数据编码技术
数据编码技术
数据编码是将数据表示成某种特殊的信号形式以便于数据的可靠传输。
1.数字信号编码技术
对于传输数字信号来说，最普通且最容易
的方法是用两个不同的电压值来表示两个
二进制值。用无电压（或负电压）表示0，
而正电压表示1。
常用的数字信号编码有不归零（NRZ）编
码、曼彻斯特（Manchester）编码和
差分曼彻斯特（Differential
Manchester）编码。
（1）NRZ编码
它的优点是：一位码元（一串脉冲）一个
单位脉冲的亮度，称为全亮码。根据通信
理论，每个脉冲亮度越大，信号的能量越
大，抗干扰能力强，且脉冲亮度与信道带
宽成反比，即全亮码占用信道较小的带宽
编码效率高。
它的缺点是：当出现连续0或1时，难以分辨复位的起停点，会产生直流分量的积累，使信号失真。因此，过去大多数数据传输系统都不采用这种编码方式。近年来，随着技术的完善，NRZ编码已成为高速网络的主流技术。
（2）曼彻斯特编码
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分1和0，即用正的电压跳变表示0，用负的电压跳变表示1。因此，这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。
（3）差分曼彻斯特
差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的一种修改格式。其不同之处在于：每位的中间跳变只用于同步时钟信号；而0或1的取值判断是用位的起始处有无跳变来表示（若有跳变则为0，若无跳变则为1）。这种编码的特点是每一位均用不同电平的两个半位来表示，因而始终能保持直流的平衡。这种编码也是一种自同步编码。
2.调制解调技术
目前在大多数情况下，远程通信还是利用现有的设备——电话线和电话网。一条电话信道的带宽是
300Hz~3400Hz，远小于数字信号的传输带宽，因此利用电话线进行数据通信，就必须把数字信号转变成音频范围内的模拟信号，通过电话线传递到接收端，再变回数字信号，这两个转换的过程分别叫做“调制”和“解调”。（如图1-8所示）
（1）调制
其基本思想是把数字信号的“0”和“1”用某种载波（正弦波）的变化表示，常用的调制方式有幅移键控法（ASK）、频移键控法（FSK）和相移键控法(PSK)。（如图1-9所示）
其中调相（PSK）传输的速率最高，可在音频电话线路上达到9,600 b/s。
（2）解调
将被调制的信号从载波上取出，并还原成数字信号的过程称为解调。
（3）调制解调器
调制解调技术的典型应用是我们拨号上网所使用的调制解调器（Modem）。它身兼两职，发送信号时为调制器，接收信号时为解调器。其工作原理如图1-10和图1-11所示。
两台计算机通过modem通信的过程如下：
一台计算机A要与另一台计算机B通信，A首先要拨通B的电话号码，建立一条通过中心电话交换机的通信链路。在建立链路的同时，A作为呼叫方与被呼叫方B的两台调制解调器建立一种呼叫、被呼叫关系。A向B发送信号使用1070Hz （对应数字0）和1270Hz（对应数字1）使用信道1；而B向A 确认接收则使用2025Hz（对应数字0）和2225Hz(对应数字1)，使用信道2。A、B两机以各自的调制解调器和两条信道交换信息，交换完毕后，A提出拆除链路请求，B应答后链路断开，通信结束。完整的通信流程见图1-12。
《数据压缩与编码》课程教学大纲1
《数据压缩与编码》课程教学大纲 课程类型:专业限选课课程代码: 课程学时: 46学分: 2 适用专业:电子信息工程专业 开课时间: 三年级二学期开课单位: 电气与电子工程学院 大纲执笔人: 吴德林大纲审定人:杨宁 一、课程性质、任务： 人类社会已进入信息时代，网络是信息时代的重要产物，大量数据的存贮、处理特别是传输，是影响网络系统效率的重要因素之一，数据压缩技术对提高网络通信能力和效率提供了有力的支持。课程的目的在于学习数据通信基本原理和了解数据通信网络。 通过本课程的学习，学生能够掌握数据压缩的基本知识、基本方法；掌握数据压缩技术及经典算法，包括信源的数字化方法、基本的统计编码方法、预测编码的理论与实现方法、HUFFMAN方法、算术编码方法、字典压缩技术、文本压缩技术、图像压缩技术；理解和实验基本图像JPEG压缩编码或EZW/SPIHT压缩编码。 二、课程教学内容 1）教学内容、目标与学时分配 (一)理论教学部分
2、实验要求指：必做或选做 2) 教学重点与难点 1、重点：数据压缩的基本概念、数据压缩的常用方法与算法，数据编码技术、图像压缩技术以及视频压缩技术。。 2、难点：视频压缩与小波分析技术 三、课程各教学环节的基本要求 1）课堂讲授： 多媒体、PPT课件 2）实验（实训、实习）：
3）作业： 问答题，计算题 4）课程设计： 5）考试 5.1 考试方法：（考试；考查；闭卷；开卷；其它方法） 闭卷考试 5.2 各章考题权重 第一章 5% 第二章 10% 第三章 10% 第四章 20% 第五章 20% 第六章. 20% 第七章 10% 第八章 5% 5.3 考试题型与比例 Eg：填空：20% ；判断题：10% ；单项选择：20% ；问答题：40%；分析题：10% 四、本课程与其他课程的联系 先修课程： 微机原理与程序设计、C 语言程序设计、数据结构、算法设计与分析。 五、建议教材及教学参考书 教材：吴乐南著：《数据压缩（第3版）》，电子工业出版社，2012年 参考书：魏江力．JPEG2000图像压缩基础、标准和实践．电子工业出版社，2004
自考 07025 数据通信与网络
高纲1498 江苏省高等教育自学考试大纲 07025 数据通信与网络 南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室
