CRAN

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CRAN Packages for R programming has been distributed according to the Data Analysis Procedure as mentioned.

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DATA VISUALISATION

DATA STATISTICS AND EXPLORATION

DATA TRANSFORMATION

MISSING VALUE IMPUTATION

OUTLIER DETECTION

FEATURE SELECTION OR VARIABLE SELECTION

DIMENSION REDUCTION

REGRESSION ADVANCED

ORDINAL REGRESSION BASIC

ORDINAL REGRESSION ADVANCED

CLASSIFICATION USING CLUSTERING

CLUSTERING BASIC

CLUSTERING ADVANCED

TIME SERIES

SURVIVAL ANALYSIS

ASSOCIATION CONJOINT /TRANSACTION PATTERN ANALYSIS

PROBABILISTIC CHOICE MODELLING

FRAUD ANALYTICS

MISCELLANEOUS MODELS

GENERAL MODEL VALIDATION

REGRESSION VALIDATION

CLASSIFICATION VALIDATION

CLUSTERING VALIDATION

ROC ANALYSIS

通信原理-位同步

《通信原理》 §11.3位同步 位同步是指在接收端的基带信号中提取码元定时的过程。位同步是正确取样判决的基础，只有数字通信才需要，所提取的位同步信息 是频率等于码速率的定时脉冲，相位则根据判决时信号波形决定，可能在码元中间，也可能在码元终止时刻或其他时刻。实现方法也有插入导频法（外同步）和直接法（自同步）。 一、插入导频法在基带信号频谱的零点处插入所需的位定时导频 信号。其中，图(a)为常见 的双极性不归零基带信号的功率谱，插入导频的位置是 1/T；图(b)表示经某种相关变换的基带信号，其谱的第一个零点为1/2T，插入导频应在1/2T处。 图11-14 插入导频法频谱图 在接收端，对图11-14（a）的情况，经中心频率为1/T 的窄带滤波器，就可从解调后的基带信号中提取出位同步所需的信号；对图 11-14（b）的情况, 窄带滤波器的中心频率应为1/2T，所提取的导频需经倍频后，才得所需的位同步脉冲。 图11-15 画出了插入位定时导频的系统框图，它对应于图11-14（b）所示谱的情况。发端插入的导频为1/2T，接收端在解调后设置了1/2T窄带滤波器，其作用是取出位定时导频。移相、倒相和相加电路是为了从信号中消去插入导频，

使进入取样判决器的基带信号没有插入导频。这样做是为了避免插入导频对取样 判决的影响。 (a)发送端 (b)接收端 图 11-15 插入位定时导频系统框图 此外，由于窄带滤 波器取出的导频为 1/2T ，图中微分全波整流起到了倍频的 作用，产生与码元速率相同的位定时信号 1/T 。图中两个移相器都是用来消除窄 带滤波器等引起的相移。 另一种导频插入的方法是包络调制法。这种方法是用位同步信号的某种波形对 移相键控或移频键控这样的恒包络数字已调信号进行附加的幅度调制，使其包络 随着位同步信号波形变化；在接收端只要进行包络检波，就可以形成位同步信号。 设移相键控的表达式为 （11.3-1） 利用含有位同步信号的某种波形对 s 1 (t ) 进行幅度调制，若这种波形为升余弦 波形，则其表示式为 （11.3-2） 式中的 2/ T ，T 为码元宽度。幅度调制后的信号为 （11.3-3） 接收端对 s 2 (t ) 进行包络检波，包络检波器的输出为 1 (1 cos t ) ，除去直流 2 m (t ) = 1 (1 + cos ∧t ) 2 s (t ) = 1 (1 + cos ∧t ) cos[ω t + ? (t )] 2 2 c s 1 (t ) = cos[ωc t + ?(t )]

