数据通信原理(第三版)第四章
《数据通信原理简介》课件
传输层协议
01
02
03
传输层协议提供端到端 的数据传输服务，确保 数据完整性和顺序正确
性。
主要的传输层协议包括 TCP（Transmission Control Protocol）和
UDP（User Datagram Protocol）。
TCP协议提供可靠的、有 序的和错误校验的数据 传输，而UDP协议提供 无序的、不可靠的数据
THANKS
感谢观看
，满足各种无线应用需求。
未来数据通信的展望
更高速度和更低延迟
随着5G/6G等通信技术的发展，未来数据通信将实现更高速率和 更低延迟的数据传输。
更广泛的应用领域
随着物联网、人工智能等新兴技术的普及，数据通信将应用于更广 泛的领域，促进各行业的数字化转型。
更高级的安全保障
随着量子通信技术的发展，未来数据通信将提供更高级的安全保障 ，确保信息安全。
同步传输
数据块以连续的方式进行传送，传送 速率固定，字符之间无间隔。
基带传输与频带传
基带传输
在信道上直接传送数字信号的电脉冲，适合于近距离数据传 输。
频带传输
利用调制解调技术将基带信号转换为高频信号在信道上传输 ，然后再将其还原成原始信号，适合于远距离数据传输。
多路复用技术
时分多路复用（TDM）
广域网是一种覆盖广阔地理区域的计算机网 络，通常跨越城市、地区甚至算机、设 备和服务，以便实现跨地域的数据传输和资 源共享。广域网通常使用公共通信网络（如 电话线、光纤和卫星）来传输数据，并支持 各种不同的协议和技术。
互联网
总结词
互联网是一种全球性的、开放的计算机网络 ，由多个局域网、城域网和广域网互联而成 。
网络层协议
通信原理第三版课后思考题答案解析樊昌信简版课件.doc
通信原理思考题复习1.1 ，消息和信息有什么区别？信息和信号有什么区别？答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。
1.2 ，什么是模拟信号，什么是数字信号？答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。
1.3. 数字通信有何优点？答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。
1.4 ，信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？答：设消息x 的概率为P(x), 其信息量I(x)=-logap(x),. 当a=2 时，信息量单位为比特（bit) ，当a=e 时。
信息量单位为奈特（nat) ，当a=10 时，信息量单位为哈特莱。
1.5 按照占用频带区分，信号可以分为哪几种?答：基带信号和带通信号。
1.6 信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
1.7 何谓调制？调制的目的是什么？答：对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
1.8 数字通信系统有哪些性能指标？答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
1.9 信道有哪些传输特性？答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
1.10 无线信道和有线信道的种类各有哪些？答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。
有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。
1.11 信道模型有哪几种？答：调制信道模型和编码信道模型。
1.12 什么是调制信道？什么是编码信道？答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。
而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。
1.13 何谓多径效应？答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。
数据通信原理PPT课件(490页)
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2、信号
把消息转换成适合于信道传输的物理量，就是 信号。信号携带着消息，它是消息的运载工具。 通信中的信号有电信号和光信号两种。 信号可以分为模拟信号和数字信号。 模拟信号是指信号的某一参量可以取无穷多个 值，并且与原始消息直接对应的信号，如话音 信号及其按照抽样定理所得的PAM样值信号等；
1，„ ，M-1”个码元，且各码元出现的概率不相
等，分别为P0，P1，„，PM-1，此时每个码元包含的
信息量并不相等，分别为：
I j log 2
Pj
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对上式求其期望，将其称作平均信息量H，表示平 均每个码元包含信息的多少，单位为bit/符号如下
式所示：
H Pj log 2
a=M
I= -logMP
单位为M进制信息单位
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数据通信中若数据采用二进制传输，此时将二 进制的每个符号“0”或“1”称为码元。 当两个码元等概出现时，每个码元包含的信息 量为： I=log22=1 bit
因此通常常将二进制序列称为比特流，但若两 个码元出现的概率不等，此时每个码元包含的 信息量已不是1bit。 更一般的情况，当采用M进制传输时，此时共有“0，
所帮助。
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数据通信的重要性：
计算机之间的通信：数据通信
通信网的发展趋势：
电话网 计算机网 有线电视网 三网融合 宽带IP网
就是数据通信 （可见它的重要性）
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目录
第1章 绪论
第2章 数据通信基础知识
第3章 数据信号的基带传输
第4章 数据信号的频带传输
第5章 差错控制与信道编码
数据通信原理
2020/1/20
5
串行通信：数据流以串行方式在一条信道上传输.该 方法实现简单,采用较多.缺点是:为解决收、发方码 组或字符同步，需要外加同步措施
并行通信：将数据以成组方式在两条以上的并行信道 上同时传输.并行传输不需要另外的措施就可实现收 发双方的字符同步.缺点是:需要传输信道多、设备复 杂、成本高，故较少采用。
数据通信原理
交换技术与通信网国家重点实验室
2020/1/20
1
数据通信系统模型
数据通信系统的模型如下图所示. 其中,源: 产生要发送
的数据的设备.发送器:对信号进行转换或编码以产生能在传输 系统中传输的电磁信号.传输系统:连接源和目的地的传输线或 复杂的网络.接受器:从传输系统接受信号并转换成目的站设备 能处理的信号.目的站:从接受器接受数据的设备.
