第四章信道复用
通信原理简答题答案2(个人整理)
第一章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利用数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗干扰能力强，无噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。
缺点：一般需要较大的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提高信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗干扰能力。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
1-5 按调制方式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式。
答：按照消息传递的方向与时间关系分类。
单工通信：消息只能单向传输。
半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。
全双工通信：通信双方可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信方式？他们的适用场合及特点？答：分为并行传输和串行传输方式。
并行传输一般用于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串行传输使用与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利用率。
计算机网络-2-3-信道复用技术
计算机⽹络-2-3-信道复⽤技术复⽤技术简单介绍image如图，在(a)图中，A1,B1,C1分别使⽤⼀个单独的信道和A2,B2,C2来进⾏通信，因此他们需要使⽤三个信道进⾏通信，但是呢，如果把它们在发送端上使⽤⼀个复⽤器，把这三个相互独⽴的信道“混合在⼀起”成为⼀个信道，这样呢，这三个就可以共享使⽤⼀个信道进⾏通信，在接收端使⽤⼀个分⽤器，把他们抽出来，分为把它们送到不同的接收端。
这就是所谓的信道复⽤技术。
信道复⽤可以分别频分复⽤和时分复⽤两⼤类。
下⾯我们就详细介绍这两种信道复⽤技术。
频分复⽤技术如图所⽰：⽤户在分到⼀定的频带后，在通信的⾃始⾄终都占⽤着这个信道资源，可见呢，不同的⽤户在同样的时间占⽤的是不同的信道资源。
在使⽤频分复⽤时，如果⽤户所占的带宽资源不变。
则当⽤户的数量增加时，服⽤后的信道的总带宽会⼤⼤增加。
时分复⽤技术将时间划分为⼀段段等长的时分复⽤帧，时分复⽤的⽤户在不同的时间招⽤不同的信道资源。
时分复⽤技术更利⽤于数字信号传输。
统计时分复⽤：是对时分复⽤的改进，它能够明显的提⾼信道的利⽤率。
如图:原理是将使⽤集中器连接4个低速的⽤户，然后把他们的数据通过⾼速线路发送到另⼀台远程计算机。
波分复⽤技术其实就是光的频分复⽤。
原理就是在⼀条光纤上搭载多条光波信号，这样就提出了光的波分复⽤这⼀名词。
由于现在⼀天光纤上能搭载越来越多的光型号，因此就⼜出现了密集波分复⽤这⼀名词。
如图，对于8路传输速率为2.5G/s的光载波，经过⼴的调制后，分别将波长变换到1550-1557nm,这8根波长经过光复⽤器，就会在⼀个光纤上传输。
，在⼀个光纤上总的传输速率为8X2.5G/s=20G/s。
但是光信号传输⼀定距离后会衰减，因此必须要对衰减的光信号进⾏放⼤才能继续传输。
因此呢，这就引出了⼀个光放⼤器的东西，现在的光放⼤器叫做掺饵光纤放⼤器。
这种放⼤器放⼤原理并不复杂，只是在1550nm波长附近有35nm的频带范围提供较均匀的增益。
信道复用和多址方式
fo。
6.2.5 同步复接与异步复接
• 1.同步复接
同步复接概念
•
将几个支路的低次群信码合成一个高次群信码的过
程称复接，而将一个高次群信码分解成几个低次群信码的过
程称分接。如果被复接的各支路都是一个总时钟提供，这种
复接方式称同步复接。
• 在同步复接过程中，各支路信码来自不同的地方，它们 的传输距离也不相同。到达复接设备时，虽然其频率相同， 但相位会存在差异，相位差的调整是通过缓存器来实现的。 另外，接收端为了能正常接收各支路信码，以及分接时的需 要，各支路在复接时还要插入一定数量的帧同步码、对端告 警码和业务码。这样复接后的数码率显然提高了，所以缓存 器的另一功能是进行正码速调整。PCM二次群同步复接的方 框图如6-11所示。
支路信号，而复接以后的信号称为合路信号或群路信号。把群路信号分离
成各个支路信号的过程称为数字分接。数字复接系统由数字复接器和数字
分接器组成。
数字复接系统图
数字复接器
•
数字复接器是把两个或两个以上的低次群按时分复用方式合并成一个单
一的高次群数字信号的设备，它由定时、码速调整和复接单元组成。定时单元
信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语
音和视频信号等的技术。其中，可以确定每个信道何时使用线路的时分复用方式