Ⅰ课程性质与课程目标 一、课程性质和特点 本课程是物联网工程专业的专业必修课。课程系统地讲授了计算机网络的体系结构概念，对各个网络功能层的基本概念、工作原理和通信规程，数据通信技术、广域网和局域网技术、以及网络应用技术和发展都作了详细介绍。配合该课程的实验教学，将帮助学生掌握和了解数据通信和计算机网络的基本原理、工作过程和实现方法，加深学生对数据通信技术、计算机网络技术理论的认识和理解，培养网络应用技能。 本课程的目的，是使学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，了解计算机网络技术的应用和发展，辅以精心设计跟踪实际应用的实验教学内容，对提升学生动手操作实践能力，为后续的计算机网络专业课程的学习，建立良好的基础。 二、课程目标 1. 要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握通信基础内容和计算机网络部分的内容，并能够用其分析、初步设计和解答与网络应用相关的问题，能够举一反三。 2.计算机网络的概念较多，因此要强调基本概念，而不是过多地讲具体的计算网络中所使用的专用设备。 3.计算机网络的发展非常迅速，新的技术不断出现，因此应尽可能地掌握较新的内容。另外本课程工程性较强，学生应注重理论联系实际和重视实验环节。 三、与相关课程的联系与区别 本课程先修课程应涉及计算机文化基础、计算机程序设计、管理信息系统、数据库原理与应用等。后继课程有网络操作系统、路由与交换技术、计算机网络安全、网络编程等。 本课程与其他课程的区别为：本课程立足于理论，与实际环节紧密结合，需要更多关注各种网络应用及新技术。 四、课程的重点和难点 课程的重点之一是网络通信的有关技术，包括数据通信技术、数据编码技术、数据交换技术、流量控制技术、差错控制技术；重点之二是五层网络体系结构，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，重点之三是局域网技术。 课程的次重点是数据通信与计算机网络领域的基本概念和工作原理，对网络的组
TCM网格编码调制技术的研究报告
摘要 快速发展的通信业务要求系统保证良好通信质量的同时能实现高的数据率，然而对于带宽有限并且存在干扰的信道来说，这是一个很有挑战性的课题。本文对能够解决这一问题的两种编码调制方案进行了研究，重点讨论了网格编码调制（TCM）的原理与应用。 本文介绍了TCM的概念，TCM的子集分割原理和编码增益计算，并对软判决Viterbi译码算法作了简单的介绍，对TCM的误码率性能进行了计算机仿真。 关键词：网格编码调制、软判决Viterb Abstract Modern communication services require communication systems can provide highdate rate with favorable communication quality.Butthis is a challenge for limitedbandwidth channel with inter-symbol interference.In order to solve this problem，thisthesis studied on two kinds of channel coded modulation schemes.The principles andapplications of Trellis Coded Modulation(TCM)are investigated. This thesis introduced the concept of TCM，the principle of set partition and themethod of computing coding gains.Soft decision Viterbi decoding is emphaticallydiscussed and the performance of TCM is analyzed by computer simulation. Keyword:TCM、Soft decision Viterbi decoder 目录
信源编码(数据压缩)课程课后题与答案(第二章)
信源编码 Assignment of CH2 1、（a）画出一般通信系统结构的组成框图，并详细说明各部分的作用或功能； 信源信源编码信道编码调制 噪声信道传输 , 信宿信源解码信道解码解调 图1、一般数字通信系统框图 各部分功能： 1、信源和信宿：信源的作用是把消息转换成原始的电信号；信宿的作用是 把复原的电信号转换成相应的消息。 . 2、信源编码和信源解码：一是进行模/数转换，二是进行数据压缩，即设法降低信号的数码率；信源解码是信源编码的逆过程。 3、信道编码和信道解码：用于提高信道可靠性、减小噪声对信号传输的影响；信道解码是信道编码的反变换。 4、调制和解调：将信息调制为携带信息、适应在信道中传输的信号。数字 " 解调是数字调制的逆变换。 5、信道：通信的通道，是信号传输的媒介。 （b）画出一般接收机和发射机的组成框图，并分别说明信源编解码器和信道编 解码器的作用； … 高频振荡器高频放大调制高频功放天线
" 音频功放 信 号 图2、一般发射机框图（无线广播调幅发射机为例）