值得注意的是：串行和并行的概念是指组成一个字符 的各码元是依顺序逐位传输还是并行地传输。至于数 据字符还是逐个依次发送。
交换技术与通信网国家重点实验室
2020/1/20
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同步传输
在串行传输中,如何解决码组(字符)的同步问题:同步 传输和异步传输
同步传输:以固定时钟节拍来发送数据信号的.在串行 数据流中,各信号码元之间的相对位置都是固定的,接 受端要从收到的数据码流中正确区分发送的字符,必 须建立同步的时钟.同步传输是以帧为单位发送数据, 并有帧的起始和终止标志.
交换技术与通信网国家重点实验室
2020/1/20
17
1 1
3 3 3 3 3 3 STAT 1 3 4 5 1 3 4 5 STAT
3
Ö÷»ú
MUX
MUX
4
4
5 5
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数据通信原理第3版课程设计
数据通信原理第3版课程设计1. 简介本课程设计主要是基于《数据通信原理（第3版）》一书的内容，以深入理解数据通信原理为目的，实现一个简单的 Client/Server 模型。
主要涉及到数据通信的基本概念及原理、网络协议、TCP/IP 协议、Socket 等相关技术。
通过课程设计的实践，学生可以加深对数据通信的理解，具备基本的网络编程能力和应用开发技能。
2. 课程设计要求2.1 课程设计内容课程设计主要包含以下内容：1.了解 Client/Server 模型及其基本原理；2.学习 Socket 编程，掌握 TCP/IP 协议的基本概念和基本操作；3.实现一个简单的 Client/Server 程序；4.测试和调试程序，掌握常用的测试和调试技巧。
2.2 项目要求•语言：Java 程序设计语言•系统环境：Windows or Linux or MacOS•补充要求：–服务器端能够同时服务多个客户端；–客户端能够使用多线程同时完成对服务器的请求；–服务器能够正确处理客户端发起的请求，并返回响应结果;–在处理客户端请求时，服务器需要对请求进行验证，确保安全性。
3. 课程设计实现3.1 数据通信原理基本概念及原理在本课程设计中，我们将采用 Java 语言实现 Client/Server 程序。
在开始实现之前，我们需要从理论上对数据通信原理进行学习。
这部分知识点涉及到 OSI 七层模型、TCP/IP 协议和 Socket 编程等相关技术。
具体概念和原理可以参考《数据通信原理（第3版）》第1章和第4章。
3.2 Socket 编程及 TCP/IP 协议在 Java 中，Socket 是实现网络通信的一种基本方式。
学习 Socket 编程和TCP/IP 协议是实现本课程设计的关键。
这部分知识点可以参考《Java网络编程（第3版）》第3、4、5、6、7、8、9章。
主要涉及以下内容：1.Java 网络编程的基本概念及相关类和接口；2.TCP/IP 协议的概念及其工作原理；3.Socket 编程基本操作及常用方法。
《数字通信原理（第三版）》教材课后习题答案
《数字通信原理（第三版）》教材课后习题答案《数字通信原理》习题解答第1章概述1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么?答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。
1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作⽤是什么?画出话⾳信号的基带传输系统模型。
答：信源编码的作⽤把模拟信号变换成数字信号，即完成模/ 数变换的任务。
信源解码的作⽤把数字信号还原为模拟信号，即完成数/ 模变换的任务。
话⾳信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些?答：数字通信的特点是：（1）抗⼲扰性强，⽆噪声积累；（2）便于加密处理；（3）采⽤时分复⽤实现多路通信；（4）设备便于集成化、微型化；（5）占⽤信道频带较宽。
1-4 为什么说数字通信的抗⼲扰性强，⽆噪声积累?答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值( 通常取⼆个幅值) ，在传输过程中受到噪声⼲扰，当信噪⽐还没有恶化到⼀定程度时，即在适当的距离，采⽤再⽣的⽅法，再⽣成已消除噪声⼲扰的原发送信号，所以说数字通信的抗⼲扰性强，⽆噪声积累。
1-5 设数字信号码元时间长度为1s ，如采⽤四电平传输，求信息传输速率及符号速率。
答：符号速率为N11106 Bd码元时间10 6信息传输速率为R N log2 M 106 log 2 4 2 106 bit / s2Mbit / s1-6 接上例，若传输过程中 2 秒误 1 个⽐特，求误码率。
答：P e 发⽣误码个数 (n)12.5 107传输总码元 ( N ) 2 21061-7 假设数字通信系统的频带宽度为1024 kHz ，可传输 2048kbit / s 的⽐特率，试问其频带利⽤率为多少 bit / s / Hz ?答：频带利⽤率为信息传输速率204810 3（ bit / s / Hz)10242bit / s/ Hz频带宽度10 31-8 数字通信技术的发展趋势是什么？答：数字通信技术⽬前正向着以下⼏个⽅向发展：⼩型化、智能化，数字处理技术的开发应⽤，⽤户数字化和⾼速⼤容量等。
数字音频原理及应用 第3版课件第4章 信道编码与调制技术
16/120
水平垂直奇偶校验
信 息码元
监督码元
0 1 011011 00
1
0 1 01010 010
0
0 0 110000 11
0