称 之 为 “ 同 步 时 分 多 路 通 信 ” （ STDM ） ； 反 之 则 称 为 “ 异 步 时 分 多 路 通 信 ”
（ATDM）。时分多路复用常用于基带网络中。
如图6-9是水库充水、放水的过程
• 假设水库中的水起始时处于半满状态， 设单位时间流入水库的水流量为fi，单位时 间流出水库的水流量fo。当fo>fi时，执行 的是慢入快出方式，水库的水位将不断下降， 一定时间后，水库中的水将被取空；当fo fi时，执行的是慢出快入方式，水库的水位 将不断上升，一定时间后，水库中的水将会 溢出；当fo=ｆi时，水库中的水位将保持平 衡。如果ｆoｆi时采取如图6-9所示的控制 方法，当水位下降至警戒水位时，就发出一 控制信号，将控制门关闭一个t时间，即此 时水库的水只进不出，水库中的水位将上升， 经t时间后，控制门自动打开，又重复上述 过程。如此，能保证在ｆoｆi 的情况下水 库中的水永不干枯。
信道复用技术[图解]
![信道复用技术[图解]](https://img.taocdn.com/s3/m/487be97e67ec102de2bd8976.png)
信道复用技术[图解]信道复用技术[图解]Ø提出信道（多路）复用技术的基本原因Ø通信线路的架设费用较高，需要尽可能地充分使用每个信道的容量，尽可能不重复建设通信线路；Ø一个物理信道（传输介质）所具有的通信容量往往大于单个通信过程所需要的容量要求，如果一个物理信道仅仅为一个通信过程服务，必然会造成信道容量资源的浪费。
Ø信道（多路）复用技术实现的基本原理把一个物理信道按一定的机制划分为多个互不干扰互不影响的逻辑信道，每个逻辑信道各自为一个通信过程服务，每个逻辑信道均占用物理信道的一部分通信容量。
Ø实现信道多路复用技术的关键Ø发送端如何把多个不同通信过程的数据（信号）合成在一起送到信道上一并传输Ø接收端如何把从信道上收到的复合信号中分离出属于不同通信过程的信号（数据）Ø实现多路复用技术的核心设备Ø多路复用器（Multiplexer）：在发送端根据某种约定的规则把多个低速（低带宽）的信号合成一个高速（高带宽）的信号；Ø多路分配器（Demultiplexer）：在接收端根据同一规划把高速信号分解成多个低速信号。
多路复用器和多路分配器统称为多路器（MUX）：在半双工和全双工通信系统中，参与多路复用的通信设备通过一定的接口连接到多路器上，利用多路器中的复用器和分配器实现数据的发送和接收。
信道复用技术的类型：FDM技术：Ø频分多路复用（FDM：Frequency Division Multiplexing）技术的适用领域Ø采用频带传输技术的模拟通信系统，如：广播电视系统、有线电视系统、载波电话通信系统等；ØFDM技术的基本原理Ø把物理信道的整个带宽按一定的原则划分为多个子频带，每个子频带用作一个逻辑信道传输一路数据信号，为避免相邻子频带之间的相互串扰影响，一般在两个相邻的子频带之间流出一部分空白频带（保护频带）；每个子频带的中心频率用作载波频率，使用一定的调制技术把需要传输的信号调制到指定的子频带载波中，再把所有调制过的信号合成在一起进行传输。
第四章习题1答案
2.单选1. 通信的任务就是传递信息。
通信系统至少需由三个要素组成，_______不是三要素之一。
A．信号B．信源C．信宿D．信道2. 下面关于几种有线信道传输介质性能特点的叙述中，错误的是________。
A．双绞线易受外部高频电磁波的干扰，一般适合于在建筑物内部使用B．同轴电缆的抗干扰性比双绞线差C．同轴电缆传输信号的距离比双绞线长D．光纤传输信号的安全性比使用电缆好得多3. 下列不属于数字通信系统性能指标的是________。
A．信道带宽B．数据传输速率C．误码率D．通信距离3. 某次数据传输共传输了10000000字节数据，其中有50bit出错，则误码率约为________。
A. 5.25乘以10的-7次方B. 5.25乘以10的-6次方C. 6.25乘以10的-7次方D. 6.25乘以10的-6次方4. 在以下信息传输方式中，________不属于现代通信范畴。
A．电报B．电话C．传真D．DVD影碟5. 以下选项________中所列都是计算机网络中数据传输常用的物理介质。
A．光缆、集线器和电源B．电话线、双绞线和服务器C．同轴电缆、光缆和电源插座D．同轴电缆、光缆和双绞线6. 构建以太网时，如果使用普通五类双绞线作为传输介质且传输距离仅为几十米时，则传输速率可以达到________。
A．1MbpsB．10MbpsC．100MbpsD．1000Mbps7. 关于光纤通信，下面的叙述中错误的是________ 。
A．光纤是光导纤维的简称B．光纤有很大的通信容量C．由于光纤传输信号损耗很小，所以光纤通信是一种无中继通信方式8. 以下有关光纤通信的说法中错误的是________。
A. 光纤通信是利用光导纤维传导光信号来进行通信的B. 光纤通信具有通信容量大、保密性强和传输距离长等优点C. 光纤线路的损耗大，所以每隔1～2公里距离就需要中继器D. 光纤通信常用波分多路复用技术提高通信容量9. 在光纤作为传输介质的通信系统中，采用的信道多路复用技术主要是________多路复用技术。
