通信网理论与技术-第3章

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移动通信理论与实战第3章移动通信的物理层处理技术

分集技术
概念
多路不相关的衰落路径传送相同的信号并合并
目标：
降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性
技术的关键问题：
如何得到（产生）多路信号? 如何合并多路信号?
本质：
对同一信号在不同时间、频率、空间、极化方向的过采样
分集原理
各独立信号传播路径同时经历深度衰落的概率很低
所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。
OQPSK
I信道和Q信道的两个数据流，每次只有其中一个可能发生极性转换。输出的OQPSK信号的相位只有±π跳变，而没有π的相位跳变，则经滤波及硬限幅后的功率谱旁瓣较小。
QAM
MQAM正交振幅调制
一种幅度和相位联合键控的调制方式
sMQAM
Amcosct B m sinct
Am Bm
空空山山不不见见人人但但闻闻人人语语声声返返景景入入深深林林复复照照青青苔苔上上
？？？？
传输
空但返复空但返复山闻景照山闻景照不人入青不人入青见语深苔见语深苔人声林上人声林上
突发错误
解码
空空山？？不见见人？但但闻？？人语语声？返返景？？入深深林？复复照？？青苔苔上？
去交织
空但返复空但返复山闻景照？？？？？？？？不人入青见语深苔见语深苔人声林上？？？？
信道编码
作用：
增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号
差错控制方式
检错重发（ARQ）：只检不纠，错则重传需要反馈信道，译码设备简单，对突发错误和信道干扰较严重时有效，但实时性差，主要应用在计算机数据通信中。
前向纠错（FEC）：自动纠错，能力有限单向传输，实时性好，传输效率高，但译码设备较复杂。这种纠错方式广泛应用于移动通信设备中

光纤通信技术-第三章-光源与光发射系统-电子教案 (3)

9.什么是电光延迟？为何会产生电光延迟？
10.什么是张弛振荡？简述张弛振荡产生的原因。
11.什么是码型效应？如何消除码型效应。
12.什么是自脉动现象？自脉动现象有哪些特点？
13.光源的间接调制方法有哪些？
14.光纤通信系统对光发射机的基本要求有哪些？
15.光发射机为什么要进行自动温度控制？
16.光纤通信系统对光源器件的基本要求有哪些？
17.简述激光器的结发热效应。
18.何谓激光器的偏置电流？应如何选择偏置电流？
120.构成激光器必须具备的条件有哪些？
21.在光纤通信系统中，光源为什么要加正向电压？
22.简述半导体激光器的特性。
23.简述F-P腔半导体激光器的结构。
24.光发射机主要有哪些部分组成？简述各部分的作用。
4、课后作业：6。
3.4新型半导体激光器
重点介绍分布式反馈激光器的结构特点，引出在此特点基础上的发光原理，并指明它所具有的独特优点；简要介绍耦合腔半导体激光器与量子阱激光器的结构与特点。
3.5光源的调制
重点介绍光源的直接数字调制以及可能产生的效应：电光延迟、张弛振荡、自脉动、码型效应等。简要介绍光源的三种间接调制方式，包括：声光调制、热光调制和磁光调制。
3.6光发射机
首先介绍通信系统对光发射机的基本要求；重点介绍光发射机的组成与功能，包括：输入电路、光源和控制电路。
1：计划学时：2学时
2：讲授要求：
注意区分新型激光器与F-P腔激光器在结构和性能上的不同，使学生能够对前后学习的知识有一个连贯性的认识；详细介绍光发射机的三个组成部分，使学生清楚各部分的主要功能。
课程
光纤通信技术
章节
第三章
学期
2013/2014学年第一学期