1 1 0001110 0
1
0 0 1111111 1
0
0 0 0100111 1
1
1 1 101100 00
1
监督码元 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0
它能发现某一行或某一列上所有奇数个错误以及长度不 大于行数（或列数）的突发错误
体位置了。
对于二进制编码，知道了错误的位置，就可以实现纠错了
2021/2/24
College of Telecommunications & Information Engineering NJUPT
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一般说来对于，对 r个监督位，可以计算r 个校正子，它可以指出 2的r次
方减一 种r 错误图样，即2的r次方减一个错误r 位置，因此对于（n，k）码。要想 指出一位错码的所有可能位置，则要求：
的S关3 S系2如S1下表所示：
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College of Telecommunications & Information Engineering NJUPT
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a0 a a 1 2
a3
a4 a a 6 5
S1校S2正S3子表误码位置 S1S2S3
001
101
010
110
100
2021/2/24
College of Telecommunications & Information Engineering NJUPT
通信原理第三版习题答案
通信原理第三版习题答案通信原理是一门研究通信系统基本原理和技术的学科，它涉及到信号的传输、调制解调、编码解码、信道传输特性等方面的知识。
通信原理第三版是一本经典的教材，它系统地介绍了通信原理的基本概念和理论，对于学习者来说是一本非常重要的参考书。
然而，对于许多学习者来说，理解教材中的习题并给出正确的答案是一项具有挑战性的任务。
因此，本文将为大家提供通信原理第三版习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解这门学科。
第一章：引言在通信原理的引言部分，主要介绍了通信系统的基本原理和通信信号的特性。
习题一：什么是通信系统？答案：通信系统是指将信息从发送方传输到接收方的系统，它包括发送端、接收端和传输介质。
第二章：信号与线性系统在这一章中，我们学习了信号的基本概念和线性系统的特性。
习题二：什么是连续时间信号和离散时间信号？答案：连续时间信号是在连续时间范围内变化的信号，而离散时间信号是在离散时间点上取值的信号。
第三章：傅里叶分析傅里叶分析是一种将信号分解成基本频率成分的方法。
习题三：什么是傅里叶级数展开和傅里叶变换？答案：傅里叶级数展开是将周期信号表示为一系列正弦和余弦函数的和，而傅里叶变换是将非周期信号表示为连续频谱的方法。
第四章：调制与解调调制与解调是通信系统中非常重要的环节，它涉及到信号的调制方式和解调方式。
习题四：什么是调制和解调？答案：调制是将信息信号转换成适合传输的调制信号的过程，解调是将调制信号恢复为原始信息信号的过程。
第五章：编码与解码编码与解码是通信系统中用于提高传输效率和可靠性的重要技术。
习题五：什么是编码和解码？答案：编码是将信息转换为特定的编码形式，解码是将编码信号恢复为原始信息的过程。
第六章：信道传输特性信道传输特性是指信号在传输过程中受到的干扰和衰减等影响。
习题六：什么是信道传输特性？答案：信道传输特性是指信号在传输过程中受到的衰减、失真、噪声等影响。
第七章：数字通信系统数字通信系统是一种利用数字技术进行信息传输的系统。
数字通讯原理第4章
并自动纠正错码。前向纠错方式的特点是无需反向信道，延
时小，实时性好，但译码设备比较复杂。随着编码理论和大 规模集成电路的发展，性能优良的实用编译码方法不断涌现， FEC方式得到了越来越广泛的应用。
第 4 章 信 道 编 码 (3) 混合纠错(HEC)。它是FEC方式和ARQ方式的结合， 即发送端发送具有检错和纠错能力的信息码元序列，接收端 检查错码情况，如果错码在其纠错能力范围内，则自动纠错；
BSC是无记忆的，它的输出仅与对应时刻的输入有关，而与 前后输入无关。BSC是研究二进制编码解码最简单、最常用的 模型。
第 4 章 信 道 编 码
0 输入 1 P
1－P P
0 输出
1－P
1
图 4-3
二进制对称信道（BSC）
第 4 章 信 道 编 码
2) 离散无记忆信道(DMC)
离散无记忆信道(DMC)模型如图4-4所示。假设信道的离散 输入是q元符号，即输入符号集由q个元素X=｛x0，x1，…，xq-1｝ 构成；信道的离散输出是Q元符号，即信道输出符号集由Q个 元素Y=｛y0 ，y1 ，…，yQ-1 ｝构成,且信道是无记忆的，则信道
如果错码超过了其纠错能力，但能检测出来，则通过反向信
道请求发送端重发。 由于HEC方式具有FEC和ARQ的优点， 可 实现较低的误码率， 因而得到了广泛的应用。
第 4 章 信 道 编 码 3. 信道编码分类 1) 线性码与非线性码
根据信息码元与监督码元之间的函数关系，信道编码可分
为线性码和非线性码。如果信息码元与监督码元之间的函数关
第 4 章 信 道 编 码 3) 检错码与纠错码 根据码的用途，信道编码可分为检错码和纠错码。检错码
以检错为目的，不一定能纠错；纠错码以纠错为目的，一定能
通信原理教程(第三版)樊昌信部分课后习题答案
A
T
O
T
t
5
（1）由图 5-21 得
图 5-2 习题图 1
g (t)
A1
2 T
t
,
t
T 2
0