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的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。
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。
计算机网络基础与Internet应用(第四版)复习要点与练习题
第一章计算机网络：把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以硬件、软件和数据资源为目标的系统称为计算机网络。
介质访问控制方式：CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）星型拓扑结构：优点：①非中心节点出现故障时影响小。
②网络扩展容易③控制和诊断方便④访问协议简单。
缺点：过分依赖中心节点。
星型拓扑结构中，中心节点是整个网络的瓶颈，一旦出现故障会使整个网络瘫痪。
总线型拓扑结构：优点：①硬件的角度看可靠性高（结构简单，无源元件）②易于扩充，增加新的站点容易③使用电缆较少，安装容易④使用的设备相对简单，可靠性高缺点：①故障诊断困难②故障隔离困难环形拓扑结构：优点：①路由选择控制简单②电缆长度短③适用于光纤缺点：①节点故障引起整个网络瘫痪②诊断故障困难时延：指一个数据包从一个网络的一端传送到另一端所需要的时间，主要由发送时延、传播时延、处理等待时延组成。
发送时延：指在发送数据时数据块从节点进入到传输媒体所需要的时间。
发送时延=数据块长度（比特）/信道宽带（比特/秒）传播时延：指电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）OSI（开放系统互连参考模型）：“系统”是指计算机、终端、外部设备、信息传输设备、操作员及相应的集合；“开放”指按照OSI参考模型建立的任意两系统之间的连接或操作。
OSI将整个网络的通信功能划分成七个层次由低到高是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。
（优点：①各层之间是独立的②灵活性好③结构上可分割开④易于实现和维护⑤能促进标准化工作）一、物理层（比特）：作用是尽可能的屏蔽这些差异，对数据链路层提供统一的服务。
主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。
二、数据链路层（帧）：作用通过数据链路层协议在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。
物理层—信道复用
物理层—信道复⽤信道复⽤的通俗来讲就是多个通信设备共享⼀条信道进⾏通信，这样的好处在与提⾼信道的利⽤率，在实际通信系统中能为建设信道节约成本。
1.频分复⽤技术FDM（Frequency Division Multiplexing） 频分复⽤技术就是⽤户在分配到⼀定的频带后，在通信过程中⾃始⾄终都占⽤这个频带，可见频分复⽤的所有⽤户在同样的时间占⽤不同的带宽资源。
这⾥的带宽指的是频率带宽⽽不是数据发送的速率。
在使⽤频分复⽤时，每⼀个⽤户占⽤的带宽不变，当复⽤的⽤户增加时，复⽤后的信道总宽度就会增加。
2.时分复⽤技术TDM（Time Division Multiplexing） 时分复⽤技术则是将时间划分为⼀段段等长的时分复⽤帧，称为TMD复⽤帧，每⼀个时分复⽤⽤户在每⼀个TMD帧中占⽤固定序号的时隙。
每⼀个时分复⽤⽤户所占的时隙是周期性的出现，因此TMD信号也称为等时信号。
可以看出，时分复⽤的所有⽤户是在不同的时间占⽤同样的频带宽度。
频分复⽤技术和时分复⽤技术都⽐较成熟，但是缺点就是不够灵活 在使⽤时分复⽤时，每⼀个时分复⽤帧的长度是保持不变的，始终是125us，当⽤户增加时，每⼀个⽤户所占的时分复⽤帧中的时隙就会相对减少。
3.统计时分复⽤技术STDM（Statics TDM） 在进⾏通信时，复⽤器和分⽤器总是成对的使⽤的。
在复⽤器和分⽤器之间是⽤户共享的⾼速信道。
分⽤器的作⽤正好和复⽤器的作⽤相反，它把⾼速信道传送过来的数据进⾏分⽤，分别交送到相应的⽤户。
当使⽤时分复⽤系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性，⼀个⽤户对已经分到的⼦信道的利⽤率⼀般是不⾼的。
当⽤户在某⼀段时间内暂时⽆数据传输室，那就只能让已经分配到的⼦信道空闲着，⽽其他的⽤户也⽆法使⽤这个暂时空闲的线路资源。
当某个⽤户暂时⽆数据发送时，在时分复⽤帧中分配给该⽤户的时隙只能处于空闲状态，其他的⽤户即使⼀直有数据要发送，也不能使⽤这些空闲的时隙。
通信原理-信道复用与多址技术
应用场景选择
• 码分复用适用于保密性要求高的场景。
应用场景选择
01
多址技术
02 频分多址适用于用户数量较少、对频率资 源需求大的场景。
03
时分多址适用于用户数量较多、对时间资 源需求大的场景。
04
码分多址适用于用户数量大、对保密性要 求高的场景。
发展趋势分析