基于ADC模型的通信网络效能评估方法研究

基于ADC模型的通信网络效能评估方法研究 摘要：针对通信网络性能指标多、效能评估困难的问题，提出了基于ADC模型的效能评估方法，并采用可视化的方法实现。模型选取可用性行向量、可信赖性矩阵和通信保障能力作为关键指标，能够充分体现通信网络的特点进行科学评估。理论分析和实验测试证明了所提出的方法能够有效地评估复杂的网络性能指标，并给管理人员提出合理的决策依据。 关键词：效能评估；ADC模型；可信赖性矩阵；通信保障能力 0 引言 网络的故障情况及可靠性是网络性能的重要衡量指标，也是效能评估系统主要考核的指标[1]。但是现代通信网络的特点是传输速度快、网络规模大、网络复杂性高和异构性，因此使得网络故障管理成为通信网络管理中的一个难题。目前针对网络性能分析和评估的研究并不多，且缺乏有效的评估手段。因此，网络管理的综合化、自动化和智能化成为网络管理未来的发展方向。随着网络的发展和日益复杂化，迫切需要建立与之适应的网络保障体制和效能评估系统。 对网络性能进行评估，传统的方法有层次分析法[2-3]和神经网络方法[4]等。其中，将层次分析法用到栅格化信息网中效果不好，因为影响网络性能的指标参数数量多，指标之间的相互影响不便定量分析，因此建立层次模型会有很大的难度；采用神经网络方法又会造成训练过于复杂，从而导致评估的效率差，不利于针对现代通信网络的特点进行有效的评估。 ADC模型源于美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)于20世纪60年代中期为美国空军建立的模型，旨在根据武器系统的有效性(可用度) 、可信赖性和能力三大要素评价装备系统。该模型层次清晰, 易于理解和计算, 可以进行变量间关系的分析，是一种较为优秀的效能评估方法, 在诸多领域得到广泛应用[5-8]，但是应用在通信网络领域并不多。相比较传统的评估方法，基于ADC模型的评估方法更能够科学地分析影响网络性能的各个指标，智能分析结果并评估网络的可靠性，最后制定出包含网络运维、检查、服务、安全及设备维修等五类指标体系及考评策略，并对网元的扩充和调整给出合理建议，从而为网络维护和资源优化配置提供了合理有效的依据。 本文根据通信网络的实际特点，设计了基于ADC模型的网络效能评估系统，并且采用了可视化的实现。整个系统结合了专家经验和客观指标值来设计，能够提高评价的科学性和有效性。 1 基于ADC模型的效能评估系统 1.1 ADC模型 ADC评估模型的解析表达式为: E=A·D·C(1) 式(1)中，E为系统效能；A是可用性行向量，表示系统在任意随机时刻开始执行任务瞬间处于不同状态的概率，表达式为A=(a1，a2，…，an)，其中n为状态数目；D为可信赖矩阵，用于描述处于不同状态的概率；C为能力向量，是系统效能在已知各个状态时系统完成任务的能力度量，是系统性能集中的体现，表达式为C=[c1，c2，…，cn]T，其中矩阵元素ci是装备系统在状态i时的能力。 根据通信网的实际特点，本文提出了的基于ADC模型的通信网络效能评估系统，其中模型中的参数A、D、C分别表示可用性行向量、可信赖性矩阵和通信保障能力。 1.2 ADC模型参数定义 1.2.1 可用性行向量A 可用性行向量A是由系统开始处于所有可能状态的概率组成, 一般表达式为：A=[a1，a2]，

同步通信与异步通信区别

同步通信与异步通信区别 1.异步通信方式的特点：异步通信是按字符传输的。每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。特点是：每帧内部各位均采用固定的时间间隔，而帧与帧之间的间隔时随即的。接收机完全靠每一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。 2.同步通信方式的特点：进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步，因此，要求接收和发送设备必须使用同一时钟。优点是可以实现高速度、大容量的数据传送；缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步，同时硬件复杂。可以这样说，不管是异步通信还是同步通信都需要进行同步，只是异步通信通过传送字符内的起始位来进行同步，而同步通信采用共用外部时钟来进行同步。所以，可以说前者是自同步，后者是外同步。---------------------------- 同步通信原理 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不

同，通常含有若干个数据字符。 采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所 有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。 异步通信原理 异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，

同步通信与异步通信有何不同

同步通信与异步通信有何不同？ 串口通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。 同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。如图： 单同步字符帧结构 +-----+------+-------+------+-----+--------+-------+-------+ |同步|数据|数据|数据| ... |数据|CRC1|CRC2| |字符|字符1|字符2|字符3| |字符N| | | +-----+------+-------+------+-----+--------+-------+-------+ 双同步字符帧结构 +-----+--------+------+-------+---+-------+-------+--------+ |同步|同步|数据|数据| ... |数据|CRC1|CRC2| |字符1|字符2|字符1|字符2| |字符N| | | +-----+--------+------+-------+---+-------+-------+--------+ 它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步

字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。 同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信 异步通信中，数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开始发送数据，每当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。 在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。 (1)字符帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。如图： 无空闲位字符帧 +--+---+---+---+---+--+--+--+--+--+--+--+---+---+---+--+--+ |D7|0/1| 1 | 0 |D0|D1|D2|D3|D4|D5|D6|D7|0/1| 1 | 0 |D0|D1| +--+---+---+---+--+--+--+--+--+--+--+--+---+---+---+--+--+ 奇偶停起奇偶停起 校验止始校验止始 位位位位