其他
g(t) 的频谱函数为：
G(w) AT Sa2 wT 2 4
由 题 意 ， P0 P1 P 1/ 2 ， 且 有 g1(t) = g(t) , g 2 (t) =0 ， 所 以
第一章： 信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率 第二章：
习题 设随机过程 X(t)可以表示成：
X (t) 2cos(2t ), t
式中， 是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P( =0)=，
P( = /2)=
试求 E[X(t)]和 RX (0,1) 。
解 E[X(t)]=P( =0)2 cos(2t) +P( = cost
T /2 T /
2
2
cos(2
t
)
*
2
cos
2
(t
)
dt
2 cos(2 ) e j2t e j2t
P( f )
RX
(
)e
j
2
f
d
(e
j
2
t
e j2t )e j2
f d
( f 1) ( f 1)
1
习题 试求 X(t)=A cost 的自相关函数，并根据其自相关函数求 出其功率。
（1） 试写出该信号序列功率谱密度的表达式，并画出其曲线； （2） 该序列中是否存在 f 1 的离散分量若有，试计算其功率。
gT(t)
1
T / 2 图/ 25-4 习0 题图 / 2 T / 2 t 解：（1）基带脉冲波形 g(t) 可表示为：
《数据通信原理》课件
《数据通信原理》 PPT课件
REPORTING
2023
目录
• 数据通信概述 • 数据传输原理 • 数据交换原理 • 数据通信协议 • 数据通信的应用 • 数据通信的发展趋势
2023
PART 01
数据通信概述
REPORTING
数据通信的定义
数据通信的定义
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，它通过传输信道将 数据终端与计算机连接起来，实现数据终端之间或数据终端与计算机之间的远程数据传输 和信息交换。
拥塞控制
防止过多的数据在网络中造成拥塞。
信道管理
合理分配和使用信道资源，提高数据传输 效率。
2023
PART 03
数据交换原理
REPORTING
数据交换的类型
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电路交换
通过建立电路连接来提供 连续的数据传输服务。
报文交换
将数据打包成报文，通过 存储转发的方式进行交换 。
分组交换
将数据分割成多个分组， 通过动态分配路径进行交 换。
无线数据通信技术
总结词
无线数据通信技术以其灵活性和便捷性，成为现代数据通信的重要组成部分。
详细描述
无线数据通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。这些技术使得设备之间可以无 线连接，方便用户随时随地获取和交换信息。
物联网数据通信技术
总结词
物联网技术的发展，使得数以亿计的 设备能够相互连接并进行数据交换。 物联网数据通信技术是实现这一目标 的关键。
2023
PART 02
数据传输原理
REPORTING
数据传输方式
并行传输
数据在多个通道上同时传输， 适用于近距离、高速传输。
通信原理第三版_蒋青(全部答案)
第1章 绪论 习题解答1-1解：每个消息的平均信息量为222111111()log 2log log 448822H x =--⨯- =1.75bit/符号1-2 解：（1）两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有（1，2）和（2，1）两种可能，总的组合数为116636C C ⨯=，则圆点数之和为3出现的概率为3213618p ==故包含的信息量为2321(3)log log 4.17()18I p bit =-=-=（2）小圆点数之和为7的情况有（1，6）（6，1）（2，5）（5，2）（3，4）（4，3），则圆点数之和为7出现的概率为761366p ==故包含的信息量为2721(7)log log 2.585()6I p bit =-=-=1-3 解：（1）每个字母的持续时间为2⨯10ms ，所以字母传输速率为4315021010B R Baud -==⨯⨯不同字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为 2()log 42H x == bit/符号平均信息速率为4()100b B R R H x == bit/s（2）每个字母的平均信息量为222211111133()log log log log 5544441010H x =---- =1.985 bit/符号 所以平均信息速率为4()99.25b B R R H x == (bit/s) 1-4 解：（1）根据题意，可得：23(0)log (0)log 1.4158I P =-=-≈ 比特21(1)log (1)log 24I P =-=-= 比特 21(2)log (2)log 24I P =-=-= 比特 21(3)log (3)log 38I P =-=-= 比特（2）法一：因为离散信源是无记忆的，所以其发出的消息序列中各符号是无依赖的、统计独立的。
因此，此消息的信息量就等于消息中各个符号的信息量之和。
此消息中共有14个“0”符号，13个“1”符号，12个“2”符号，6个“3”符号，则该消息的信息量是：14(0)13(1)12(2)6(3)I I I I I =+++ 14 1.41513212263≈⨯+⨯+⨯+⨯87.81≈ 比特此消息中共含45个信源符号，这45个信源符号携带有87.81比特信息量，则此消息中平均每个符号携带的信息量为287.81/45 1.95I =≈ 比特/符号法二：若用熵的概念计算，有222331111()log 2log log 1.906(/)884488H x bit =--⨯-=符号说明：以上两种结果略有差别的原因在于，它们平均处理方法不同，前一种按算术平均的方法进行计算，后一种是按熵的概念进行计算，结果可能存在误差。