第3章第4讲扩频通信、抗衰落技术

——空间分集的两种变化形式：极化分集和角度分集
59
频率分集(Frequency Diversity)
频率分集是将待发送的信息分别调制到频率不相关的载波上发送，只要载频间隔大于相干带宽，则接收端所接收到信号的衰落是相互独立的。在移动通信系统中，可采用信号载波频率跳变扩展频谱技术来达到频率分集的目的。和空间分集相比，频率分集的优点是减少了天线数目，缺点是要占用更多的频谱资源，在发端需要多部发射机。
CDMA网络与GSM网络完全不同，由于不再把信道和用户分开考虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。 “小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，增加系统容量
5．空分多址
2．CDMA系统地址码和扩频码的应用
主要可以分为3类: （1）用户地址码。（2）信道地址码。（3）小区地址码。
3 扩频通信的主要性能指标
(1)．扩频处理增益
处理增益G定义为频谱扩展后的信号带宽B2与频谱扩展前的信号带宽B1之比，即
B2 R2 T1 G B1 R1 T2
（4-23）
（3）．频带利用率
频带利用率就是传输的数据率（bit/s）与数字信号所占的频带（Hz）之比单位为 bit/s/Hz。
3.2.4 多址接入技术
1．多址接入技术简介
多址技术主要是解决如何使多用户共享系统无线资源的问题。必须对不同移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，使基站能从众多移动台的信号中区分出哪一个移动台发出来的信号，而各移动台又能识别出基站发出的信号中哪个是发给自己的信号。
显分集
微分集

A班通信网理论基础第三章2Internet单播路由协议walkaway

➢ 当需要发送请求对方路由器全部路由表信息的请求报文时，RIP使用另一种报文结构，如图2所示。此报文结构中路由信息项的地址族标识符字段为0，目的地址字段为0，距离度量字段为16。
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图2 RIPv1请求全部路由信息报文结构
RIP协议
因此，RIP协议使用的最大距离为15，16则表示不可达。故只能在比较小的网络中使用。网络规模大时，可以使用OSPF协议（内部网关协议，也称最短路径优先协议）。
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二、RIP协议的报文结构
1、RIPv1报文结构。RIPv1的报文结构如图1所示。每个报文都包括一个报文命令字段、一个报文版本字段以及一些路由信息项（一个RIP报文中最多允许25个路由信息项）。
RIP报文的最大长度为4+20×25=504字节，加上UDP报头的8字节，一共是512字节。如果路由表的路由表项数目大于25时，那么就需要多个RIP报文来完成路由信息的传播过程。
路由信息协议RIP是内部网关协议的一种。（一）RIP协议的发展过程
RIP协议让互联网中所有的路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息，并不断更新其路由表。使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的，即跳数最少。
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20世纪80年代，加州大学伯克利分校在开发Unix系统的同时，在routed程序中设计实现了RIP协议软件。Routed程序被绑定在BSD Unix系统中一起推出，被广泛的使用于早期网络中的主机之间交换路由信息。
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图1 RIPv1报文结构
➢ Command字段：标识RIP报文的类型，目前RIP只支持两种报文类型，分别是请求报文（request）和响应报文（response）。

通信原理部分答案

第一章绪论1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。

1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。

其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。

1-10通信系统的主要性能指标是有哪些？通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。

其中有效性和可靠性是主要性能指标，在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度，数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。

具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。

现代通信技术复习

（5）可靠性指标的具体表现
误信率（信息差错率）：
出现错误的比特数
传输的总比特数
Peb =
误码率（码元差错率）：
出现错误的码元(符号)数
传输的总码元(符号)数
Pe =
（4）可靠性含义：在给定信道内接收到的信息的可靠程度。衡量通信可靠性的指误信率就是码元在传输系统中被丢失的概率。
5
是位定时同步脉冲;
6
为恢复的信息
数字基带信号
数字基带信号是指消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。单极性不归零码双极性不归零码单极性归零码双极性归零码差分码
1. AMI码消息代码：1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1… AMI码： +1 0 0 –1 +1 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 -1 +1…
2.1.2 抑制载波双边带调制（DSB-SC） sDSB(t)=m(t)cosωct
m
(
t
)
cos
w
c
t
s
AM
(
t
)
2.1.3 单边带调制(SSB)
2.1.4 残留边带调制(VSB)
2.2 非线性调制（角调制角调制）的原理
角度调制分为相位调制和频率调制。
已知二元信息序列为********************，画出它所对应的单极性归零码、差分码、CMI码、数字双相码、AMI码和HDB3码的波形。
通信的基本概念通信系统的组成及主要性能指标通信技术发展概况
01
第一章绪论
02
2、通信的发展历史
语音和文字通信阶段

