第七章 数据通信技术VIP专享VIP免费

1第七章数据通信技术重点研究包括数字基带传输、数字频带传输以及信道的多路复用、差错控制技术等。2第一节数据通信基础信息传输系统又称通信系统，它由发送设备、接收设备及信道组成。传输系统把地面中心站、分站、传感器及现场控制设备等联系在一起，使井上、井下现场的环境、工况参数上传到地面中心站，中心站发出的指令下传到现场设备。这些参数和指令以电信号的形式在信道中传输。按信号的类型不同，传输系统可分为模拟传输系统和数字传输系统、基带传输系统和频带传输系统等.3一、消息、信息、信号信息不同于消息，消息是人们所感觉到的外界事物的物理状态，而信息是消息中包含的原来不知而待知的内容，就是说信息是消息所含的内容。信号为信息的表现形式，信息用电流或电压的波形表示，这种信号就称为电信号，通常记为ƒ（t）。4模拟信号：携带信息的参数的取值在一定区间内是连续的；数字信号：如果携带信息的参数只取若干个离散的值，且通常用这有限个值按一定方式组合（编码）来传输信息的。5二、模拟传输与数字传输模拟传输是指利用模拟信号传递消息的系统，通常信源发出的是模拟信号，信道上传输的也是模拟信号，输出仍然是模拟信号。数字传输是指利用数字信号来传递消息的通信方式。在数字传输系统中，信源发出的是模拟信号，它经取样量化等数字化处理后转换为数字信号，通过通信传输装置，经信道传往接收端，在接收端经过反变换，把数字信号转换为模拟信号输出。6模拟信号可通过A/D转换器转换为数字信号。数字信号也可以通过D/A转换器转换成模拟信号。矿用传感器输出的电信号可分为连续变化的模拟量信号和阶跃变化的开关量信号两大类。按照系统所传输信号的不同，矿井监控系统可分为两类：模拟传输系统和数字传输系统。数字传输系统与模拟传输系统相比，具有如下优点：7①抗干扰能力强；②传输中的差错可以设法控制，以改善传输质量；③可以传递各种信息，使传输系统变得通用、灵活；④便于用计算机对系统进行管理。数字传输优点都是用比模拟传输占据更宽的传输频带而换得的。由于井下电磁干扰严重及传感器种类繁多等因素，数字传输在矿井监控信息传输系统中得到越来越广泛的应用。8三、信道与干扰信道就是信号的传输通道。狭义的信道是指传输的媒质，如架空明线、电缆、光缆、电磁波传播的空间等。广义的信道则把信号的发送和接收设备也包括在内。信道容量是在一定条件下能达到的最大传信速率，单位为bit/s。信道标准是根据信道各种特性对数据信号传输的影响而提出来的，以保证数据传输的质量。9电信号通过信道时，其波形会受到损害发生畸变，或称失真。这种损害是由两方面的原因引起的：一是信道的传输特性对信号的影响；二是信道内部产生的以及外部串入的噪声的影响。当噪声干扰和信号畸变达到一定程度时，就可能导致接受的差错。10提高传输系统的抗干扰能力，应从两个方面着手：一是提高接收端的信噪比（信号/噪声功率比）；二是提高系统在一定的信噪比条件下对干扰的抵抗能力。具体措施有：适当增加发送信号的功率，以提高接收端的信噪比；屏蔽、隔离和接地、滤波；采用抗干扰能力较强的调制方法；选用现场噪声电平较低的频带来传输信号等。11四、数据传输方式数据传输方式是指数据在信道上传送所采取的方式。如按数据代码传输的顺序，可分为并行传输和串行传输；如按数据传输的同步方式，可分为同步传输和异步传输；如按数据传输的流向和时间关系，可分为单工、半双工和全双工数据传输。121.并行传输与串行传输串行传输是指组成字符的若干二进制码排列成数据流，以串行的方式按时间顺序在一条信道中传输，如图7-l（a）所示。通常传输顺序为由高位到低位，传完一个字符再传下一个字符。13并行传输是将构成一个字符的几位二进制码以成组的方式，同时在多个并行的信道中传输，如图7-1（b）所示。14串行传输与并行传输相比，占用传输信道少、传输速度慢，但为了正确识别每一位是“0”还是“1”，接收端与发送端必须保持同步；而后者正好相反。一般矿井数字信息传输系统都采用串行传输...