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# System prepended metadata

title: 通訊系統W5
tags: [通訊系統]

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# 通訊系統W5
###### tags: `通訊系統`

# Chapter3 Data and Signal(Contd)
## 3.3 Digital Signal(Contd)

### Broadband Transmission(寬頻傳輸)
* Using Modulation(調變，把原本的form調整改變)
=>因為低頻不夠低(F_L下標不為零)，需要調變使其可以做為數位訊號

* baandpass: 最低頻不為零(f_L下標 != 0)
![](https://i.imgur.com/mX55qAb.png)
![](https://i.imgur.com/hlTmsLe.png)


### 觀念釐清: 
If the available channel is a bandpass channel, we connot send he digital signal directly to the channel; we need to convert the digital signal to analog signal before transmission.

* 因為最低頻非零，若"直接"轉換後會歪斜

![](https://i.imgur.com/q1gJGyB.png)
![](https://i.imgur.com/ZvgKnXf.png)

* 數位變類比: Modulation，機器:DAC
* 類比變為數位: Demodulation，機器:CAD
* convertor可以做為一種翻譯，或是解釋

### Modulation on a bandpass channel
![](https://i.imgur.com/QdiaFye.png)
* 先經過DAC跟最後再轉回ADC的方式傳輸
* 真正在跑的時候是類比的(本圖)
Ex: HDMI線(因為這條線不是lowpass，所以需要DAC與ADC的Modulation)

## 3.4 Transmission impairment
由於訊號受損的不完美，叫做"Signal impairment"，也就是收到的與傳輸的"不同"，而有三個原因:
![](https://i.imgur.com/BxvnrAH.png)

1. Attenuation(衰弱，能量強度的不同，自然而然的能量耗減)
2. Distortion(失真，強度跟頻率都改變)
3. Noise(雜訊，只要不是原始的訊號就是"雜訊")

### 訊號受損原因一: Attenuation(衰弱)
![](https://i.imgur.com/fwUrjD9.png)
* 我們可以用功率放大器(Amplifier)將其恢復

![](https://i.imgur.com/AICTrA5.png)

1. 0dB = 10^0 = 1 = 不變
2. 負dB = 衰退
3. 正dB = 增強
    Ex: 3dB代表原訊號(P2/P1)放大2倍；-3dB為放大(1/2)倍

![](https://i.imgur.com/fjEkT6v.png)
* mW 與 mdB的差距

### 訊號受損原因二: Distortion(失真)
![](https://i.imgur.com/p7ANrCt.png)

* Distortion means that the signal changes its form or shape

因為某些原因導致形狀或是形式上的改變，包含相位或是頻率等的改變。可能是人為或是介質上的改變


### 訊號受損原因三: Noise(雜訊)
![](https://i.imgur.com/Ff8elSN.png)

只要是傳送或接收端外相同通道、工作頻率上的其他波就是Noise，因為能量是可以疊加與抵銷的

Ex: 兩人的講話不會因為陽光或是紫外線而干擾，那光波就不是Noise，但只要有其他人講話，那就是Noise

* ***而在受到Noise完的結果叫做"干擾"，並不會稱作"失真"***

![](https://i.imgur.com/hHB1tS2.png)

* Noiseless Channel(ideal的情況)
![](https://i.imgur.com/4B7Dg8D.png)

## 3.5 Data Rate Limit
影通訊的三個要素
1. Bandwidth Available: 頻寬加大可以增加傳輸速率
2. level of signal: 表達的bits增加
3. Quality of the channel: noise的影響程度越小越好

### Noiseless Channel: Nyquist Bit Rate Formulor
Nyquist用沒有雜訊的情況推得limit並延伸推出本公式
* ***公式是"R = 2BLog_2"!手寫的地方多了一個兩倍***
![](https://i.imgur.com/f8RUsFg.png)

### 觀念釐清
Increasing the levels of a signal may reduce the reliablility of the system.

level數越高，出錯率越高(越不好辨認)，也就是可靠度越低(猜錯就要重傳)

### Noise Channel: Shannon Capacity
Shannon在有雜訊的情況下推得
* ***注意: 公式中是SNR不是SNR_dB(下標)***
![](https://i.imgur.com/Dc1yTnO.png)

### 觀念釐清
The Shannon capacity gives us the upper limit; the Nyquist formula tells us how many signal levels we need.

## 3.6 Permormance

### Propagation time v.s. Transmission time Formula
![](https://i.imgur.com/zin3H2Q.png)

### 觀念釐清
The bandwidth-delay product defines the number of bits that can fill the link.

對於滿載的定義


# 參考資料
1. [Data Communication and Networking: Digital Signals](https://datacommandnet.blogspot.com/p/digital-signals.html)
2. [Data Communication and Networking: Transmission impairment](https://datacommandnet.blogspot.com/p/transmission-impairment.html)