《数据通信原理》课程教学大纲
数据通信原理课程教学大纲 (DataCommunicationPrincip1es)学时数：48实验学时：8课外学时：03网络工程一、课程的性质、目的和任务本课程是网络工程专业本科生必修的一门专业基础课程。
通过本课程的学习使学生对数据通信获得较完整的概念，并掌握数据通信的基本理论，为以后学习相关网络课程打下必备的基础，为从事数据通信和计算机网络工作提供一定的技术支持。
数据通信主要包括数据传输、数据交换和数据通信网以及相关的通信协议。
本课程主要讨论数据通信的基本理论和相关协议。
二、课程教学的基本要求要求学生理解数据通信系统的组成及主要性能指标，了解数据通信中基本的通信技术，理解信源编码、信道编码以及数据压缩的基本原理及实现方式。
掌握数据信号基带传输、频带传输和数字传输的基本理论；掌握基带信号波形形成和部分响应原理：掌握各种数字调制信号的表示和调制解调原理；掌握数据信号数字传输的特点和相关基本概念。
了解数据交换的的原理及特点。
掌握通信协议的概念和层次结构；了解物理层协议。
掌握通信协议的概念和层次结构。
掌握同步的基本概念和意义、具体实现方法。
理解各种不同数据通信设备采用的主要技术和基本工作原理。
掌握数据通信网的基本概念和基本原理。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章绪论（2学时）一、基本内容：（一）数据通信的概念 （二）数据通信网与计算机网 （三）数据传输方式（四）数据通信系统的主要质量指标 （五）数据通信的发展二、基本要求：（一）了解数据通信的特点及数据通信系统的组成（二）理解数据通信网与计算机网的概念与组成及两者之间的区别。
（三）了解数据传输的几种分类方式。
（四）了解数据通信系统的主要技术指标 （五）了解数据通信发展的历史与发展趋势。
其中: 学分数: 适用专业:第二章数据通信技术基础（4学时）一、基本内容：（一）传输信道概述（二）数据编码技术（三）数据压缩技术（四）差错控制技术（五）多路复用技术（六）数字复接技术二、基本要求：（一）了解信道的分类方法；（二）了解数据通信中基本的通信技术，掌握采用各种技术的原因和目的; （三）理解信源编码、信道编码以及数据压缩的基本原理；（四）了解信源编码、信道编码以及数据压缩的实现方式。
通信原理与通信技术(第三版)第4章增量调制
05
增量调制的改进与发展
增量调制算法的优化
动态阈值设定
01
根据信号的动态变化，自适应调整阈值，提高信号的识别精度。
抗噪声性能增强
02
通过改进算法，降低噪声对增量调制的影响，提高信号的抗干
扰能力。
降低误码率
03
优化算法，减少误码率，提高信号传输的可靠性。
增量调制与其他调制方式的结合
增量调制与脉冲编码调制结合
动态范围是指通信系统在接收信号时能够承受的最大和最 小信号强度之间的范围。
增量调制动态范围原理
增量调制系统通过比较相邻抽样点的幅度差来传输信息，因此 其对信号幅度的变化较为敏感，具有较小的动态范围。
动态范围性能分析
通过仿真和实验等方法，可以分析增量调制系统在不同动态范 围下的性能表现，从而评估其在各种实际应用场景中的适用性
利用增量调制对信号进行初步压缩，再通过脉冲编码调制进行进一步压缩，提高 传输效率。
增量调制与正交幅度调制结合
将增量调制与正交幅度调制相结合，实现信号的多路复用，提高频谱利用率。
增量调制在无线通信中的应用
01
02
03
无线语音传输
利用增量调制传输语音信 号，实现无线通信中的语 音传输。
无线数据传输
将增量调制应用于无线数 据传输，实现数据的高效 传输。
增量调制的基本原理是利用信 号的微小变化来编码信息。
增量调制的特点
增量调制具有较低的编码速率，因为它只利用信号的微 小变化来编码信息。
它适用于传输连续的模拟信号，如语音信号。
由于其简单性，增量调制在早期的通信系统中得到了广 泛应用。
增量调制对噪声和失真具有较强的鲁棒性。
增量调制的应用场景
通信原理教程(第三版)樊昌信_部分课后习题答案
第一章：信息量、平均信息速率、码元速率、信息速率 第二章：习题2.1 设随机过程X (t )可以表示成：()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞式中，θ是一个离散随机变量，它具有如下概率分布：P (θ=0)=0.5，P (θ=π/2)=0.5试求E [X (t )]和X R (0,1)。
解：E [X (t )]=P (θ=0)2cos(2)t π+P (θ= /2)2cos(2)=cos(2)sin 22t t t ππππ+-cos t ω习题2.2 设一个随机过程X (t )可以表示成：()2cos(2), X t t t πθ=+-∞<<∞判断它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：为功率信号。
[]/2/2/2/21()lim ()()1lim 2cos(2)*2cos 2()T X T T T T T R X t X t dt T t t dt Tττπθπτθ→∞-→∞-=+=+++⎰⎰222cos(2)j t j t e e πππτ-==+2222()()()(1)(1)j f j tj t j f X P f R e d ee e df f πτπππττττδδ∞-∞---∞-∞==+=-++⎰⎰习题2.6 试求X (t )=A cos t ω的自相关函数，并根据其自相关函数求出其功率。