异步通信同步通信区别

异步通信”是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）。 异步通信也可以是以帧作为发送的单位。接收端必须随时做好接收帧的准备。这是，帧的首部必须设有一些特殊的比特组合，使得接收端能够找出一帧的开始。这也称为帧定界。帧定界还包含确定帧的结束位置。这有两种方法。一种是在帧的尾部设有某种特殊的比特组合来标志帧的结束。或者在帧首部中设有帧长度的字段。需要注意的是，在异步发送帧时，并不是说发送端对帧中的每一个字符都必须加上开始位和停止位后再发送出去，而是说，发送端可以在任意时间发送一个帧，而帧与帧之间的时间间隔也可以是任意的。在一帧中的所有比特是连续发送的。发送端不需要在发送一帧之前和接收端进行协调（不需要先进行比特同步）。每个字符开始发送的时间可以是任意的t0 0 1 1 0 1 1 0起始位结束位t每个帧开始发送的时间可以是任意的以字符为单位发送以帧为单位发送帧开始帧结束 “同步通信”的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率。收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。但这时还有两种不同的同步方式。一种是使用全网同步，用一个非常精确的主时钟对全网所有结点上的时钟进行同步。另一种是使用准同步，各结点的时钟之间允许有微小的误差，然后采用其他措施实现同步传输。 同步方式是在传送一组字符前加入1个或2个同步字符SYN。同步字符后可以连续改善任意多个字符，每个字符间不需要附加位。故此传输方法效率较高，但双方要事先约定同步的字符个数及同步字符代码,且中间传输有停顿时会失去同步，造成传输错误。 串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。 串行通信的分类 串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。同步通信是按照软件识别同步字符来实现数据的发送和接收，异步通信是一种利用字符的再同步技术的通信方式。 同步通信 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。 它们均由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。其中同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。同步通信的缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格的同步。 异步通信 异步通信中，在异步通行中有两个比较重要的指标：字符帧格式和波特率。数据通常以字符或者字节为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端逐帧发送，通过传输线被接收设备逐帧接收。发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。 接收端检测到传输线上发送过来的低电平逻辑"0"（即字符帧起始位）时，确定发送端已开

同步通信和异步通信

同步通信和异步通信 串行通信的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有因定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息组的开始和结束。为此，串行通信对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通信方式具有不同的数据格式。下面简单介绍一下常用的两种基本串行通信方式：同步通信和异步通信及其数据传送格式。 同步通信 所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。 同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于发送和接收的双方采用同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。 同步通信要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若计算机没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。 同步通信传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通信传的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。但它要求在通信中保持精确的同步时钟，所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。 用于同步通信的数据格式有许多种， (a)单同步格式，会送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符后，就连续接收数据。一帧数据结束，进行CRC校验。 同步字符数据CRC1 CRC2 (b)双同步字格式，这时利用两个同步字符进行同步。 同步字符1 同步字符2 数据CRC1 CRC2 (c)同步数据链路控制(SDC)规程所规定的数据格式。 标志符01111110 地址符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 (d)则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据中不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接口上。当SYNC一到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。 数据场CRC1 CRC2 (e)高级数据链路控制(HDLC)规程所规定的数据格式。它们均用于同步通信。这两种规程的细节本书不做详细说明。 标志符01111110 地址符8位控制符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过程中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。 异步通信 异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。 异步通信规定字符由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stop bit)组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步。停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)（注意：异步通信中的“帧”与同步通信中“帧”是不同的，异步通信中的“帧”只包含一个字符，而同步通信中“帧”可包含几十个到上千个字符）。在传送一个字符时，由一位低电平的起始位开始，接着传送数据位，数据位的位数为5~8。在传输时，按低位在前，高位在后的顺序传送。奇偶校验位用于检验数据传送的正确性，也可以没有，可由程序来指定。

串行通信的同步传输与异步传输

------分隔线---------------------------- 这里所讲的同步传输和异步传输不同于VC 串口编程时的同步和异步，这里只讲串口硬件层传输的两种模式，有关VC 串口编程的同步模式和异步模式我将另外写一篇文章。 这里所讲的同步和异步是从硬件层级来讲的。首先要知道什么串行传输，串行传输是指数据的二进制代码在一条物理信道上以位为单位按时间顺序逐位传输的方式。串行传输时，发送端逐位发送，接收端逐位接受，同时，还要对所接受的字符进行确认，所以收发双方要采取同步措施（即判断什么时候有数据，数据是什么，什么时候结束传输）。 同步措施有两种，一种在传输的每个（帧）数据前（数据可能是5~8位）加一个起始位，后面加一位校验位及一位或两位的停止位组成一帧数据，这各方式称为异步传输；另一种是在一次传输（可能是多个字节）前加同步字节，可能不止一个字节，最后加校验字节或代表结束标志的字节，这种方式称为同步传输方式。 异步传输 异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它