移动通信主要技术

• 优点：
• 解决频谱利用率低和用户容量有限问题。
6
2020年6月9日星期二
图示带状小区
7
2020年6月9日星期二
3.1.1 蜂窝的概念Fra bibliotek第3章移动通信主要技术
2．蜂窝小区的形状
• 蜂窝小区就是一个基站所覆盖的有效面积。
• 实际形状
• 由于无线电波传播受地形地貌的影响，它的形状是不规则的，如图3-1a。
20
2020年6月9日星期二
3.1 蜂窝技术
3.1.1 蜂窝的概念 3.1.2 切换 3.1.3 频率复用
21
2020年6月9日星期二
3.1.2 切换
第3章移动通信主要技术
1. 定义
切换也称越区切换，是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称为自动链路转移 (ALT, Automatic Link Transfer)。
13
图3-3 顶点激励方式
2020年6月9日星期二
小区分裂
• 在整个服务区中，每个小区的大小可以是相同的，这只能适应用户密度均匀的情况。
• 事实上服务区内的用户密度是不均匀的，例如城市中心商业区的用户密度高，居民区和市郊区的用户密度低。
• 为了适应这种情况，在用户密度高的市中心区可使小区的面积小一些，在用户密度低的市郊区可使小区的面积大一些，如图3-4所示。
4
2020年6月9日星期二
3.1.1 蜂窝的概念
1．区域覆盖的发展
（1）大区制
• 功率： 50～200W • 天线：很高的天线（>30m） • 优点：
• 覆盖范围大； • 网络结构简单; • 无需移动交换机

第3章数据结构基本类型3.1线性表-高中教学同步《信息技术-数据与数据结构》(教案)

学生预习：
布置预习任务，要求学生提前阅读线性表的基础知识和概念。
发放预习材料，如PPT、视频教程或预习习题。
课堂讨论引导：
准备引导性问题，鼓励学生积极参与课堂讨论。
设计小组活动，促进学生之间的合作与交流。
课后反馈：
设计课后习题和作业，以检验学生的学习效果。
准备课后答疑和辅导，为学生提供必要的帮助和支持。
确保教学环境中网络连接稳定，以便在需要时展示在线资源或示例。
教学媒体
教学媒体
PPT演示文稿：
线性表的基本概念、定义、特点和示例的幻灯片。
顺序存储和链式存储的对比图示。
线性表基本操作（如初始化、查找、插入、删除）的动画或图解。
代码编辑器/IDE：
演示顺序表和链表的实现代码（如Python）。
允许学生直接看到、理解和操作代码。
情感、态度与价值观：
激发学生的学习兴趣和创造力，培养学生的探索精神和创新精神。
引导学生认识到数据结构在解决实际问题中的重要性，形成合理的计算机思维观念。
学习重难点
教学重点
线性表的基本概念：理解线性表是什么，它如何表示具有相同பைடு நூலகம்型数据元素的有限序列，并理解其特点，包括唯一的首尾元素以及除首尾外每个元素有且仅有一个前驱和后继。
准备用于课堂讨论的实例和问题，如通信录的设计和实现。
准备教学用计算机和相关编程环境（如Python环境），以便现场演示代码和执行结果。
教学流程设计：
设计教学流程，从线性表的基础概念引入，逐步深入到线性表的存储方式和操作。
设计课堂互动环节，如提问、小组讨论等，鼓励学生积极参与和表达。
安排编程实践环节，让学生亲自编写线性表相关操作的代码，加深理解。
线性表的应用场景：通过通信录的实例，了解线性表在实际问题中的应用，并理解如何根据需求选择合适的数据结构和存储方式。