天线 信号放大器混频器解调器音频放大器 信 号 本地振荡器 图3、一般接收机框图（无线广播调幅发射机为例） 信源编解码器作用：它通过对信源的压缩、扰乱、加密等一系列处理，力求 用最少的数码最安全地传输最大的信息量。信源编解码主要解决传输的有效性问题。 信道编解码器作用：使数字信息在传输过程中不出错或少出错，而且做到自 动检错和尽量纠错。信道编解码主要解决传输的可靠性问题。 （c）信源编码器和解码器一般由几部分组成，画出其组成图并给以解释。 信源编码器 时频分析量化熵编码 信道传输 时频分析反量化熵解码 信源解码器 图 4、信源编解码器框图 时频分析部分：信源编码器对信源传送来的信号进行一定方法的时域频域分析，建立一个能够表达信号规律性的数学模型，从而得知信号中的相关性和多余度，分析出信号数据中可以剔除或减少的部分（比如人感知不到的高频率音频信号或者看不见的色彩信号等等），以决定对后续数据的比特分配、编码速率等处理问题。 量化部分：根据时频分析的结果，为了更加简洁地表达利用该模型的参数， 减少精度，采取相应量化方法对信号进行量化，减小信号的多余度和不相关性，
常用工具软件 多媒体数据压缩及编码技术
常用工具软件多媒体数据压缩及编码技术 在计算机获取原始的声音、图形图像以及视频影像时，其数据量是十分庞大的。如果数据不进行压缩处理，存放该数据文件时将十分困难，并且即使存储下来也是比较浪费存储介质的。例如，一张600MB的光盘也只能存储几十秒的真彩视频影像。 因此，用户需要对所获取的声音、图形图像以及视频影像数据进行压缩。其压缩主要包含下列两种方法。 ●无损压缩 多媒体原始信源数据存在大量的冗余，如动态视频图像帧内像素之间的空间相关性和帧与帧之间的时间相关性都很大，故而原始信源数据有很多的冗余，采用去掉冗余的压缩方法。 ●有损压缩 利用人的视觉对于边缘急剧变化不敏感和对图像的亮度信息敏感、对颜色分辨率弱的特点以及听觉只能听到20Hz~20KHz等特征实现数据压缩，舍弃一些非主要的细节，从而使由压缩数据恢复的图像、声音仍有令人满意的质量的方法。 数据压缩技术的研究已经有许多年了，从PCM编码理论开始，到现在的ADPCM、JPEG、MPEG-1、MPEG-2、H.261等，已经产生了多种针对不同用途的压缩算法、实现手段和相关的数字硬件及软件。目前，被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有如下4种。 ●H.261编码 由CCITT（国际电报电话咨询委员会）通过的用于音频视频服务的视频编码解码器（也称Px64标准），它使用两种类型的压缩：一帧中的有损压缩（基于DCT）和用于帧间压缩的无损编码，并在此基础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM（差分脉冲编码调制）的混合方式。这种标准与JPEG及MPEG标准间有明显的相似性，但关键区别是它是为动态使用设计的，并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。 ●JPEG编码 JPEG（全称是Joint Photogragh Coding Experts Group（联合照片专家组））是一种基于DCT 的静止图像压缩和解压缩算法，它由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电报电话咨询委员会）共同制定，并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。 它是把冗长的图像信号和其它类型的静止图像去掉，甚至可以减小到原图像的百分之一（压缩比100:1）。但是在这个级别上，图像的质量并不好；压缩比为20:1时，能看到图像稍微有点变化；当压缩比大于20:1时，一般来说图像质量开始变坏。 ●MPEG编码 MPEG是Moving Pictures Experts Group（动态图像专家组）的英文缩写，实际上是指一组由ITU和ISO制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。它采用的是一种减少图像冗余信息的压缩算法，它提供的压缩比可以高达200:1，同时图像和音响的质量也非常高。现在通常有三个版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。它的三个最显著优点就是兼容性好、压缩比高（最高可达200:1)、数据失真小。 ●DVI编码 DVI视频图像的压缩算法的性能与MPEG-1相当，即图像质量可达到VHS的水平，压缩后的图像数据率约为1.5Mb/s。为了扩大DVI技术的应用，Intel公司最近又推出了DVI算法的软件解码算法，称为Indeo技术，它能将为压缩的数字视频文件压缩为五分之一到十分之一。
数据通信技术基础知识60863069
数据通信技术基础知识 2.1 数据通信技术 2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信 1.几个术语的解释 1)数据－定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。 2)信号－是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。 3)信息－是数据的内容和解释。 4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。 5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 6)信道－信源和信宿之间的通信线路。 2.模拟信号和数字信号的表示 模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示： 图2.1 模拟信号、数字信号的表示 3.