通信中常见混淆的几个概念

rainchenmr

通信中几组常见混淆的概念
1、位/字节/字
这几个概念比较简单，但是无论是在通信行业还是在计算机行业，都是非常基础非常重要的几个概念。其中位（bit）是计算机中最小的数据单位，8个bit构成一个字节（Byte），字节是存储空间的基本计量单位。1个字节可以储存1个英文字母或者半个汉字，换句话说，1个汉字占据2个字节的存储空间；字是由若干个字节构成，字的位数叫做字长，不同档次的机器有不同的字长。例如一台8位机，它的1个字就等于1个字节，字长为8位。如果是一台16位机，那么，它的1个字就由2个字节构成，字长为16位。字是计算机进行数据处理和运算的单位。
在计算机及通讯行业中，计算数据传送速度使用每秒传送公制数据量来计算。根据进制规定，传送速度可以有两种表示方法： bps（bit per second ，比特每秒） 和 Bps,但是它们是有严格区别的。Bps中的 B 使用的是二进制系统中的Byte（字节），bps中的 b 是十进制系统中的位元。平时大家常说的56K拨号上网，100M局域网等都是用bps计量。当用于App下载时，下载工具一般又以Bps计算，所以它们之间有 8 bit=1 Byte 的换算关系，那么56Kbps拨号极限下载速度是 56Kbps/8=7KBps 每秒下载7K字节。
在数据存储及容量计算中，一般又结合公制的进制和二进制的数据计算方法来计算，因而大家会发现，在二进制中，1KB＝210bytes＝1024bytes，1MB＝220bytes＝10242bytes，1GB＝230bytes；而用十进制表示时，1KB＝103bytes，1MB＝106bytes，1GB＝109bytes。所以用十进制表示的1KB要比用二进制表示的1KB要小。现在很多生产硬盘等存储厂家都喜欢用十进制的方法来表示硬盘等存储器的容量，这就是为什么操作系统显示的容量与厂家标示的容量有些一些差异的原因。
2、信道带宽/信道容量
这也是两个容易让大家混淆的概念。信道（channel）是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路，由传输介质及其两端的信道设备共同构成。在说到带宽时，大家要注意区分以下几种不同的带宽：（1）信号带宽，由信号能量谱密度或功率谱密度在频域的分布规律决定；（2）系统带宽，由电路系统的传输特性决定；（3）信道带宽，由信道的传输特性决定；（4）物理带宽，指正交频率区域内，不计负频率区域，如果信号是低频信号，那么能量集中在低频区域，就是在0~B频率范围内的能量。大家工作中碰到比较多的是信道带宽和信号带宽，其中信号带宽是信号频谱的宽度，也就是最高频率分量与最低频率分量之差。信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，也就是限定了一个通频带。如一个信道允许通带为1.5KHz至15KHz，则信道带宽为13.5KHz。
信道容量表示一个信道的最大数据传输速率。这里又涉及到数据传输速率的概念。数据传输速率就是指每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s，所以传输速率又可以称作传输比特率。信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。它们的关系可以比喻为高速公路上的最大限速与汽车实际速度的关系。
信道带宽与信道容量两者之间可以通过香农公式进行换算：C=Wlog(1+S/N)
其中 C――信道比特率（比特/秒）；N――高斯噪声功率；W――信道带宽（单位为：Hz）；S－－信道内所传信号的平均功率。S/N：信噪比
由香农公式可以看出，信道容量、信道带宽及信号信噪比三者之间是相互制约、相互影响的。香农公式是现代移动通信系统中的CDMA技术的理论基础，即在信道容量（C）一定的情况下，通过扩展信道带宽（W）来得到信号更低的信噪比（S/N）。
3、2MHz/2Mbps时钟同步信号
在通信系统中，这是两种最常用的时钟同步信号。一般而言，传输设备多用2MHz的时钟信号，而交换设备多用2Mbps的时钟信号，但是目前需要时钟同步的各种通信设备基本上都配置有两种时钟输入输出接口，便于用户根据实际情况方便选择合适的时钟同步信号。2MHz一般不进行传输，当进行主从同步时，主站时钟以2Mbps的形式进行传输，帧结构为pcm30/32。在传送低速率时钟同步信号时，一般采用PDH技术传送，之所以选用PDH技术是因为相对于SDH技术，PDH传送时钟信号时不需进行指针调整，对稳定时钟信号、避免时钟信号滑伤更有利。注意，对于高频率时钟信号的传输，可以采用SDH传输技术进行传输，因为此时时钟信号被封装在STM-N信号的帧结构之中，作为信息净荷进行传输，传送过程中不会进行指针调整。
4、面向连接服务/无连接服务
网络提供的服务分两种：面向连接的服务和无连接的服务。
对于无连接的服务, 发送信息的计算机把数据以一定的格式封装在帧中，把目的地址和源地址加在信息头上，然后把帧交给网络进行发送。无连接服务是不可靠的。
无连接和邮政系统的工作模式相似，其特点为：
1、数据传输过程中，每个分组都携带完整的目的地址，各分组在系统中是独立传送的。因此，无连接中的数据传输过程不需要经过3个过程。
2、由于无连接发送的不同的分组，可能经历不同路径到目的主机，所以先发送的不一定先到，因此无连接的数据分组传输过程中，目的主机接收的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象。
无连接的可靠性不是很好，但因其省去许多保征机制，因此通信协议相对简单，通信效率较高。