通信原理与通信技术(第四版) 教学大纲

《通信原理》课程教学大纲一、课程信息英文名称：Communication Principle课程编码：授课语言：汉语授课方式：线下课程类别：专业发展课程性质：必修学分：3学时：48学时（授课40学时，实验8学时）适用对象：通信工程专业、电子信息工程专业、物联网工程专业先修课程：《电路分析基础》、《数字电子技术》、《概率论与数理统计》、《信号与系统》等开课院系：电子信息工程学院二、课程简介本课程是电子信息工程专业的专业核心课程。

该课程是在学生修完电路分析基础、数字电子技术、概率论与数理统计、信号与系统等相关课程后开设的，课程涉及通信系统各个组成部分的基础理论和基本原理，从理论上建立了完整的通信系统架构以及对通信信号和系统性能的分析方法和系统模型。

通过学习本课程, 学生能够全面系统的掌握现代通信，尤其是数字通信的基本原理、基本概念、基本组成、基本分析和实现方法，为后续课程的学习打下坚实的基础，也为学生以后在相关领域工作或从事研究奠定良好的基础。

表9实验报告评分标准六、课程建议教材及主要参考资料.建议教材张卫钢主编，《通信原理与通信技术》（第四版），西安电子科技大学出版社, 2018年5月。

1.主要参考资料[1]张卫钢、曹丽娜主编，《通信原理教程》，清华大学出版社，2016 年。

[2]张甫翊主编，《通信原理教程》，清华大学出版社，2018年。

[3]樊昌信主编，《通信原理与通信技术》（第4版），电子工业出版社，2019 年。

七、其他根据专业特色与定位要求，课程大纲内容可进行删减与补充，具体按教务处规定执行。

课程的内容包括通信与通信系统的基本概念、模拟调制、脉冲编码调制、增量调制、数字复接与同步数字序列、数字信号的基带传输、数字信号的调制传输、差错控制编码及相关的通信技术等。

根据教学内容，灵活采用授课方式，注重专业性和实用性，将理论与实验有机结合，力图通过循序渐进的方式培养学生掌握信息传输的基本原理和通信系统的性能分析方法，具备分析和解决通信系统问题的能力。

现代通信理论与技术

第1章现代通信理论与技术概述1。

1 现代通信1.1。

1 信息与通信*“信息”的概念：①日常生活中的“信息”概念：消息，情报，知识，情况②信息科学中的“信息”概念：对客观事物运动状态和主观思维活动的状态或存在方式的不确定性的描述。

*信息的某些特性：（1)信息表现媒体是携带信息的载体,信息隐含于信息的表现媒体中。

数据，文字，符号，图像，语音，物理参量人们（或机器）通过记录和表现信息的媒体获取信息、识别信息、理解信息、使用信息。

（2)信息表现媒体的内容并不都是信息，信息量(以比特为单位）是对信息表现媒体的新颖性，差别性，不确定性的程度的量度。

（3)信息是资源，是财富，具有可用性.*获取信息的手段之一就是通信。

＊通信:把信息从一个地方传送到另一个地方的过程叫做通信；通信的目的是由一个地方向另一个地方传递信息,以实现人与人之间、人与机器之间或机器与机器之间的信息交换。

对“通信”概念的说明:（1）广义的通信概念。

（2）信息的运载工具。

（3）通信对象.1。

1.2 现代通信（1）现代通信的内涵：通信——〉现代通信：A.电通信：用“电信号”运载信息的通信方式。

B。

光通信：用“光信号”运载信息的通信方式。

（2）现代通信发展简史：（3）信息表现媒体的种类与通信方式：(4）现代通信的某些特征：①有线通信和无线通信、固定通信和移动通信高度有机结合在一起;②电通信与光通信高度有机结合在一起;③通信与计算机和微处理器的高度有机结合,彻底改变了信息交换方式和通信设备的功能;④通信网络化,高度发达的现代通信网;⑤信息表示、传输数字化；⑥多媒体通信，话音业务与非话音业务的高度综合。