模拟数据和数字数据的表示 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。 1)模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。 2)数字数据可以用模拟信号来表示。如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。用Modem拨号上网是它的一个应用模型。 3)模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。数字电话通信是它的一个应用模型。 4)数字数据可以用数字信号来表示。数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。 4.数据通信的长距离传输及信号衰减的克服 1)模拟信号和数字信号都可以在合适的传输媒体上进行传输(如图2.2)；
数据压缩
一、名词解释 1、数据压缩：以最小的数码表示信源所发的信号，减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间。 2、数据压缩比：将压缩前每个信源符号（取样）的编码位数（mlog）与压缩后平均每符号的编码位数（l）之比，定义为数据压缩比。 3、均匀量化：把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。 4、最优量化（MMSE准则）：使均方误差最小的编码器设计方法称为最小均方误差（MMSE）设计。以波形编码器的输入样值与波形解码器的输出样值之差的均方 误差作为信号质量的客观评判标准和MMSE的设计准则。（能使量化误差最小的所谓最佳量化器，应该是非均匀的。） 5、信息熵定义：信息量的概率平均值，即随机变量的数学期望值，叫做信息熵或者简称熵。 6、统计编码定义：主要利用消息或消息序列出现概率的分布特性，注重寻找概率与码字长度间的最优匹配，叫做统计编码或概率匹配编码，统称熵编码。 7、变长编码：与等长编码相对应，对一个消息集合中的不同消息，也可以用不同长度码字来表示，这就叫做不等长编码或变长编码。 8、非续长码：若W中任一码字都不是另一个码字的字头，换句换说，任何一个码字都不是由另一个码字加上若干码元所构成，则W称为非续长码、异字头码或前缀码。 9、游程长度：是指字符（或信号采样值）构成的数据流中各字符重复出现而形成字符串的长度。 10、电视图像的取向：我国彩色电视制式采用逐行倒相的PAL-D制。 11、HVS的时间掩蔽特性：指随着时间变化频率的提高，人眼对细节分辨能力下降的特性。 12、HVS的空间掩蔽特性：指随着空间变化频率的提高，人眼对细节分辨能力下降的特性。 13、HVS的亮度掩蔽特性：指在背景较亮或较暗时，人眼对亮度不敏感的特性。 14、CIF格式：是常用的标准图像格式。是一种规范Y、Cb、Cr色差分量视频信号的像素分辨率的标准格式。像素。 15、SIF格式:是一种用于数字视频的存储和传输的视频格式。 16、压扩量化：由于低电平信号出现概率大、量化噪声小；高电平信号虽然量化噪声变大，但因为出现概率小，总的量化噪声还是变小了，从而提高量化信噪比。这种方法叫做压缩扩张量化。（压扩量化用一个非线性函数变换先将信号“压缩”后再均匀量化，它和非线性量化器完全等效。） 17、信号压缩系统的复杂度：指实现编解码算法所需的硬件设备量，典型地可用算法的运算量及需要的存储量来度量。 18、离散信源：被假设为由一系列随机变量所代表，往往用随机出现的符号表示，称输出这些符号集的源为信源，如果取值于某一离散集合，就叫做离散信源。 19、互信息量：对两个离散随机时间集X和Y，事件yj的出现给出关于xi的信息量，即为互信息量。 20、联合熵：两个变量X和 Y 的联合熵定义为：
数字调制技术
数字调制技术 一般情况下，信道不能直接传输由信息源产生的原始信号，信息源产生的信号需要变换成适合信号，才能在信道中传输。将信息源产生的信号变换成适合于信道传输的信号的过程称为调制。在调制电路中，调制信号是数字信号，因此这种调制称为数字调制。数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点：数字调制具有更好的抗干扰性能、更强的抗信道损耗及更高的安全性。在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。主要的数字调制方式包括幅移键控（amplitude shift keying，ASK）、频移键控（frequency shift keying，FSK）、相移键控（phase shift keying，PSK）、多电平正交调幅（multi level quadrature amplitude modulation，mQAM）、多相相移键控（multiphase shift keying，mPSK），也包括近期发展起来的网格编码调制（trellis coded modulation，TCM）、残留边带（vestigial sideband，VSB）调制、正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）调制等。 1.幅移键控 幅移键控就是用数字信号控制高频振荡的幅度，可以通过乘法器和开关电路来实现。幅移键控载波在数字信号1或0的控制下通或断。在信号为1的状态下，载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么，在接收端就可以根据载波的有无还原出数字信号1和0。移动通信要求调制方式抗干扰能力强、误码性能好、频谱利用率高。二进制幅移键控的抗干扰能力和抗衰落能力差，误码率高于其他调制方式，因此一般不在移动通信中使用。 2. 频移键控 频移键控或称数字频率控制，是数字通信中较早使用的一种调制方式。频移键控广泛应用于低速数据传输设备中。它的调制方法简单、易于实现，解调不需要回复本地载波，可以异步传输，抗噪声和抗衰落能力强。因此，频移键控成为在模拟电话网上传输数据的低速、低成本异步调制解调器的一种主要调制方式。频移键控是用载波的频率来传送数字消息的，即用所传送的数字消息控制载波的