们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII 代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。 异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。 异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。

同步和异步通信

串行通信的数据是逐位传送的，发送方发送的每一位都具有因定的时间间隔，这就要求接收方也要按照发送方同样的时间间隔来接收每一位。不仅如此，接收方还要确定一个信息组的开始和结束。为此，串行通信对传送数据的格式作了严格的规定。不同的串行通信方式具有不同的数据格式。常用的两种基本串行通信方式：同步通信和异步通信及其数据传送格式。 同步通信 所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。 同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于发送和接收的双方采用同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。 同步通信要求在传输线路上始终保持连续的字符位流，若计算机没有数据传输，则线路上要用专用的“空闲”字符或同步字符填充。 同步通信传送信息的位数几乎不受限制，通常一次通信传的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。但它要求在通信中保持精确的同步时钟，所以其发送器和接收器比较复杂，成本也较高，一般用于传送速率要求较高的场合。 用于同步通信的数据格式有许多种， (a)单同步格式，会送一帧数据仅使用一个同步字符。当接收端收到并识别出一个完整同步字符后，就连续接收数据。一帧数据结束，进行CRC校验。 同步字符数据CRC1 CRC2 (b)双同步字格式，这时利用两个同步字符进行同步。 同步字符1 同步字符2 数据CRC1 CRC2 (c)同步数据链路控制(SDC)规程所规定的数据格式。 标志符01111110 地址符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 (d)则是一种外同步方式所采用的数据格式。对这种方式，在发送的一帧数据中不包含同步字符。同步信号SYNC通过专门的控制线加到串行的接口上。当SYNC一到达，表明数据部分开始，接口就连续接收数据和CRC校验码。 数据场CRC1 CRC2 (e)高级数据链路控制(HDLC)规程所规定的数据格式。它们均用于同步通信。这两种规程的细节本书不做详细说明。 标志符01111110 地址符8位控制符8位数据CRC1 CRC2 标志符01111110 CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循环冗余校验码。它用于检验在传输过程中是否出现错误，是保证传输可靠性的重要手段之一。 异步通信 异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。 异步通信规定字符由起始位(start bit)、数据位(data bit)、奇偶校验位(parity)和停止位(stop bit)组成。起始位表示一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与数据同步。停止位则表示一个字符的结束。这种用起始位开始，停止位结束所构成的一串信息称为帧(frame)（注意：异步通信中的“帧”与同步通信中“帧”是不同的，异步通信中的“帧”只包含一个字符，而同步通信中“帧”可包含几十个到上千个字符）。在传送一个字符时，由一位低电平的起始位开始，接着传送数据位，数据位的位数为5~8。在传输时，按低位在前，高位在后的顺序传送。奇偶校验位用于检验数据传送的正确性，也可以没有，可由程序来指定。最后传送的是高电平的停止位，停止位可以是1位、1.5位或2位。停止位结束到下一个字符

数据通信中的同步方式

数据通信中的同步方式 同步是数字通信中必须解决的一个重要问题。所谓同步，就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。 数据通信中常用的两种同步方式是：异步传输和同步传输。 1. 异步传输 (1) 异步传输分组的组成 在异步传输中，数据被划分成字符分组独立进行传输。该小组包含起始位、数据位、校验位（可选项）和停止位，具体如下：☆ 1 bit起始位：表示字符的开始 ☆ 5～8bit数据位：表示要传输的字符内容 ☆ 1bit校验位：用于进行奇校验或偶校验 ☆ 1～2bit终止位：表示接收字符结束 (2) 异步传输的工作原理 异步传输的工作原理如图2-1-10所示（图中的信号为负逻辑）：无数据传输时，传输线处于停止状态，即高电平（逻辑"0"）；当检测到传输线状态从高电平变为低电平时，即检测到起始位（逻辑"1"）时，接收端启动定时机构，按收、发双方约定的时钟频率对约定的字符比特数（5～8bit）进行接收，并以约定的校验算法（如果有校验位）进行差错控制；待传输线状态从低电平变为高电平时（检测到终止位），接收结束。 异步传输方式中，各字符分组所含比特数相同，因此传输每一字符所用的时间相同。起始位的作用是使每一字符内的各比特收发同步。但是，发送各字符的间隔可以不相同，也就是不同步。换句话说，异步方式中，各字符分组作为独立的单位被传输，其中的每个比特位都同步，但是传输的字符分组间并不要求同步。