信道复用与多址技术的融合
随着通信技术的发展，信道复用与多址技术呈现融合趋势，以提高频谱利用率 和系统容量。
详细描述
码分复用通过分配不同的扩频码型给不同的用户或数据流，实现多个信号在同一信道上的传输。每个信号使用独 特的扩频码型进行调制，从而实现多路复用。由于不同的码型之间具有正交性，因此可以有效地实现信号的分离 和识别。
02
多址技术
频分多址
频分多址（Frequency Division Multiple Access， FDMA）是一种通信方式，它将通信频带分成若干个小的 频带，每个用户占用一个子频带进行通信。 FDMA通过将频带分割成多个小的频带，可以支持多个用 户同时进行通信，提高了频谱利用率。
01 频分多址（FDMA）：不同用户占用不同频率。 02 时分多址（TDMA）：不同用户在不同时间占用
同一频率。
03 码分多址（CDMA）：不同用户使用不同的码型 占用同一频率。
应用场景选择
信道复用技术
频分复用适用于带宽需求大、信号特性差异明显 的场景。
时分复用适用于对实时性要求高、信号特性相近 的场景。
计算方法
复用增益可以通过比较单路传输和多路传输 的系统性能来计算。具体而言，可以通过比 较不同用户数下的总传输速率和单路传输速 率来计算复用增益。
复用增益与信道容量的关系
信道复用
信道复用即频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing），就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。
要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。
特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。
频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）。
概述传统的频分复用传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了，不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此，因为对于数字电视信号而言，尽管在每一个频道（8 MHz）以内是时分复用传输的，但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。
正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）实际是一种多载波数字调制技术。
OFDM全部载波频率有相等的频率间隔，它们是一个基本振荡频率的整数倍，正交指各个载波的信号频谱是正交的。
OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。
由于OFDM使用无干扰正交载波技术，单个载波间无需保护频带，这样使得可用频谱的使用效率更高。
另外，OFDM技术可动态分配在子信道中的数据，为获得最大的数据吞吐量，多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。
目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，主要的应用包括：非对称的数字用户环线（ADSL）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）和第4代（4G）移动通信系统等。
时分复用时分复用（TDM，Time Division Multiplexing）就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。
信道复用技术
信道复用技术信道复用技术广泛地应用于各个通信领域和各类通信线路上。
它是充分利用通信信道频带资源、提高通信效率、降低通信成本的有效手段。
本文对信道复用技术进行了介绍，需要的朋友进行学习。
信道复用技术主要分为平分复用FDM(Frequency Division Multiplexing)和时分复用TDM(Time Division Multiplexing)两大类。
1.频分复用(FDM，Frequency Division Multiplexing)传输介质的有效带宽超过被传输的信号带宽时，把多路信号调制在不同频率的载波上，实现同一传输介质上同时传输多路信号的技术，如xDSL。
频分复用中，用户分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
调频广播和广电HFC网络电视信号是典型的频分复用信号，收音机/电视机依据载波频率的不同来区分频道。
使用频分多路复用的主要动机在于对高吞吐率的需求。
为了达到更高的吞吐率，底层的硬件使用电磁频谱中更大的一部分(即更高的带宽)。
用宽带技术(Broadband Technology)这一术语用来描述这些技术。
另一方面，任何只使用电磁频谱中很小的一部分，一次只在介质上发送一个信号的技术称为基带技术(Baseband Technology)。