⑦软件无线电技术与微电子技术和计算机技术的结合使通信终端高度集成、并依靠软件加载实现各种通信功能和智能。

(5)支持二十一世纪通信的主要技术：现代通信基础技术：微电子技术，光子技术,计算机技术，软件技术，终端技术通信领域中的核心技术：下一代通信网络技术（NGN），光通信技术，未来的无线与移动通信技术（3G/4G移动通信、卫星通信、个人通信技术）1.2通信系统与通信网＊通信系统的概念：传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。

通信网理论基础复习资料

通信网理论基础复习资料现代社会离不开通信技术，网络通信是其中最为重要和普及的一种方式。

而通信网理论则是实现网络通信的基础和理论支撑。

本文将从通信原理、通信系统基础、网络结构和协议等方面为您提供通信网理论基础的复习资料。

一、通信原理通信原理主要研究信息的发送、接收和传输。

在通信原理中，信号如何被产生、如何被传输和如何被接收均是重要的研究对象。

信号和噪声的分析、信道模型的建立、数字调制技术及其解调等都是通信原理的重要内容。

二、通信系统基础通信系统是实现信息传输的系统，它由发送端、接收端、信道三个基本部分构成。

通信系统基础需要包括信道模型、信噪比、误码率、带宽等多个方面的内容。

在通信系统的设计中，还需要考虑调制解调、编码解码、信道编码、信道均衡、多路复用等多种技术手段。

三、网络结构网络结构是指网络中各种节点和链路之间的关系，包括网络拓扑结构、传输介质、路由算法等多个方面。

常见的网络结构包括星形结构、环形结构、网状结构等。

网络结构的设计和选择将直接影响到网络的性能和稳定性。

四、协议协议是实现网络通信的关键所在，它定义了各种节点之间的通信方式和传输方式，如何进行数据格式的定义、如何处理数据传输的错误、如何进行网络控制和管理等。

网络协议包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等。

五、应用通信网理论的应用包括计算机网络、无线通信、移动通信、云计算、物联网等多个领域。

在实际应用中，需要根据具体应用场景和需求选择适合的技术和方案。

以上就是通信网理论基础复习资料的概要介绍。

在实际学习过程中，还需要结合实际案例进行深入的探讨和分析，并加强实验操作和实践应用的能力。

只有在不断学习和实践中，才能真正掌握通信网理论基础，并在实际工作中运用自如。

通信网课后答案

第一章1、构成现代通信网的要素有哪些？它们各自完成什么功能？它们之间相互通信通过什么机制实现？答：（1）从硬件结构来看：由终端节点、变换节点、业务节点、传输系统构成。

功能：完成接入交换网的控制、管理、运营和维护。

（2）从软件结构来看：它们有信令、协议、控制、管理、计费等。

功能：完成通信协议以及网络管理来实现相互间的协调通信。

（3）通过保持帧同步和位同步、遵守相同的传输体制。

2、在通信网中交换节点主要完成哪些功能？无连接网络中交换节点实现交换的方式与面向连接的网络中交换节点的实现方式有什么不同？分组交换型网络与电路交换型网络节点实现交换的方式有什么不同？答：（1）完成任意入线的信息到指定出线的交换功能（2）无连接型网络不用呼叫处理和记录连接状态，但是面向连接的网络需要。

（3）电路交换的交换节点直接在预先建立的连接上进行处理、时延小，分组交换以“存储—转发”方式工作，时延大。

3、现代通信网为什么要采用分层结构？画出对等层之间的通信过程？答：（1）降低网络设计的复杂度、方便异构网络间的相互连通、增强网络的可升级性、促进了竞争和设备制造商的分工。