huffman编码译码实现文件的压缩与解压
数据结构 课程设计 题目名称：huffman编码与解码实现文件的压缩与解压专业年级： 组长： 小组成员： 指导教师： 二〇一二年十二月二十六日
目录 一、目标任务与问题分析 (2) 1.1目标任务 (2) 1.2问题分析 (2) 二、算法分析 (2) 2.1构造huffman树 (2) 2.1.1 字符的统计 (2) 2.1.2 huffman树节点的设计 (2) 2.2构造huffman编码 (3) 2.2.1 huffman编码的设计 (3) 2.3 压缩文件与解压文件的实现 (3) 三、执行效果 (4) 3.1界面 (4) 3.2每个字符的编码 (4) 3.3操作部分 (5) 3.4文件效果 (6) 四、源程序 (7) 五、参考文献 (16)
huffman编码与解码实现文件的压缩与解压 一、目标任务与问题分析 1.1目标任务 采用hu ffm an编码思想实现文件的压缩和解压功能，可以将任意文件压缩，压缩后也可以解压出来。这样即节约了存储空间，也不会破坏文件的完整性。 1.2问题分析 本问题首先应该是利用哈夫曼思想，对需要压缩的文件中的个字符进行频率统计，为了能对任意的文件进行处理，应该所有的文件以二进制的方式进行处理，即对文件（不管包含的是字母还是汉字）采取一个个的字节处理，然后根据统计的频率结果构造哈夫曼树，然后对每个字符进行哈夫曼编码，然后逐一对被压缩的文件的每个字符构建的新的哈夫曼编码存入新的文件中即得到的压缩文件。解压过程则利用相应的哈夫曼树及压缩文件中的二进制码将编码序列译码，对文件进行解压，得到解压文件。 二、算法分析 2.1构造huffman树 要利用哈夫曼编码对文本文件进行压缩，首先必须知道期字符相应的哈夫曼编码。为了得到文件中字符的频率，一般的做法是扫描整个文本进行统计，编写程序统计文件中各个字符出现的频率。由于一个字符的范围在[0-255]之间，即共256个状态，所以可以直接用256个哈夫曼树节点即数组（后面有节点的定义）空间来存储整个文件的信息，节点中包括对应字符信息，其中包括频率。 2.1.1 字符的统计 用结构体huffchar来存放文件字符的信息。其中有文件中不同字符出现的种类Count、字符data。 struct huffchar{ //存放读入字符的类； int Count;//字符出现的个数； char data;//字符； }; 函数实现： bool char_judge(char c)//判断字符出现的函数； void char_add(char c)//添加新出现的字符； void read_file_count() //文件的读取 2.1.2 huffman树节点的设计 用结构体huff_tree来存储结点信息，其中有成员频率weight、父亲节点parent、左儿子节点lchild、右儿子节点rchild。
数据通信技术基础习题
数据通信技术基础习题 答案：一、CCADA ABCBA 二、AC\ABCD\ABCD\AC\ABCD\ABC\AC\ABCD\ABC\ABC 三、1、数据通信 2、信息 3、数据 4 、信号 5、数字模拟数字模拟 6、发送设备传输设备接收设备 7、比特率 8、波特率 9、带宽 10、信道容量 11、误码率 12、吞吐量 13、串行传输 14、并行传输 15、同步 16 异步 17、单工 18、半双工 19、全双工 20、电路报文分组 21、电路建立数据传输拆除电路 22、报文交换存储-转发 23、分组交换 24、数据报方式虚电路方式 25、多路复用 26、频分多路复用时分多路复用 一、单项选择题 1．单工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 2．数据通信的信道包括（）。 A．模拟信道B．数字信道 C．模拟信道和数字信道 D．同步信道和异步信道
3．双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 4．半双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 5．完整的通信系统是由（）构成。 A．信源、变换器、信道、反变换器、信宿 B．信源、变换器、信道、信宿 C．信源、变换器、反变换器、信宿 D．变换器、信道、反变换器、信宿 6．移动通信系统一般由（）构成。 A．移动台、基地站、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 B．移动台、基地站、移动业务交换中心 C．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线D．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线7．无线寻呼是（）。 A．一种传送简单语言信息的单向呼叫系统 B．一种传送非简单语言信息的单向呼叫系统 C．一种传送简单语言信息的双向呼叫系统
网络与通讯技术名词解释