可以通过傅里叶变换推导出频分多路复用的调制解调原理。
在使用频分复用时，若每一个用户占用的带宽不变，则当复用的用户数增加时，复用后的信道的总带宽就跟着变宽。
例如传统电话通信每一个标准话路的带宽是4kHz(即通信用的3.1kHz加上两边的保护频带)，那么若有1000个用户进行频分复用，则复用后总带宽就是4MHz。
除传统意义上的频分复用(FDM)外，还有一种是正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)。
正交频分复用是一种多载波数字调制技术。
计算机网络知识点总结 超全
计算机网络第一章：概述基本概念1.网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。
2.互联网是“网络的网络”(network of networks)。
3.因特网服务提供者 ISP (Internet Service Provider)。
4.网络把许多计算机连接在一起。
5.因特网则把许多网络连接在一起。
6.计算机网络的定义:计算机网络是一些互相连接的、自治的计算机的集合。
因特网的工作方式分为两大块：（老师提到）(1)边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成。
这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。
(2)核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
概念：处在因特网边缘的部分就是连接在因特网上的所有的主机。
这些主机又称为端系统(end system)。
网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类：客户-服务器方式（C/S 方式）即Client/Server方式对等方式（P2P 方式）即 Peer-to-Peer方式概念：客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户-服务器方式所描述的是进程之间服务和被服务的关系。
客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方。
服务器软件的特点：系统启动后即自动调用并一直不断地运行着，被动地等待并接受来自各地的客户的通信请求。
因此，服务器程序不需要知道客户程序的地址。
对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
运行了对等连接软件，就可以进行平等的、对等连接通信。
在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换(packet switching)的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。
路由器处理分组的过程是：1.把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；2.查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；3.把分组送到适当的端口转发出去。
通信原理(第七版)思考题及答案
第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的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。
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。
通信原理知识点
判断
数字调制系统中，同一种调制方式采用不同 解调形式时，误码率是不同的。
判断
FSK属于非线性调制。
作图
设发送的数字信息为110010001110，码元速率为 1000Bd，2ASK、2PSK及2DPSK载波频率为 1000Hz，2FSK载波频率为1000Hz（对应“1”码） 和2000Hz（对应“0”码），试分别画出2ASK、 2FSK、2PSK及2DPSK信号的时域波形. 解：
、作图
• • • • • • 单极性归零及不归零码 双极性归零及不归零码 曼彻斯特码及差分曼彻斯特码 CMI AMI HDB3码的变换与反变换和波形
三、计算
• 传输速率与信道带宽的计算
第六章 数字调制系统
一、概念 • 什么是调制？调制的作用有哪些？调制器 有哪些常见方式？ • 二进制ASK、 FSK、PSK有效性和可靠性比 较 • 多进制与二进制数字调制的有效性和可靠 性比较 • MPSK与MQAM的区别 • 常用的几种调制技术特点及应用（QAM、 MSK、OFDM、扩频）
二、计算
• 信息量的计算 I=Log2[1/P(x)] • 传信率与传码率的计算 • 传信率与传码率的互换 Rb=RBlog2M • 频带利用率计算 η=系统速率/信道提供的带宽 • 误码率的计算 Pe=传错的码元数/传输的总码元数