图2-1-10 异步传输工作原理 异步传输的优点是实现简单，但数据传输额外开销大（每个字符需加起始位和终止位）。因此，这种方式主要用于低速设备，如键盘和某些打印机等。 2 同步传输 (1) 同步传输数据帧的组成 同步方式是指在一组字符（数据帧）之前加入同步字符，同步字符之后可以连续发送任意多个字符。即，同步字符表示一组字符的开始。 同步方式数据帧的典型组成如图2-1-11所示。 图2-1-11 同步方式下的数据帧组成 其中： ☆ 同步字符（SYN）：表示数据帧的开始 ☆ 地址字段：包括源地址（发送方地址）和目的地址（接收方地址） ☆ 控制字段：用于控制信息（该部分对于不同数据帧可能变化较

【概念】异步串行通信和同步串行通信的比较[done]

同步通信和异步通信比较 串行通信可以分为两种类型：同步通信、异步通信 1.异步通信的特点及信息帧格式 以起止式异步协议为例，下图显示的是起止式一帧数据的格式： 起止式异步通信的特点是：一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束,字符之间没有固定的时间间隔要求。每一个字符的前面都有一位起始位（低电平，逻辑值），字符本身由5-7位数据位组成，接着字符后面是一位校验位（也可以没有校验位），最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平（逻辑值１），这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。 从图中可看出，这种格式是靠起始位和停止位来实现字符的界定或同步的，故称为起止式协议。 异步通信可以采用正逻辑或负逻辑，正负逻辑的表示如下表所示： 注：表中位数的本质含义是信号出现的时间，故可有分数位，如1.5。 例：传送8位数据45H（0100,0101B），奇校验，1个停止位，则信号线上

的波形象图2所示那样：异步通信的速率：若9600bps，每字符8位，1起始，1停止，无奇偶，则实际每字符传送10位，则960字符/秒。 图2 2.异步通信的接收过程 接收端以“接收时钟”和“波特率因子”决定一位的时间长度。下面以波特率因子等于16（接收时钟每16个时钟周期，使接收移位寄存器移位一次）、正逻辑为例说明，如图3所示。 图3 （1）开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）,当检测到由1到0的跳变时，开始对“接收时钟”计数。 （2）当计到8个时钟时，对输入信号进行检测，若仍为低电平，则确认这是“起始位”B，而不是干扰信号。 （3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。若为逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0。 （4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位数据。….，直到全部数据位都输入。 （5）检测校验位P（如果有的话）。 （6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停止位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误，在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误，对全部数据位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位

异步通信和同步通信

通信同步方式 在数字数据通信中，发送端和接收端之间必须在时间上保持同步，接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间，才能保证数据接收的正确性和可靠性。为此，通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式，并按照规定的同步方式进行数据传输。根据通信协议所定义的同步方式，数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。 1.异步传输 通常，异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的，并不需要严格地限制它们的时间关系。起始位对应于二进制值 0，以低电平表示，占用 1 位宽度。停止位对应于二进制值 1，以高电平表示，占用 1~2 位宽度。一个字符占用 5~8位，具体取决于数据所采用的字符集。例如，电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。此外，还要附加 1 位奇偶校验位，可以选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及校验方式等)外，还应当采用相同的传输速率。典型的速率有：9 600 b/s、19.2kb/s、56kb/s等。 异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。例如，计算机与Modem之间的通信就是采用这种方式。它的缺点是通信开销大，每传输一个字符都要额外附加2～3 位，通信效率比较低。例如，在使用Modem上网时，普遍感觉速度很慢，除了传输速率低之外，与通信开销大、通信效率低也密切相关。 2. 同步传输 通常，同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列(如16位或32 位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时间关系。