（2）图略第二章1．简述几种主要传输介质的特点及应用场合.双绞线：便宜易安装，抗干扰能力差，复用度不高，带宽窄。

应用场合：电话用户线，局域网中。

同轴电缆：抗干扰强于双绞线，适合高频宽带传输，成本高，不易安装埋设。

应用场合：CATV，光纤同轴混合接入网。

光纤：大容量，体积小，重量轻，低衰减，抗干扰能力强，安全保密性好。

应用场合：接入网，局域网，城域网，广域网。

无线介质：1.无线电：长距离传输，能穿越建筑物，其传输特性与频率有关。

应用场合：公众无线广播，电视发射，无线专用网。

2.微波：在空间沿直线传输。

应用场合：卫星通信，陆地蜂窝，无线接入网，专用网络等.3.红外线：不能穿越同体，短距离，小范围内通信。

应用场合：家电产品，通信接口等。

2．SDH的帧结构由那几部分组成，各起什么作用？由段开销SDH，管理单元指针AU-PTR，STM净负荷组成。

数字通信原理(黎洪松)1-3章 (1)

第 1 章数字通信基础
压
保
信
信
信
缩
密
道
调
信
解
道
源
编
编
编
制
道
调
解
码
码
码
码
保
压
密
缩
信
解
解
宿
码
码
信源编码发送端
噪声
信源解码接收端
图 1-6 数字通信系统模型
第 1 章数字通信基础
下面简述各部分的主要功能。
(1) 信源编码和信源解码（译码）。信源编码的任务是把信源输出的消息变换为所需的信息码元序列（信息序列），要包括压缩编码和保密编码。压缩编码是信源编码的基本功能，其作用是通过减小数字信号的冗余度来压缩数据，降低数码率，从而提高数字信号传输的有效性。如果是模拟信源，则它还包括模拟信号的数字化(A/D)部分，即对模拟信号进行抽样、量化和编码，转换成数字信号，然后再对数字信号进行压缩编码，如图 1-7 所示。保密编码的作用是对压缩编码后的信码进行加密，确保信息传输的安全保密性。信源解码的作用与信源编码相反，它是把信息码元序列变换为适合于信宿接收的信号。
lbP(x1)，-lbiP1 (x2)，…，-lbP(xn)，其平均信息量为
H (x) P(x1)[1bP(x1)] P(x2 )[1bP(x2 )] P(xn )[1bP(xn )]
n
P(xi )1bP(xi ) i 1
(1.1-6)
显然，当信源中每个符号等概独立出现时，信源的平均信息量有
第 1 章数字通信基础 (1) 信息量I是概率的函数，即 I=I［P(x)］
(1.1-1)

第3章通信网络规划理论_old

第3章通信网络规划理论3．1 通信网络规划基础作为一个由多个系统、设备、部件组成的复杂而庞大的整体，通信网的建设需要合理的规划来进行指导，从而设计出既能够满足各项性能指标要求又能节省费用的方案，这就要求设计人员掌握相应的网络理论基础和网络分析计算方法。

本节着重讨论通信网络规划的基础理论知识，将从图论出发讨论通信网的拓扑结构，从排队论出发讨论通信网内的业务分析方法，从可靠性理论出发讨论通信网的可靠性计算。

3．1．1 图论1．基本概念对于网络的研究，最早是从数学开始的，其基本的理论就是图论。

在复杂网络的研究中，我们将要遇到各种类型的网络，无向的、有向的、加权的……都可以用图论的语言和符号精确简洁地描述。

图论不仅为物理学家提供了描述网络的语言和研究的平台，而且其结论和技巧已经被广泛地移植到复杂网络的研究中。

图论，尤其是随机图论已经与统计物理并驾齐驱地成为研究复杂网络的两大解析方法之一。

图论研究人们在自然界和社会生活中遇到的包含某种二元关系的问题或系统，并把这种问题或系统抽象为点和线的集合，它已经被广泛用于各种网路分析、可靠性设计、集成电路，设计等领域。

