是否有權(quán)參加會話；確定何方支付通信費(fèi)用等。82......表示層：表示層主要處理應(yīng)用實(shí)體間交換數(shù)據(jù)的語法，其目的是解決格式和數(shù)據(jù)表示的差別，從而為應(yīng)用層提供一個(gè)一致的數(shù)據(jù)格式，從而使字符、格式等有差異的設(shè)備之間相互通信。應(yīng)用層：應(yīng)用層與提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)，這些服務(wù)包括文件傳送、打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、電子郵件等。應(yīng)用層提供了一個(gè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信的接口。83......串口叫做串行接口，也稱串行通信接口，按電氣標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議來分包括RS-232-C，RS-422，RS-485，USB等。RS-232-C、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。USB是近幾年發(fā)展起來的新型接口標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。（七）串口介紹84......

波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。 數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是5、7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。 停止位：用于表示每個(gè)包的最后一位。典型的值為1、1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會。奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的。對于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位）用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。85......RS-232接口（又稱EIARS-232-C）是目前最常用的一種串行通信接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。RS-232串口介紹86......圖1-3-5RS-232的DB9各引腳定義87......RS-232的DB25各引腳定義88......RS-232接口引腳定義89......

由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)： 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。 傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在50米左右。RS485接口介紹90......

針對RS232接口的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485就是其中之一，它具有以下特點(diǎn)：

RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。

RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá)3000米，另外RS-232接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。91......RS-485引腳定義92......任務(wù)二：熟悉交通信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)基礎(chǔ)知識二、復(fù)習(xí)與思考93......簡述模擬信號的數(shù)字化過程。試述脈沖編碼調(diào)制（PCM）的概念。什么是調(diào)制？什么是解調(diào)？簡述調(diào)制的作用和分類。簡述差錯(cuò)控制編碼的分類及特點(diǎn)。簡述OSI參考模型各層名稱及功能。簡述RS485接口特點(diǎn)。94......任務(wù)三：學(xué)習(xí)使用MAX+plusII軟件一、任務(wù)內(nèi)容95......在這個(gè)任務(wù)中，我們要學(xué)習(xí)使用MAX+plusII軟件，通過軟件用圖形輸入法設(shè)計(jì)一個(gè)6MHz晶體振蕩器，并生成仿真波形，所以需要一臺配有MAX+plusⅡ軟件的PC機(jī)。（一）任務(wù)準(zhǔn)備96......1．在PC機(jī)上建立6MCLK文件夾：2．啟動MAX+plusII：3．建立新文件：4．命名文件和保存文件：5．設(shè)置當(dāng)前工程文件名：（二）任務(wù)步驟97......6．輸入電原理圖：1) 元器件放置：2) 元器件復(fù)制：3) 元器件移動：4) 元器件轉(zhuǎn)動：5) 元器件刪除：6) 管腳的命名：7) 在元器件之間添加連線：98......7．保存電原理圖。8．編譯：1) 器件類型選擇：2) 編譯：9．管腳編輯：99......10．仿真波形的使用：1) 新建仿真波形文件：2) 改變仿真總時(shí)間：3) 給輸入腳賦值：4) 保存文件。5) 開始仿真：100......本任務(wù)是利用MAX+plusII的仿真軟件進(jìn)行6MHz晶體振蕩器的設(shè)計(jì)，仿真的電路設(shè)計(jì)可以通過軟件輸入，結(jié)果可以通過軟件以波形的形式直觀地顯示出來，我們可以直觀的看出電路設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求，并且能顯示電路波形的延時(shí)。通過這個(gè)簡單電路的設(shè)計(jì)，初步掌握MAX+plusII的仿真軟件使用，為后面任務(wù)的進(jìn)行打好基礎(chǔ)。（三）任務(wù)結(jié)果分析101......任務(wù)三：學(xué)習(xí)使用MAX+plusII軟件二、相關(guān)知識102..