对于面向连接的服务, 发送信息的源计算机必须首先与接收信息的目的计算机建立连接， 这种连接是通过三次握手(three hand shaking)的方式建立起来的。一旦连接建立起来, 相互连接的计算机就可以进行数据交换。与无连接服务不同, 面向连接的服务是以连接标识符来表示源地址和目的地址的。面向连接的服务是可靠的, 当通信过程中出现问题时, 进行通信的计算机可以得到及时通知。
面向连接和电话系统的工作模式相似，其特点是： 1、面向连接的数据传输过程必须经过建立连接、连接维护和释放连接的3个过程； 2、数据传输过程中，各分组不需要携带目的地址。面向连接数据传输的收发数据顺序不变，因此传输的可靠性好，但协议复杂，通信效率不高。
5、通道化E1（CE1）/E1、PRI/BRI
E1是相对于T1而言的，E1是除去北美以外的地区的通信标准，E1=2.048Mbps，而北美的通信标准采用T1，T1＝1.544Mbps，我国的通信系统采用E1标准。1个E1帧可以分为32个时隙，每个时隙8个bit，每帧传输时间为125µs，即1s钟传送1/125*10-6=8000帧，所以1个E1传送的bit数为8000×8×32＝2.048，即E1＝2.048Mbps，每个时隙的速率为8000*8＝64Kbps。
E1的成帧方式有三种：成帧，成复帧与不成帧三种方式，在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据，其余31个时隙可以用于传输有效数据；在成复帧的E1中，16个E1帧组成1个复帧，此时除了第0时隙外，第16时隙是用于传输信令的，只有第1到15，第17到第31共30个时隙可用于传输有效数据 [注：如果是采用带外公共信令信道（CCS），第16时隙就失去传送信令作用，该时隙也可用来传送信息信号]；而在不成帧的E1中，所有32个时隙都可用于传输有效数据。平时大家说的PCM30/32应用，就是指成复帧的形式。
通道化E1（CE1，Channel E1），就是把2.048M的传输分成了32个64K的时隙，除了时隙0用作同步外，其他31个时隙均可用来承载数据，使用时可以将n个时隙捆绑起来传送数据，也可以只利用1个时隙单独来传送数据，由此可得到不同的数据传输通道，如64K、128K、256K直至1.984M各种不同速率的传输通道等。CE1和E1的区别主要在于：E1不能划分时隙，CE1能划分时隙。CE1 和E1 也可以互联，但是CE1必须当E1来使用，即不可分时隙使用。 因为CE1比较灵活，所以大家能常常碰到CE1。
BRI：Basic rate interface基本速率接口，一种ISDN服务，提供2B＋D的通信信道，其中一个B信道的带宽是64K，用来传输数据，D信道带宽是16k，主要用来传输控制指令，所以一个BRI接口的带宽最大可到144K。
PRI：Primary rate interface基群速率接口，我国的PRI接口带宽定义为30B＋D，总带宽为2.048Mbps（1个E1）。
6、dB、dBi、dBd、 dBm、dBc
  在涉及到信号功率、信号衰减等场合时，经常会看到这些单位，比较容易混淆。以下简要说明：
dB是用于表征功率的相对比值。计算甲功率相对乙功率大或小多少dB时，按下面计算公式：10lg(甲功率/乙功率），注意大利足球甲级联赛乙功率使用同一单位。dBm是表征功率的绝对值，即某功率值P相对1mw的相对值，计算公式为：10lg(P功率值/lmw)。
dBi和dBd均用于表达功率增益，两者都是一个相对值，只是其参考的基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子天线。考虑相同的能量分别由全向天线和偶极子天线发射时，因为全向天线能量相对发散，则相同远距离上某点的能量值要小于偶极子天线，因此用dBi和dBd表达同一个功率增益时，两者的值略有不同，同一增益用dBi表示要比用dBd表示大2.15。
有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。 在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
7、软切换、更软切换、硬切换及接力切换
在CDMA移动通信中，这是几个非常基本的概念。所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系。而以往的系统所进行的都是硬切换，即先中断与原基站的联系，再在一指定时间内与新基站取得联系，硬切换一般发生在不同频率的CDMA信道间。软切换仅仅能用于具有相同频率的CDMA信道之间，软切换可提供在基站边界处的前向业务信道和反向业务信道的路径分集。更软切换是发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间的一种软切换。接力切换是我国的TD-SCDMA系统中特有的一种切换方式，接力切换综合了硬切换和软切换的优点，它是先建立与目标小区的信令连接，然后断开与源小区的业务连接，再建立与目标小区的业务连接，与目标小区的业务连接建立好后，删除与源小区的信令连接，删除与源小区的无线链路资源。TD系统中是无法进行软切换的，这主要是因为TD系统是上行同步系统，终端不可能同时与两个小区实现同步，较之WCDMA系统的下行同步不太一样。
驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。
8、驻波比
在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念，SWR=R/r=(1+K)/(1-K)；反射系数K=(R-r)/(R+r)，(K为负值时表明相位相反)。式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。通常当K〈1.5时，96%的电磁波都发射出去了。