三、框图
• 通信系统的基本模型 • 数字通信系统的组成框图
第三章 信源编码
1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0
注意，如不作特别说明， 默认为： 2PSK信号与载波同相表示 “1”，反相表示“0”。 2DPSK信号与前一码元相 位相反表示“1”，与前一 码元相位相反表示“0”。
载波
2ASK
计算机网络技术基础04 传输、复用和交换技术
·N · · · · ·
·N · · · · ·
· · · · · ·
Ts1 Ts2
Ts3
图 2.17 时分复用示意图
信道复用技术
时分复用
时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计 时分） 复用。 同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度 固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同 步的。 异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按 需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片 与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必 须包含地址信息，降低了传输效率。
9
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 1、基带传输 基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方 式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始 电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。
基带信 号输入
信道信号形成器 信道 滤波器 抽样判决器 基带信 号输出
噪声源
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 2、 频带传输 频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也 把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带 传输主要用于长距离或无线电系统中。
1、模拟数据与数字数据 模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。 数字数据：数据的状态是离散的和可数的。 2、 模拟信号与数字信号 模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取 值，这样的信号称为模拟信号。 数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取 值，这样的信号称为数字信号。
4
数据通信传输方式
16
信道复用技术
码分复用
码分复用技术又称码分多址技术（ CDMA ）， 是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址 码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用 户。 码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的 扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。 CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。
3.3信道复用技术
3
3.3.2 时分多路复用TDM
（1）是将线路用于传输的时间划分成若干个时间片 （2）每个用户分得一个时间片 （3）在其占有的时间片内，用户使用通信线路的全部带宽。
4
统计时分复用
原理：
将同步时分复用中时间 片的固定分配改为动 态分配。
• 在周期1里，C1和D1并没有 需要传输的数据，而同步 TDM中C1与D1在周期1里仍 分配到时间片，因此在这 两个时间片里带宽是浪费 的。
• 在统计TDM中，周期1里不 需为C1、D1分配时间片，明 显提高了带宽的利用率。
5
3.3.3 波分多路复用WDM
ü 实现在一根光纤中同时传输多种不同波长的光波信号，以达 到复用的目的。光载波间隔仅0.8或1.6nm, 目前已做到在一 根光纤上复用80~160个光载波信号.
ü 不同的波长用于不同的信道。每个信道的传输速率为 2.5Gb/s-1Tb/s
7
3.3.4 码分多路复用CDMA
Ø 所有用户占用相同的带宽，使用同一频率同时发送或接收 信号，各个用户的信号用各自不同的地址码序列来区分。
Ø 这个地址码序列是一个扩频编码，每个用户分配一个，以 区别不同的用户信号。