一，名词解释 FDM/TDM/CDM/WDM/SDM频分复用/时分复用/码分复用/波分复用/空分复用 AM常规调幅 DSB-SC抑制载波的双边带调制 SSB单边带调制 VSB残留边带调制 2ASK二进制振幅键控 2FSK二进制移频键控 2PSK二进制移相键控 2DPSK二进制差分相位键控 QAM正交振幅调制 TCM网格编码调制 PCM脉冲编码调制 ΔM/DM增量调制 ADPCM自适应差分脉冲编码调制 AQR/FEC/HEC检错重发方式/前向纠错方式/混合纠错方式
AMI码传号交替反转码 HDB3 3阶高密度双极性码 CMI码传号反转码 PDH/SDH准同步数字系列/同步数字系列 FDMA/TDMA/CDMA频分多址/时分多址/码分多址PLC电力线载波通信 BPLC宽带电力线载波通信 OFDM正交频分多路复用 DPLC/APLC数字电力线载波通信/模拟电力载波机ISDN综合业务数字网 DSP数字信号处理技术 MQAM多进制正交调幅 MCM多载波调制 LASVQ低滞后线性预测编码 GL高频电缆 SCC实时监督控制 DSSS直序扩频
AMR电力线载波自动抄表系统 DWDM密集波分复用 OPGW光纤复合架空地线 SIF/GIF/SMF突变型多模光纤/渐变型多模光纤/单模光纤DFF/DSF色散平坦光纤/色散位移光纤 NA数值孔径 OTDR光时域反射仪 IEC国际电工委员会 PMD偏振模式色散 LD激光器 LED发光二极管 PD光电二极管 APD雪崩光电二极管 APC自动功率控制电路 ATC自动温控电路 OEIC光电集成电路 AGC自动增益控制
DR动态范围 SONET同步光纤网 NNI网络节点接口 STM-N同步传送模块 TM终端复用器 ADM分插复用器 DXC数字交叉连接设备 ATM异步转移模式 IP IP分组 SOH/LOH(再生)段开销/复接段开销 AU PTR管理单元指针 VC虚容器 OPGW/GWWOP/ADSS光缆地线复合/地线缠绕式/全介质自承式光缆ESR/SESR/BBER误块秒比/严重误块比/背景误块比 APS自动保护交换 PRC时钟基准源 LPR区域基准时钟源
数据压缩试题库
第一章 填空题： 1、信源编码主要解决传输的问题，信道编码主要解决传输的问题。 2、数据压缩的信号空间包括、、。 3、数据压缩按其压缩后是否产生失真可划分为 和两大类。 第二章 填空题： 1、脉冲编码调制包括、、三个步骤。 2、连续信号的多种离散表示法中，我们最常用的取样方法是。 3、若要将取样信号准确地恢复成原信号，取样频率必须满足定理。 4、黑白电视信号的带宽大约为5MHz，若按256级量化，则按奈奎斯特准则取样时的数据速率为。如果电视节目按25帧/s发送，则存储一帧黑白电视节目数据需内存容量。 5、量化器可分为和两大类。 6、量化器的工作特性可分为、、三个区域。 6、按照处理方法是否线性来判断，我们认为量化过程本身是。 7、我国数字电话网中压扩量化的对数函数采用曲线。 8、信号质量的主观度量方法中最常用的判决方法是。 9、对信号压缩系统的性能评价应从几个性能指标上综合评价，这些性能指标包括、、、。 简答题： 1、量化误差和噪声的本质区别是什么？ 2、简述压扩量化的工作过程？ 3、数据压缩中的“二次量化”是指什么？它和模数转换时的量化有什么区别？ 证明题：
1、试导出以均方误差最小定义的最佳量化方法中量化判决电平k d 和量化输出电平k y 的表达式。 2、证明M-L 量化器的最小量化误差为：{}{}∑-=+≤<-=1 012 2min J k k k k d x d p y x E ε 第三章 填空题： 1、离散无记忆平稳信源的冗余度隐含在 。 2、对于联合信源，其冗余度除了各自本身的冗余度外还隐含在 。 3、离散有记忆信源的的理论极限是 。 4、在限失真编码理论中，使限失真条件下比特数最少的编码称为 。 问答题： 1、什么是平均自信息量（信息熵），平均条件自信息量（条件熵）以及平均互信息量？它们之间有什么关系？ 2、简述率失真函数的基本含义，并指出它对信源编码的指导意义。 3、什么是最大离散熵？它对数据压缩有什么指导意义？ 证明题： 2、证明 ()()|H Y X H Y ≤，并简述它对数据压缩的意义。 3、证明：()()()Y |X H X H Y X I －＝；。 第四章 填空题： 1、统计编码主要是利用消息或消息序列 的分布特性，注重寻找 的最优匹配。 2、长度为L 1，L 2，…，L n 的m 进制唯一可译码存在的充分必要条件是 。
数字通信系统中信道编码技术的研究
数字通信系统中信道编码技术的研究 xx (xx，湖北武汉，xx) 摘要：目前，中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第2位，上网用户也在不断增加，中国的信息通信制造业也得到很大的发展。中国将加快建设新一代信息通信网络技术、生产体系。在信息通信网络的高速发展下，要有效地提高传输速率，然而在实际信道上传输数字信号时，由于信道特性的不理想以及加性噪声和人为干扰的影响，系统输出的数字信息不可避免地会出现差错。因此，为了保证通信内容的可靠性和准确性，每一个数字通信系统对输出信息码的差错概率即误码率都有一定的要求。 为了降低误码率，常用的方法有两种：一种是降低数字信道本身引起的误码，可采取的方法有：选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加信号的发送能量、选择有较强的抗干扰能力的调制解调方案等； 另一种方法就是采用差错控制措施，使用信道编码。在许多情况下，信道的改善是不可能的或是不经济的，这时只能采用信道编码方法。因此实现信道编码方法具有重要的意义。 关键词：信道；误码率；信道编码 1. 信道编码 在数字电视和通信系统中，为提高信息传输可靠性，广泛使用了具有一定纠错能力的信道编码技术，如奇偶校验码、行列监督码、恒比码、汉明码、循环码（CRC）等编码技术。信道编码的本质是增加通信的可靠性，或者说增加整个系统的抗干扰性。