通信系统中同步技术的类型与实现方法

技术研发TE C H N O LO G Y A N D M A R K ET V〇1.23,N〇.12,2016通信系统中同步技术的类型与实现方法 彭宇 (平江第一中学，湖南平江41500) 摘要：同步属于通信系统的重要部分，其性能直接影响着通信系统的运行效果，如果同步技术不到位，会影响整个通信系统的稳定性。主要针对通信系统中常用的同步技术的类型与实现方法进行分析。 关键词：通信系统；同步技术；类型；实现方法 doi：10. 3969/j.issn.1006 -8554.2016. 12.070 〇引言 同步技术对于通信系统运行的影响非常大。在各类因素的影响下，通信时收发双方需要设置在不同的地点，要想同一步调地进行工作，就需要利用通信系统的同步技术来完成。同步系统性能的好坏会直接影像整个通信系统的运行效率，如果性能不佳，甚至会给整个系统带来瘫痪性后果。同步技术有很多的种类，本文是对整个通信系统进行研究分析，讲述同步技术的方法、性能和原理及对系统性能的影响等，从而对同步技术有一个较完整和全新的认识。 1同步技术的类型和基本原理 1.1功能分类 按功能划分，同步技术主要包括载波同步、位同步、群同步和网同步几种类型。载波同步技术在通信中频带的传输采用长距离传输方式，而基带传输是短距离采用的传输方式，因此通信系统主要通过发送端来进行调制。信号中的接收调制载波与本地的载波信号达到同频同相，获取的本地载波就是载波同步。位同步技术又可以称之为元同步，它是数字通信系统中特殊存在的一种同步技术，位同步的产生是基于基带传输和频带传输的需要。所有消息在数字通信系统中都是通过位同步传送的，这是取样判决的基础。 在数字通信中，字是组成信息流的基本单位，首先字是由多个码元所形成，然后再由多个字形成句。对于多路信号而言，各路正确的信号是由接收端区分的，利用发送端的合路规律进行分路。每群头尾的标记是在数字信息流中发送端插人一些特殊码组，帮助接收端正确的分离各路信号，因此，这一技术又被称为群同步。此外，在社会的发展下，同步技术开始实现与网络通信技术的融合，网络通信是现代通信的一种手段，在通信中有很多种通信和信息传递的设备，各种不同的信息码流是通过设备产生和传送的。建立一个统一协调的系统，其目的就是将低速数字流合并成调整数字进，避免信息丢失，让整个网络系统工作能够顺利的完成。 1.2 实现分类 按照实现类型来分类，同步技术可以分为外同步法和自同步法。在外同步法中，同步信息是由专门的发送端发送，由于在传送的信息并不在导频范围内，所以其频率和功率也受到了限制。第二种方法是自同步法:专门同步的信息将不会被发送端传送出来，但是为了得到专门同步的信息，接收端会从接收到的信号中进行收集。自同步法工作效率高，抗干扰性强，但是，与外同步法相比，该种方式的接收端更加的复杂，增加了成本。 2同步技术的实现方法 目前，最为常用的方法是自同步法，采用该种方式，整个功率和带宽分配都可以通过其进行信号传输，有着广泛的应用空间，载波同步和位同步中也广泛采用了这种方法;此外，自同步 法也是群同步的采用方法，其核心内容包括几个方面:①在自 同步法中，平方变换法、同相正交环法和平方环法是自同步下 载波同步的三个组成部分，在将不直接包含载波的信号进行非 线性变换后，即可提取载波。②自同步法的主要方法就是滤波 法与锁相环法，其中，锁相环法需要在鉴相器后加数字滤波器，这样可以有效解决位同步的抖动问题。③网同步也是自同步 法的一个重要内容，由准同步、主从同步以及相互同步三种组成，准同步这种方法非常的繁琐，其运营效果关系到通信网整 体的状态和运行的状况，此外，准同步还需要保持自身时钟设 置的稳定性，确保设备自身时钟与其他设备是同步的，并将滑 码控制在规定的范围内。 3同步技术的性能指标 影响同步技术性能指标的因素多样化，为了判定这一技术 的有效性，一般采用几个性能指标进行评估:①精度、效率、同 步保持时间和同步时间是载波同步的性能指标。②相位误差、同步立时间、保持时间及同步带宽等是同步的性能指标。③群 同步的性能指标与载波同步、位同步有着很大的不同，它的性 能指标包括假同步概率、漏同步概率和平均建立时间等，正确 或错误是群同步的两种状态，两者必定会有一个存在。④时间 间隔误差、最大时间间隔误差、时延和频率准确度等是网同步 的性能指标。 4结语 同步系统对于通信系统的正常运行影响是非常大的，为了 充分发挥同步系统的作用，需要采取科学的措施提升其有效性，不断创新其理论与技术，就目前来看，我国学者已经针对同 步系统展开了深人的研究，各类专用性集成软件与多用软件已 经在市场上得到推广。但是，在科技的日新月异的发展下，通 信系统也针对同步系统提出了更高的要求，我们需要不断的进 行创新，进一步提升同步技术的稳定性。 参考文献： [1]商贺，谭志良.基于System Generator的跳频通信系统 LMS干扰对消算法实现[J].军械工程学院学报，2016 (3). [2]向春枝，崔艳.跳频通信系统的异常跳变故障检测模型仿 真[J].计算机仿真，2014(10). [3]谢轲，陈建行，高留洋，等.应用灰关联评估方法分析跳频 通信系统[J].现代电子技术，2013(7). [4]鄢茂林，蒋子刚，涂卫红.跳频通信同步信息传输的抗干 扰策略[J].电讯技术，2〇09(4). 118