• 发送端可用不同的扩频编码分别向不同的接收端发送数 据，接收端用不同的扩频编码进行解码,就可得到不同发 送端送来的数据，实现多址通信。
3.3.1 频分多路复用FDM
v 线路的带宽（可用频带）按频率划分成若干段较小的带宽 的信道
v 各条信道中心频率不重合，每个信道之间相距一定的间隔 v 通过采用不同的载波频率进行实现：在每个信道上传输一
路信号
2
3.3.1 频分多路复用FDM
v 应用——载波电话通信系统 声音信号的有效频率范围为300-3400HZ，因而4KHZ的带宽 足以传送声音，并提供了一定的保护频带。 国际电话电报咨询委员会CCITT规定：将12条4KHZ话路复用 在60-108KHZ频带上，也可以复用在12-60KHZ频带上。
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F1 f1 F2 f2 F3 f3 移动台
基站
移动通信中的实际情况： • 一个基站要和多个移动台同时通信，基站是多 路的，而移动台是单路的，基站要能够区分各 个移动用户的信号，各移动台要从基站发出的 众多信号中识别发给自己的信号--------如何 实现？ • 给移动台分配不同的频率—频分多址 • 给移动台分配不同的时间—时分多址 • 给移动台分配不同的码组—码分多址 -----统称为多址联接技术。
a b c d a b c d ×：暂时用1 A 1 和A2 ：同步时为0 失步时为1 a b c d a b c d 第15 路 第30 路 第2 路 第17 路
F2
F15
图5-4-2 PCM 30/32路基群帧和复帧结构
信令—设备间相互协作所采用的一种“通信语 言”。如：摘机、挂机、拔号音、回铃音、忙 音等。 信令的传送方式：随路信令方式（CAS)和公共 信道信令方式(CCS)。 随路信令方式（CAS)—信令信道的位置是相对 固定的。如PCM30/32帧结构中Ch2的话音在 TS2 中传送， Ch2的信令在F2帧的TS16的前四 比特中传送。 公共信道信令方式(CCS)—信令信道的位置没有 相对固定的关系。如N0.7信令
PDH复接原理
时钟 定时 支路 调 整 复 接 信道 分 接 恢 复 同 步 定时 支路
图5-5-2
数字复接设备组成
原理——各低速支路信号速率在同一时钟源控制 下调整到统一的数值上再进行时分复用（按位 复用）。 关键电路：复接侧是调整电路，分接侧是恢复电 路。
基群复接形成的二次群
时钟 定 时 同 步 定 时
0 cos mx cos nxdx 0 sin mx sin nxdx
mn mn mn mn
•两码组正交的必要和充分条件:ρ(x,y)=0
用“1”和“0”表示二进制码元方法： “1”→“-1” “0”→“+1”������ 互相关系数定义式 式中，A －x 和y 中对应码元相同的个数； D－x 和y 中对应码元不同的个数。 上例中
多址通信的联接方式
• 频分多址FDMA----给不同的地址分配不同的 频率 • 时分多址TDMA---给不同的地址分配不同的 时隙位置 • 码分多址CDMA---给不同地址分配不同的码 型 • 空分多址SDMA---给不同地址分配不同的传 输方位（空间）。
AAAAA 1 2 CCC 3 AA A 4 5 (a ) A CC A A A C CA A AC A 统 计 时 分 复 用 器
AAAAA 1 2 CCCC 3 A 4 EEE 5 (b ) AAAAA 1 2 CCCC 3 A C A 统 计 时 分 复 用 器 C A E C A E C A E C A 统 计 时 分 复 用 器
第四章 信道复用与多址技术
4.1频分多路复用FDM 4.2时分多路复用TDM 4.3码分多路复用CDM 4.4多址通信技术
• 在一条信道上同时传输多路信号，称为 信道复用。 • 信道复用的目的是提高信道的利用率， 即提高通信系统的有效性。
• 信道复用的关键技术是如何将多路信号 在接收端正确地分离。 • 信道复用有频分复用、时分复用、码分 复用和空分复用。
传输方向 STM —N 净负荷
图5-5-7 STM—N帧结构
• 帧周期：125μs • 帧结构组成：段开销(9N×8字节) 管理单元指针AU_PTR(9N字节) 净负荷(261N×9字节)
④、ITU_T规定的复用结构
ITU_T—国际电信联盟组织。
STM—N ×N AUG ×1 AU—4 VC—4 ×3 TUG—3 ×1 ×7 AU—3 VC—3 ×7 ×1 TUG—2 ×3 ×4 指针处理 复用 定位 映射 TU—12 VC—12 C—12 2048Kbit/s TU—2 VC—2 C—2 6312Kbit/s C—3 44736Kbit/s 34368Kbit/s TU—3 VC—3 C—4 139264Kbit/s ×3
6.3Mbit/s
×5
32Mbit/s
×3
98Mbit/s
397Mbit/s
（日本）
E1
2Mbit/s ×4 8Mbit/s ×4 34Mbit/s ×4 140Mbit/s 四次群 ×4 565Mbit/s （欧洲、中国）
话路数
30路
基群
120路
二次群
480路