对信道编码有以下要求：1.透明性：要求对所传消息的内容不加任何限制；2.有纠错能力；3.效率高：为了与信道频谱匹配和具有纠错能力，通常要向原信号添加一些码，要求加入最少的比特数而得到最大的利益；4.包含适当的定时信息。在这些要求中，除编码的必须信息外，所作的处理主要有两条：一是要求码列的频谱特性适应通道的频谱特性从而使传输过程中能量损失最小，提高信噪比。减少发生差错的可能性；二是增加纠错能力，使得即便出现差错，也能得到纠正。 2.三种不同系统的无线信道 （1）数字微波中继通信系统中的无线信道 一般意义下的数字微波中继系统主要用于固定站点之间的无线通信，通常使用1GHZ以上的频段，采用视距通信。为了能够传输更远的距离，需要微波站建设在海拔较高的地方，通常在站点设计时使用微波链路满足自由空间传播条件，即视线距离地面有足够的余隙，此时信号的衰减近似看作只有由于距离的增加而带来的信号能量的扩散，信道条件比较稳定。 （2）短波电离层信道 对于短波电离层信道，电离层随机扰动和多径效应是最主要的特点。电离层扰动本质上决定了短波电离层反射通信的特点，即信道不稳定，信号的起伏和衰落较大。多径效应是指无线信号经过
信道编码技术
信源编码 一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换；为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换。为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。 既然信源编码的基本目的是提高码字序列中码元的平均信息量，那么，一切旨在减少剩余度而对信源输出符号序列所施行的变换或处理，都可以在这种意义下归入信源编码的范畴，例如过滤、预测、域变换和数据压缩等。当然，这些都是广义的信源编码。 一般来说，减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号平均信息量的基本途径有两个：①使序列中的各个符号尽可能地互相独立；②使序列中各个符号的出现概率尽可能地相等。前者称为解除相关性，后者称为概率均匀化。 信源编码的一般问题可以表述如下： 若某信源的输出为长度等于M的符号序列集合式中符号A为信源符号表，它包含着K个不同的符号，A=｛ɑk|k=1,…,K｝，这个信源至多可以输出KM个不同的符号序列。记‖U‖=KM。所谓对这个信源的输出进行编码，就是用一个新的符号表B的符号序列集合V来表示信源输出的符号序列集合U。若V的各个序列的长度等于N，即式中新的符号表B共含L个符号，B=｛bl|l=1,…,L｝。它总共可以编出LN个不同的码字。类似地,记‖V‖＝LN。为了使信源的每个输出符号序列都能分配到一个独特的码字与之对应，至少应满足关系‖V‖＝LN≥‖U‖＝KM 或者N/M≥logK/logL 。 假若编码符号表B的符号数L与信源符号表A的符号数K相等，则编码后的码字序列的长度N必须大于或等于信源输出符号序列的长度M；反之，若有N＝M，则必须有L≥K。只有满足这些条件，才能保证无差错地还原出原来的信源输出符号序列(称为码字的唯一可译性)。可是，在这些条件下，码字序列的每个码元所载荷的平均信息量不但不能高于，反而会低于信源输出序列的每个符号所载荷的平均信息量。这与编码的基本目标是直接相矛盾的。下面的几个编码定理，提供了解决这个矛盾的方法。它们既能改善信息载荷效率，又能保证码字唯一可译。
数据通信技术基础习题
— 数据通信技术基础习题 答案：一、CCADA ABCBA 二、AC\ABCD\ABCD\AC\ABCD\ABC\AC\ABCD\ABC\ABC 三、1、数据通信 2、信息 3、数据 4 、信号 5、数字模拟数字模拟 6、发送设备传输设备接收设备 7、比特率 8、波特率 9、带宽 10、信道容量 11、误码率 12、吞吐量 13、串行传输 14、并行传输 15、同步 16 异步 17、单工 18、半双工 19、全双工 — 20、电路报文分组 21、电路建立数据传输拆除电路 22、报文交换存储-转发 23、分组交换 24、数据报方式虚电路方式 25、多路复用 26、频分多路复用时分多路复用 一、单项选择题 1．单工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 2．数据通信的信道包括（）。
A．模拟信道B．数字信道 C．模拟信道和数字信道 D．同步信道和异步信道 3．双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 4．半双工通信是指（）。 A．通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B．通信双方都能收、发信息，但不能同时进行收、发信息的工作方式C．信息只能单方向发送的工作方式 D．通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 5．完整的通信系统是由（）构成。 A．信源、变换器、信道、反变换器、信宿 B．信源、变换器、信道、信宿 C．信源、变换器、反变换器、信宿 D．变换器、信道、反变换器、信宿 6．移动通信系统一般由（）构成。 A．移动台、基地站、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 B．移动台、基地站、移动业务交换中心 C．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线D．移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线7．无线寻呼是（）。 A．一种传送简单语言信息的单向呼叫系统