解：R (t ，t+τ)=E [X (t )X (t+τ)] =[]cos *cos()E A t A t ωωτ+[]221cos cos (2)cos ()22A A E t R ωτωτωττ=++== 功率P =R(0)=22A习题2.10 已知噪声()t n 的自相关函数()ττk -e 2k R n =，k 为常数。
(1)试求其功率谱密度函数()f P n 和功率P ；(2)画出()τn R 和()f P n 的曲线。
解：(1)222()()2(2)k j j n n k k P f R ed e e d k f τωτωττττπ-+∞-+∞--∞-∞===+⎰⎰()20k R P n ==(2)()n R τ和()f P n 的曲线如图2-2所示。
通信原理教程+樊昌信+习题答案第四章
习题 4.7 在 A 律 PCM 语音通信系统中，试写出当归一化输入信号抽样值等于
0.3 时，输出的二进制码组。
解 ：信号抽样值等于 0.3，所以极性码 c1=1。
查表可得 0.3 （ 1 3.93 ，1 1.98 ），所以 0.3 的段号为 7，段落码为 110，故 c2c3c4 =110。
第 7 段 内 的 动 态 范 围 为 ： (1 1.98 1 3.93) 1 ， 该 段 内 量 化 码 为 n , 则
11
《通信原理》习题第四章
习题 4.4 设被抽样的语音信号的带宽限制在 300～ 3400Hz ，抽样频率等于 8000 Hz 。试画出已抽样语音信号的频谱，并在图上注明各频率点的坐标值。
解 ：已抽样语音信号的频谱如图 4-2 所示。 s(t) S( )
31b) 图 4-1 习题 4.3 图
变换 而 所以 即
() 2
F n
t( n s )
n
Fn
1 Ts 2 (t )
T Ts 2 s
jn s t dt
1 TS
( )2 Ts n
( ns )
1 (f )
Ts n
( n sf )
习题 4.2 若语音信号的带宽在 300～400 Hz 之间，试按照奈奎斯特准则计算理 论上信号不失真的最小抽样频率。
解 ：由题意， f H =3400 Hz , f L = 300 Hz ,故语音信号的带宽为 B =3400-300= 3100 Hz
fH =3400 Hz =1 3100 + 3 3100 = nB kB 31
即 n =1, k =3 31。
根据带通信号的抽样定理，理论上信号不失真的最小抽样频率为
数据通信原理(第三版)第四章
图4-11 分组长度与交换机费用的关系
数据交换
数据交换
最佳分组长度与误码率成反比，其关系曲线如 图4-12所示。
图4-12 最佳分组长度与信道误码率关系
数据交换 4.5 帧中继
帧方式的概念 帧方式是一种快速分组交换，是分组交换的升 级技术。具体地说，帧方式是在开放系统互连(OSI) 参考模型第二层，即数据链路层上使用简化的方式 传送和交换数据单元的一种方式。由于在数据链路 层的数据单元一般称作帧，故称为帧方式。 帧方式的重要特点之一是简化了分组交换网中 分组交换机的功能，从而降低了传输时延，节省了 开销，提高了信息传输效率。
数据交换
2．电路交换方式的原理 采用电路交换方式，数据通信需经历呼叫建立 (即建立一条实际的物理链路)、传输和呼叫拆除三 个阶段。
图4-2 电路交换方式原理
数据交换
4.2.2 电路交换的优缺点
1.电路交换的优点 （1）信息的传输时延小，且对一次接续而言， 传输时延固定不变。 （2）信息传输的效率比较高。 （3）信息的编码方法和信息格式由通信双方 协调，不受网络的限制。
1.报文交换的概念 报文交换属于存储-转发交换方式，当用户的 报文到达交换机时，先将报文存储在交换机的存储 器中(内存或外存)，当所需要的输出电路有空闲时， 再将该报文发向接收交换机或用户终端。 报文应包括3个部分： (1) 报头或标题。它包括发信站地址、终点收 信地址和其他辅助控制信息等。
数据交换
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数据通信原理 第4章 数据交换
计算机学院 研1304 通信与信息系统 张璇予
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目录
4.1 概述 4.5 帧中继 4.1.1 数据交换的必要性 4.5.1 帧中继的概念 4.1.2 数据交换方式 4.5.2 帧中继发展的必要条件 4.2 电路交换方式 4.5.3 帧中继技术的功能 4.2.1 电路交换方式的原理 4.5.4 帧中继的特点 4.2.2 电路交换的优缺点 4.6 ATM交换 4.3 报文交换方式 4.6.1 ATM的定义 4.3.1 报文交换方式的原理 4.6.2 ATM信元 4.3.2 报文交换的优缺点 4.6.3 ATM的特点 4.4 分组交换方式 4.6.4 ATM的虚连接 4.4.1 分组交换方式的原理 4.6.5 ATM交换 4.4.2 分组交换的优缺点 4.7 几种交换方式的比较 4.4.3 分组的传输方式 4.4.4 分组长度的选取
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数据交换
帧方式的类型 帧方式包括帧交换和帧中继两种类型。 分组交换机具有差错检测和纠错、流量控制、 分组级逻辑信道复用等功能，帧中继交换机只进行 差错检测，但不纠错(检测出错误帧便将其丢掉)， 而且省去了流量控制、分组级的逻辑信道复用等功 能。纠错、流量控制等功能由终端去完成。 帧交换和帧中继的区别在于帧交换保留了差错 控制和流量控制功能，但不支持分组级的复用，这 一点与分组交换不同。 帧中继比帧交换的功能更加简化，传输效率也 就更高，所以目前广泛应用的是帧中继。