三次群
1920路
7680路
五次群
图5-5-1 数字复接等级
• 主要应用于高速远程通信过程----如异 步传输模式ATM 。
• 提高了设备利用率，但是技术复杂性也 高。
码组正交 设x 和y 表示两个码组： x=(x1,x2,…xi…xN); y=( y1,y2,…yi…yN) xi,yi∈（+1，-1） 互相关系数定义：
4. 3码分复用(CDM)
cos mx sin nxdx 0
× 0 0 1 1 0 1 1 偶帧TS 0 0 0 0 0 1 A 2 1 1 帧同步码 复帧同步 复帧对告
F0
×1 ×2 ×3 ×4×5 ×6 ×7 ×8
极性码
幅度码
× 1 A 1 × × × × × 奇帧TS 0 a b c d a b c d 帧监视 帧对告 第1 路 第16 路
F1
1 时隙=8bit=3.91 μ s
TS13 位置中传输 • 第13话路的话音信息在____ F13帧 TS16时隙 前4bit 位 • 第13话路的信令信息在___________ 置中传输 TS24 • 第23话路的话音信息在____位置中传输 F8 帧的TS__ 16 的 • 第23话路的信令信息在__ 后 4bit 位置中传输. ___
②、SDH标准速率等级
等级 STM—1 STM—4 STM—16 STM—64 速 率 （Mbit/s） 155．520 155M 622．080 622M 2488．320 2.5G 9953．280 10G
9 ×270 ×N字节
1 3 4 AU_PTR 5 SOH 9 9 ×N 261 ×N 270 ×N SOH
1、PCM30/32路基群帧结构
1 复帧=16 帧=2ms
F0
F1
F2 F3
F4 F5
F6
F7
F8
F9
F10
Fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
F12
F13
F14
F15
1 帧=32 路时隙=256bit=125 μ s TS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 话路时隙 CH1 ～CH15 话路时隙 CH16 ～CH29 同步时隙 信令时隙 话路时隙 CH30
2047.9kb/s
2048kb/s
2048.1kb/s 2047.95kb/s
2112kb/s
2112kb/s
2047.9kb/s
恢 2048kb/s
2048.1kb/s
调
2112kb/s 2112kb/s
复
8448kb/s
分
2112kb/s 2112kb/s
整
2112kb/s
接
接
2112kb/s
• 数字复接——在基群的基础上进一步时分 复用以提高信道利用率。 目前存在的复接技术： 准同步复接PDH—被复接的支路时钟各自 产生（仅标称值相等）。 同步复接SDH—被复接的支路时钟来自同 一时钟源（各支路时钟绝对相等）。
1、PDH复接系列
ITU-T推荐的PDH复接系列
T1
1.54Mbit/s ×4 6.3Mbit/s ×4 ×7 45Mbit/s ×6 274Mbit/s ×4 （美国）
4.1 频分复用FDM
• 什么是频分复用？ • 用什么器件实现频分复用？
4.1 频分复用FDM
• 频分复用是把各路信号的频谱通过调制的方 法搬移到不同的频段上，使它们的频率互不 重叠，然后将它们送到同一信道上传输，接 收端利用带通滤波器分离各路信号。 • 模拟通信系统主要采用频分复用原理实现信 道通信。
4.4 多址通信技术
• 当一点通信设备需要与另外多点的通信设备相 联接进行通信时（如移动通信、卫星通信、局 域网），称为多址通信。
• 多址通信是多个用户使用一个（大容量）公共 信道实现各用户间通信的方式 。 • 多址通信也称为点对多点通信。
• 点对点通信（一个地点的通信设备只与另外一 个指定地点的通信设备相联接）是多址通信的 简单特例。
TU—11
VC—11
C—11
1544Kbit/s
图 5-5-8
一 般 复 用 结 构
⑤、我国规定的复用结构
指针处理 映射 定位 复用
同步时分复用缺点
• 各时隙固定分配，不能按业务要求随机 分配，不能最大程度提高信道利用率。 • 若按需分配时隙（即动态分配时隙）则 可提高时隙利用率。
4.2.2 异步时分多路复用
4.2 时分多路复用TDM
4.2.1 同步时分复用原理 TDM 一 PCM30/32路基群帧结构 二 数字复接技术 4.2.2 统计时分多路复用 4.2.3 同步时分复用与统计时分多路复用的比较
4.2 时分多路复用TDM
4.2.1 同步时分复用原理 TDM 用时间分割各路信息。各路信息在时间上 按一定的规律排列后在一条信道上传输， 接收端根据时间排列规律分离各路信号。
解 复 用
复 8Mb/s 用
复 34Mb/s 用
复 用
140Mb/s
2Mb/s
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行， 层层的复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大 容量传输。
2、 数字同步体系(SDH)