同步和异步通信的区别

AVR通讯--同步异步区别 我们都知道数据通讯就是两个通讯主体之间发送、接收数字信号。假设要发送以下数据：12，23，34，45，56，67，78，89。接收方要正确接收这些数据，就必须知道数据什么时候开始发送，什么时候结束，要不然，可能会将数据接收成22，33，44，55，66，77，88。 对于同步通讯协议，发送方在发送数据之前先发出一个特殊的电信号，让接收方准备好接收数据，然后发送方就将以上数据全部连续发出，发送完毕后，再发送一个特殊的电信号表示数据发送结束。我们可以用以下图表示同步信号通讯。 数据包 然后，接收方按照事先约定，即每两位一个数值，将数据包分成一个个数值。 对于异步通讯协议，发送方每发送一个数据都要发一“开始”标志，每个数据发送结束后都发出一个“结束”标志。用下图表示异步通讯信号： 因此，对于发送方发送数据的时间不确定（即发送一个数值，另一个数值可能几秒后才发送）的情况，适合使用异步通讯。但POS通讯是将数据（100-200个数值）一次性发出去，显然使用同步通讯比使用异步通讯效率高。 因此，POS通讯中的同步、异步是两种不同的通讯协议，它是信号发送方和信号接收方的一种约定。通信过程中，同步信号的作用非常重要，尤其对于串行方式的数据传输。同步信号的作用简单讲有两个作用，1是“尺子”的作用，用于丈量一个比特的宽度；2是决定丈量的“起点”位置。收发双方必须采用相同的“尺子”，从相同的“起点”开始丈量数据线上的电平变化，才能保证数据传输的正确。 因此，任何方式的串行通信，同步的过程必须有，也就是说通信双方必须保持“同步”。 我们看最典型的SPI、I2C，在这两种方式中，都专门有一个CLK信号线，由通信的一方产生一个CLK，通过CLK信号线传到另一方，双方就就按这个CLK的控制工作，CLK的宽度就是一个数据位的宽度，而CLK的上升或下降沿，就是“起点”标志。这种在通信过程中明显有个CLK线专门传送同步信号的方式，就是同步通信。 同步通信由于有专用的CLK线控制，因此通信双方比较容易实现“同步”，因此速度比较快。但是对于长距离的通信，同步方式就不行了，1是由于需要专门一个信号线，成本提高。2是通信线越长，上面的干扰就越多，通信的速度也上不去。因此同步方式多是作为同一PCB板上芯片级之间的通信接口使用。 而长距离通信多使用“异步”通信方式，这里的“异步”不是指通信双方不需要同步，而是指通信双方之间不使用专用的同步信号线传送CLK，而是各自仅依赖于自己的系统时钟（这个就是异步的！），再根据约定的规程，调节自己的“步伐”达到双方的同步。 如果掌握这些最基本的概念，那么你能了解和面对通信中出现的问题，找到解决办法。比如对于UART的通信，你就知道为什么要规定双方要采用相同的帧结构，波特率了，如果设置错误会导致什么现象？而此时对双方的系统时钟不仅要求要更加准确和稳定，而且还要使用11.0592这些特殊的晶体，如果

同步通信与异步通信区别

1.并行传输： 字符编码的各位（比特）同时传输； 2.串行传输： 将组成字符的各位串行地发往线路； 有两种传输方式： 1）同步传输； 2）异步传输； 串行数据通信的方向性结构有三种： 1）单工； 2）半双工；（I2C) 3）全双工；(UART) 1).同步通信原理 同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。 采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同一个代码。接收端当然是应该能识别同步字符的，当检测到有一串数位和同步字符相匹配时，就认为开始一个信息帧，于是，把此后的数位作为实际传输信息来处理。

2).异步通信原理 异步通信是一种很常用的通信方式。异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时间间隔可以是任意的。当然，接收端必须时刻做好接收的准备。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜，但传输效率较低（因为开始位和停止位的开销所占比例较大）。 3).同步通信与异步通信区别： (1)同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致，发送端发送连续的比特流；异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步，发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。 (2)同步通信效率高；异步通信效率较低。 (3)同步通信较复杂，双方时钟的允许误差较小；异步通信简单，双方时钟可允许一定误差。 (4)同步通信可用于点对多点；异步通信只适用于点对点。