1.报文交换的概念 报文交换属于存储-转发交换方式，当用户的 报文到达交换机时，先将报文存储在交换机的存储 器中(内存或外存)，当所需要的输出电路有空闲时， 再将该报文发向接收交换机或用户终端。 报文应包括3个部分： (1) 报头或标题。它包括发信站地址、终点收 信地址和其他辅助控制信息等。
数据交换
数据交换
分组交换的工作原理如图4-5所示。
图4-5 分组交换工作原理
数据交换
有几个问题需要说明一下： 来自不同终端的不同分组可以去往分组交换 机的同一出线，这就需要分组在交换机中排队等 待。 一般终端需经分组装拆设备(PAD)才能接入分 组交换网。 分组交换最基本的思想就是实现通信资源的 共享，具体采用统计时分复用(STDM)。
4.3.2 报文交换的优缺点
1.报文交换的优点 （1）可使不同类型的终端设备之间相互进行 通信。
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（2）在报文交换的过程中没有电路接续过程， 来自不同用户的报文可以在同一条线路上以报文 为单位实现统计时分多路复用，线路利用率高。 （3）无呼损。 （4）可实现同文报通信。 2.报文交换方式的缺点 （1）信息的传输时延大，而且时延的变化也 大。 （2）要求报文交换机有高速处理能力，且缓 冲存储器容量大，因此交换机的设备费用高。
数据交换
图4-10给出了不同n，c情况下，分组长度与交 换过程中延迟时间的关系。可见，分组长度越长， 交换过程中的延迟时间越大。
图4-10 分组长度与交换过程中延迟时间的关系
数据交换
可见，分组长度与交换过程中的延迟时间成 正比。 2．分组长度与交换机费用 分组交换机费用主要包括两部分：存储器费 用和分组处理费用。
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虚电路可以分为两种：交换虚电路（SVC）和 永久虚电路（PVC）。虚电路方式如图4-7所示。
图4-7 虚电路方式原理
数据交换
虚电路的建立过程如图4-8所示。
图4-8 虚电路的建立过程
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(2)虚电路方式的特点 虚电路方式有以下几个特点： ① 一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除3 个阶段。对于数据量较大的通信传输效率高。 ② 终端之间的路由在数据传送前已被决定。 ③ 数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络 终点不需要对分组重新排序，分组传输时延较小， 而且不容易产生数据分组的丢失。 ④ 虚电路方式的缺点是对网络拥塞或故障的适应能 力不如数据报方式灵活。
数据交换
图4-1 DTE用户接入交换网
为了克服上述缺点，适合数据通信业务的公用 数据网则应运而生。 2．利用公用数据网进行数据交换 利用公用数据网进行数据交换有两种交换方式： 电路交换方式和存储-转发交换方式。电路交换方 式又分为空分交换方式和时分交换方式：
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存储-转发交换方式又分为报文交换方式、分组交 换方式及帧方式。
图4-11 分组长度与交换机费用的关系
数据交换
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最佳分组长度与误码率成反比，其关系曲线如 图4-12所示。
图4-12 最佳分组长度与信道误码率关系
数据交换 4.5 帧中继
帧方式的概念 帧方式是一种快速分组交换，是分组交换的升 级技术。具体地说，帧方式是在开放系统互连(OSI) 参考模型第二层，即数据链路层上使用简化的方式 传送和交换数据单元的一种方式。由于在数据链路 层的数据单元一般称作帧，故称为帧方式。 帧方式的重要特点之一是简化了分组交换网中 分组交换机的功能，从而降低了传输时延，节省了 开销，提高了信息传输效率。
4.2 电路交换方式
4.2.1 电路交换方式的原理
1．电路交换的概念 数据通信中的电路交换方式是指两台计算机或 终端在相互通信之前，需预先建立起一条物理链路， 在通信中自始至终使用该条链路进行数据信息传输， 并且不允许其他计算机或终端同时共享该链路，通 信结束后再拆除这条物理链路。 电路交换方式分为空分交换方式和时分交换方 式。
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2．电路交换方式的原理 采用电路交换方式，数据通信需经历呼叫建立 (即建立一条实际的物理链路)、传输和呼叫拆除三 个阶段。
图4-2 电路交换方式原理
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4.2.2 电路交换的优缺点
1.电路交换的优点 （1）信息的传输时延小，且对一次接续而言， 传输时延固定不变。 （2）信息传输的效率比较高。 （3）信息的编码方法和信息格式由通信双方 协调，不受网络的限制。
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4.5.1 帧中继的概念
帧中继是一种快速分组交换技术。帧中继是在 开放系统互连(OSI)参考模型第二层,即数据链路层 上使用简化的方式传送和交换数据单元的一种方式。 帧中继不执行差控和流量控制，简化了帧的处理， 可缩短延时。 帧中继简介： 帧中继不提供纠错机制。 帧中继节点在检测到错误时只是丢弃数据包， 而不发出任何通知。 帧中继在单个物理电路上提供多个逻辑连接， 允许网络通过这些连接将数据发送到目的地。