通信网是由终端节点。

业务节点和传输链路组成的，从数学模型来说，这就是一个图论的问题，其中点表示通信网中的节点，线表示传输链路。

在通信网规划中，图论可以用于确定最佳网路结构、选择路由、分析网路可靠性等。

（l）图由若于个点和连接点的线组成，点是任意设置的，线则表示不同点之间的联系，图可用有序二元组（V,E）表示，记为G=(V,E)。

它可用几何图形来表示，但一个图所对应的几何图形不是唯一的。

如图3．1所示，两个不同的几何图形，其二元组表示却是相同的。

（2）链路、路径、回路图G＝（V，E），其中K(K 2）条边与同其相连的点依次排成点和边的交替序列，则称该序列为链路。

若链路中不出现重复的边，则称其为路径，若路径的起点和终点重合，则称为回路。

图3.2 中，（1v ,4e ,5v ,9e ,6v ,9e ,5v ,8e ,4v ）为链路，（1v，4e ，5v ，9e ，6v ，5e，2v ）为路径，（1v，4e ，5v ，9e ，6v ，7e ，1v）为回路。

数据通信_3_1(光纤通信及SDH)

渐变光纤的剖面折射率如此分布的主要原因是为了降低多模光纤的模式色散（模式色散会导致带宽变窄），增加光纤的传输 29 容量。
2. 按传播模式分类--多模光纤与单模光纤传播模式概念
光是一种频率极高（3×1014 赫兹）的电磁波，当它在光纤中传播时，根据波动光学理论和电磁场理论，需要用麦克斯韦式方程组来解决其传播方面的问题而通过繁琐地求解麦氏方程组之后就会发现，当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如 TMmn模、TEmn模、HEmn模等等（其中m、n=0、 1、2、3、……）其中HE11模被称为基模，其余的皆称为高次模
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3.2 光纤通信的优点
3. 通信串话小，保密性强
光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。
4. 抗电磁干扰

不怕外界强电磁场的干扰 (光纤是用石英制成的) 不受外界光的影响，强电、雷电等不会影响光纤传输性能在核辐射环境，也能正常进行通信
21
3.2 光纤通信的优点
7
3.1 光纤通信的历史

光纤通信的里程碑：1966年7月，英藉、华裔学者高锟博士（K.C.Kao）在PIEE 杂志上发表了一篇文章《用于光频的光纤表面波导》该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体实现光通信的可能性。只要解决好玻璃纯度和成分等问题，就能够利用玻璃制作光学纤维，从而高效传输信息。更重要的是科学地予言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，即加强原材料提纯，加入适当的掺杂剂，可以把光纤的衰耗系数降低到20dB/km 以下（当时世界上用于工业、医学方面的光纤，其衰耗在 1000dB/km 以上）
光纤的最外层是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成的涂敷层，其作用是增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般涂敷后的光纤外径约1.5 厘米。