同步通信与异步通信

串行通信的基本概念 (1) 异步通信ASYNC和同步通信SYNC (2) 串口通讯—异步通信方式 (5) “模拟”和“数字” (8) 串行通信的基本概念 所谓“串行通信”：是指数据是一位一位顺序传送。 问题：为什么要采用串行通信呢？ 解答：采用串行通信的主要原因是：为了降低通信线路的价格和简化通信设备，并且可以利用现有的通信线路。 并行通信和串行通信 在计算机领域中，有两种数据通信方式：串行传送和并行传送。 并行传送 数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源传送到目的。示意图如下： 串行传送 数据在单条1位宽的传输线上，一位一位地按顺序分时传送。示意图如下：

并行通信与串行通信的比较： (1)从距离上看：并行通信适宜于近距离的数据传送，通常小于30米。而串行通 信适宜于远距离传送，可以从几米到数千公里。 (2)从速度上看：在短距离内,并行接口的数据传输速度要比串行接口的传输速度高的多。 (3)从设备、费用上看：对于远距离通信而言，串行通信的费用显然比较低 异步通信ASYNC和同步通信SYNC 在串行通信中有两种基本的通信方式：异步通信ASYNC和同步通信SYNC 异步通信 在异步通信中，CPU与外设之间有两项约定： (1)字符格式---字符的编码形式及规定，每个串行字符由以下四个部分组成： ⑴ 1个起始位，低电平； ⑵ 5--8个数据位； ⑶ 1个奇偶校验位； ⑷ 1--2个终止位(停止位)高电平； (2)波特率 波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数,以位/秒位单位，它是衡量串行数据传送速度快慢的重要标志和参数。 例如：假如数据出送速率是120位/秒，则传送的波特率为：120波特。 注意：异步通信的传送速度一般在50波特-----19200波特之间。 同步通信 在异步通信中，每个字符要用起始位和终止位作为字符开始和结束的标志，占用了一些时间，为了提高数据块的传送速度，就要设法去掉这些标志，就采用同步通信。 同步通信的速度可达500千波特。但是它的硬件电路比较复杂。

同步通信和异步通信的特点及异同

5.1.3同步通信和异步通信 一、同步通信和异步通信 串行通信 可以分为两种 类型，一种叫同 步通信，另一种 叫异步通信。 同步通信 方式，是把许多 字符组成一个 信息组，这样， 字符可以一个 接一个地传输， 但是，在每组信 息(通常称为信 图 5.2同步通信示意图息帧)的开始要 加上同步字符， 在没有信息要 传输时，要填上 空字符，因为同 步传输不允许

有间隙。同步方 式下，发送方除 了发送数据，还 要传输同步时 钟信号，信息传 输的双方用同 一个时钟信号 确定传输过程 中每1位的位 置。见右图 5.2 所示。 在异步通信方式中，两个数据字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。 从图 5.2中可以看到，按标准的异步通信数据格式（叫做异步通信帧格式），1个字符在传输时，除了传输实际数据字符信息外，还要传输几个外加数位。具体说，在1个字符开始传输前，输出线必 须在逻辑上处于“1”状态，这称为标识态。传输一开始，输出线由标识态变为“0”状态，从而作为起始位。起始位后面为5～8个信息位，信息位由低往高排列，即先传字符的低位，后传字符的高位。信息 位后面为校验位，校验位可以按奇校验设置，也可以按偶校验设置，或不设校验位。最后是逻辑的“1”作为停止位，停止位可为1位、1.5位或者2位。如果传输完1个字符以后，立即传输下一个字符，那

么，后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了，否则， 输出线又会进入标识态。在异步通信方式中，发送和接收的双方必 须约定相同的帧格式，否则会造成传输错误。在异步通信方式中， 发送方只发送数据帧，不传输时钟，发送和接收双方必须约定相同 的传输率。当然双方实际工作速率不可能绝对相等，但是只要误差 不超过一定的限度，就不会造成传输出错。图 5.3是异步通信时的标准数据格式。 图 5.3异步通信示意图 比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小。 二、传输率 所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率。在计算机中，每秒传输多少位和波特率的含义是完全一致的，但是，在 最初的定义上，每秒传输多少位和波特率是不同的，前者是指每秒 钟传输的数位是多少，而波特率是指每秒钟传输的离散信号的数目。所谓离散信号，就是指不均匀的、不连续的也不相关的信号。在计