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2.电路交换的缺点 （1）电路接续时间较长。 （2）电路资源被通信双方独占，电路利用率 低。 （3）不同类型的终端不能相互通信。 （4）有呼损。 （5）传输质量较差。 正因为电路交换自身的特点，使其适合于传 输信息量较大、通信对象比较确定的用户。
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4.3 报文交换方式
4.3.1 报文交换方式的概念
(2) 报文正文。传输用户信息。 (3) 报尾。表示报文的结束标志，若报文 长度有规定，则可省去此标志。 2.报文交换方式的原理 报文交换方式原理如图4-3所示。 报文交换机主要由通信控制器、中央处理 机和外存储器等组成，如图4-4所示。
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图4-3 报文交换方式原理示意图
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图4-4 报文交换机
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(2)要求交换机有较高的处理能力，故大型分组交 换网的投资较大。
4.4.3 分组的传输方式
1．数据报方式 (1)数据报方式的概念 数据报方式将每个分组单独当作一份报一样对 待，分组交换机为每一个数据分组独立地寻找路径， 同一终端送出的不同分组(分组型终端送出的不同 分组或一般终端送出的一份报文拆成的不同分组) 可以沿着不同的路径到达终点。在网络终点，分组 的顺序可能不同于发端，需要重新排序。 分组型终端有排序功能，而一般终端没有排序功能。
数据交换
由于用户终端的智能化（例如，计算机的使 用），使终端的处理能力大大增强，从而可以把 分组交换网中由交换机完成的一些功能，如流量 控制、纠错等能够交给终端去完成。 正由于帧中继的发展具备这两个必要条件， 使得帧中继交换机可以省去纠错控制等功能，从 而使其操作简单，既降低了费用，又减少了时延， 提高了信息传输效率，同时又能够保证传输质量。
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4.5.2 帧中继发展的必要条件
帧中继技术是在分组交换技术充分发展，数字 与光钎传输线路逐渐替代已有的模拟线路，用户终 端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。帧中继 的发展有以下两个必要条件。 1.光纤传输线路的使用 随着光纤传输线路的大量使用，数据传输质量 大大提高，光纤传输线路的误码率一般低于 10 11 。 也就是说在通信链路上很少出现误码，即使偶尔出 现的误码也可由终端处理和纠正。 2.用户终端的智能化
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当用户有数据要传输时才给他分配资源，当 用户暂停发送数据时，不给他分配线路资源，线 路的传输能力可用于为其他用户传输更多的数据。
图4-6 统计时分复用示意图
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4.4.2 分组交换的优缺点
1．分组交换的优点 （1）传输质量高 （2）可靠性高 （3）为不同种类的终端相互通信提供方便 （4）能满足通信实时性要求 （5）可实现分组多路通信。 （6）经济性好 2．分组交换的缺点 （1）由于传输分组时需要交换机有一定的开销， 使网络附加的传输信息较多，对长报文通信的传输 效率比较低。
数据交换
可见，报文交换不利于实时通信，它适用于 公众电报和电子信箱业务。
4.4 分组交换方式
4.4.1 分组交换方式的原理
1.分组交换的概念 分组交换是以分组为单位存储-转发，当用户 的分组到达交换机时，先将分组存储在交换机的 存储器中，当所需要的输出电路有空闲时，再将 该分组发向接收交换机或用户终端。 2.分组交换的原理
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数据通信原理 第4章 数据交换
计算机学院 研1304 通信与信息系统 张璇予
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4.1 概述 4.5 帧中继 4.1.1 数据交换的必要性 4.5.1 帧中继的概念 4.1.2 数据交换方式 4.5.2 帧中继发展的必要条件 4.2 电路交换方式 4.5.3 帧中继技术的功能 4.2.1 电路交换方式的原理 4.5.4 帧中继的特点 4.2.2 电路交换的优缺点 4.6 ATM交换 4.3 报文交换方式 4.6.1 ATM的定义 4.3.1 报文交换方式的原理 4.6.2 ATM信元 4.3.2 报文交换的优缺点 4.6.3 ATM的特点 4.4 分组交换方式 4.6.4 ATM的虚连接 4.4.1 分组交换方式的原理 4.6.5 ATM交换 4.4.2 分组交换的优缺点 4.7 几种交换方式的比较 4.4.3 分组的传输方式 4.4.4 分组长度的选取
数据交换
4.1.2 数据交换方式
1．利用公用电话网进行数据交换 利用公用电话网进行数据传输和交换，其优点 是投资少，实现简易和使用方便。 然而，由于电话网是专为电话通信设计的，所 以对于数据通信来说存在一定限制和缺陷，主要体 现在： (1)传输速率低。 (2)传输差错率高。 (3)线路接续时间长。 (4)传输距离受限制。 (5)接通率低、不易增加新功能。