通信网理论基础-第3章-通信网结构-流量分配

vi ∈x ' v j ∈x '
∑f
ij
−
vi ∈x ' v j ∈x '
∑f
ji
=
vi ∈x ' v j ∈x '
∑c
ij
(3-58)
≡ 由(3-57)式和(3-58)式 ≡ 定理得证
可得
Fmax= C
X0
X0~
− 标志算法 M 算法 = 算法目的求最大流量 = 算法思路 ≡ 从一个可行流出发 ≡ 搜索每一条从源到宿的路是否可增流 ≡ 每找到一条可增流的路就进行增流总流量得以扩大 ≡ 直至不存在可增流路 ≡ 即得到了源宿端间的最大流量值和相应的流量分配 ≡ 当所有边上的流量都是零时这个流必为可行流 ∆ 所以通常就用全零流作为算法的起始 ≡ 可采用标志各个端的办法来寻找可增流路 ∆ 从源端 vs 开始 ∆ 逐个端作标志 ∆ 有可能增流时就在该端作一个增流量及路的走向的标志 ∆ 不能增流时就不标 ∆ 当 vt 可标时就找到一条可增流路 ∆ 当 vt 不可标时就已无可增流的路算法终止 = 算法步骤 ≡ M0 初始化令 fij 0 对所有 i, j ≡ M1 标源端为( s ∞) 作为已标未查端 ≡ M2 ∆ 查已标未查端 vi • 首先标出 vi 的所有邻端 vj • 若 eij∈E cij > fij • 则标 vj ( i εj ) • i 表示从 i 到 j 有边
ij ji
• eji 代表后向边 = 若在一条路 P 中各边上均可增流 δ ≡ 但不破坏流量的非负性有限性和连续性 ≡ 则可得到一个新的可行流 ≡ 它使源宿间的流量增大 ≡ 如前例 ∆ 图 b 为可增流路 ∆ 图 a 已不能增流 = 源宿间最大流量的充分必要条件 ≡ 条件 1 可行流 fij 已使源宿间的流量达到最大值 ≡ 条件 2 ∆ 从 vs 到 vt 的每一条路上 ∆ 都至少有一个饱和的前向边或一个零流的后向边 ∆ 即 vs 至 vt 间不存在一条可增流的路 ≡ 二者互为充分必要条件 − 最大流量最小割量定理 ≡ 当源宿端的流量达到最大时 ≡ 每个割集 ( X , X ) 中的前向流量 f + ( X , X ) 都等于最大流量 Fmax ≡ 并且总存在这样一个割集 ( X , X ) 其每条正向边都是饱和的 ≡ 其割量在各个割集中达到最小值且也等于 Fmax ≡ 简言之最大流量等于最小割容量 = ≡ ≡ ≡ ≡ 证明令 Fmax 是源宿端间所容许的最大流量 X0 X0~ 表示 vs 与 vt 间具有最小割量的割集 ∆ 由 3-55 式知必有 Fmax C X0 X0~ (3-57) 设可行流 fij 已使源宿间的流量达到最大值从源端开始先令 X={ vs }单端集按下述条件逐步扩大 X ∆ 若 va∈X vb∈X~ va 和 vb 间有边 ∆ 当满足 cab > fab 或 fba > 0 时 ∆ 则把 vb 并入 X 这样扩大一直到 X 为 X ' 此时已无端可并入 ∆ 则 vt 必不在 X '中而是在 X'~中

通信网理论与应用课后练习题含答案

通信网理论与应用课后练习题含答案第一章通信基础选择题1.以下哪个是数据通信的概念（C） A. 数据传输 B. 数据处理 C. 数据交换 D. 数据存储2.OSI模型的最高层是（A） A. 应用层 B. 表示层 C. 会话层 D. 传输层3.HTTP是（A） A. 应用层协议 B. 传输层协议 C. 网络层协议 D. 数据链路层协议填空题1.数据通信的基本元素是________________。

答案：信息、信号、噪声2.在OSI模型中，位于传输层之下，提供数据链路层之上进程间通信的协议是__________________。

答案：传输控制协议（TCP）简答题1.简述计算机网络体系结构及其组成部分。

答案：计算机网络体系结构是指不同层次的协议们按照一定的顺序、组合、层次结构，相互协作，以完成网络功能。

它由五个层次组成，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

物理层：负责实现传输介质的物理连接，提供比特流的传输；数据链路层：负责构建与传送帧，提供透明的数据传送服务；网络层：提供端到端的逻辑通信服务，处理源到目的地之间的路由问题；传输层：负责端到端的可靠传输和流量控制；应用层：为应用提供服务，包含各种具体的应用协议。

2.简述HTTP协议的基本工作原理及之间的关系。

答案：HTTP协议是一种基于客户端/服务器模式工作的协议，用于传输Web数据。

它把Web数据通过TCP协议传输到Web服务器和Web浏览器之间，它通过请求和响应来进行数据传送。

客户端发送请求，服务器返回响应。

请求分为GET请求和POST请求两种方式，GET请求一般用于获取资源，POST用于提交数据。

HTTP协议与其他网络协议之间的关系是HTTP位于应用层，依赖于其他网络协议实现数据传输。