数据通信的主要技术指标课后习题及答案
数据通信的主要技术指标 数据通信的任务是传输数据信息，希望达到传输速度快、信息量大、可靠性高，涉及的技术指标有数据传输速率、误码率和信道容量。 1. 数据传输速率 数据传输速率是指传输线路上传输信息的速度，有数据传输速率和信号传输速率两种表示方法。 (1) 数据传输速率 数据传输速率又称比特率，指单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为比特每秒，表示为bps或b/s。数据传输速率可用如下公式表示： 其中， S —表示比特率 T —表示脉冲宽度 N —表示一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数，通常为2的整数倍。 例如，一连续信号f = 1200Hz，每个信号可表示4个不同的状态，则数据传输速率（比特率）为2400bps： (2) 信号传输速率 信号传输速率又称波特率或调制速率，指单位时间内所传送的信号
的个数，单位为baud（波特），可用如下公式表示： B = 1 / T 其中，B —波特率，T —信号周期。 例如，若一连续信号f = 1200Hz，则B = 1/T = 1200（波特） (3) 比特率与波特率的关系 比特率与波特率都是衡量信息在传输线路上传输快慢的指标，但两者针对的对象有所不同，比特率针对的是二进制位数传输，波特率针对信号波形的传输，两者之间存在如下关系： 其中，N为一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数。 比特率与波特率在应用中的相互关系见如图2-1-12所示。 图2-1-12 波特率和比特率之间关系 2. 误码率 误码率表示二进制数据位在传输中出错的概率，可用如下公式表示：
Pe = Ne / N 其中，Pe —误码率，Ne —出错的位数，N —传输的总位数。 例如，若数据传输10000个bit，接收经检查发现有一个bit错了，则误码率 Pe = 10-5 误码率主要用于衡量数据传输的质量，其他衡量数据传输质量的指标还有误字率和误组率等，原理类似，这里不作详细解释。 3. 信道容量 信道容量指信道所能承受的最大数据传输速率，单位为bps或b/s。信道容量受信道的带宽限制，信道带宽越宽，一定时间内信道上传输的信息就越多。 带宽指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差。按信道频率范围的不同，通常可将信道分为窄带信道（0～300Hz）、音频信道（300～3400Hz）和宽带信道（3400Hz以上）三类。 信道容量有两种衡量的方法：奈奎斯特公式和香农公式。 (1) 奈奎斯特公式（Nyquist） 对有限带宽无噪声信道，信道容量可用如下公式计算： 其中， C —最大数据速率（信道容量）
数据压缩与编码技术
数据压缩与编码技术 ①多媒体数据压缩编码的种类 多媒体数据压缩方法根据不同的依据可产生不同的分类。通常根据压缩前后有无质量损失分为有失真（损）压缩编码和无失真（损）压缩编码。 无损压缩：利用信息相关性进行的数据压缩并不损失原信息的内容。是一种可逆压缩，即经过文件压缩后可以将原有的信息完整保留的一种数据压缩方式，如RLE压缩，huffman 压缩、算术压缩和字典压缩。 有损压缩：经压缩后不能将原来的文件信息完全保留的压缩，是不可逆压缩。如静态图像的JPEG压缩和动态图像的MPEG压缩等。有损压缩丢失的是对用户来说并不重要的、不敏感的、可以忽略的数据。 无论是有损压缩还是无损压缩，其作用都是将一个文件的数据容量减小，又基本保持原来文件的信息内容。压缩的反过程-----解压缩，将信息还原或基本还原。 压缩编码的方法有几十种之多，如预测编码、变换编码、量化与向量编码、信息熵编码、子带编码、结构编码、基于知识的编码等。其中比较常用的编码方法有预测编码、变换编码和统计编码。没有哪一种压缩算法绝对好，压缩效率高的算法，其具体的运算过程相对就复杂，即需要更长的时间进行转化编码操作。 图1.3 音频信号的压缩方法 ②多媒体数据压缩编码的国际标准 国际电活电报咨询委员会CCITT和ISO联合定的数字化图像压缩国际标淮，主要有三个标准：用于计算机静止图像压缩的JPEG、用于活动图像压缩的MPEG数字压缩技术和用于会议电视系统的H.261压缩编码。 （1）J PEG标准 联合图像专家小组，多年来一直致力于标准化工作，他们开发研制出，连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法。这个压缩编码方法称为JPEG（Joint Photographic Experts Group）算法。JPEG算法被确定为JPEG国际标准，它是国际上，彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准。JPEG标准是一个适用范围广泛的通用标准。它不仅适于静图像的压缩；电视图像序列的帧内图像的压缩编码，也常采用JPEG压缩标准。采用JPEG标准可以得到不同压缩比的图像，在使图像质量得到保证的情况下，可以从每个像素24bit减到每个像素1bit甚至更小。
信息压缩与编码概述
多媒体压缩与编码概述 一、多媒体数据压缩技术 随着多媒体、视频图象、文档映象等技术的出现，数据压缩成了网络管理员的一个重要课题。数据压缩基本上是挤压数据使得它占用更少的磁盘存储空间和更短的传输时间。压缩的依据是数字数据中包含大量的重复，它将这些重复信息用占用空间较少的符号或代码来代替。 多媒体数据之所以能够压缩，是因为视频、图像、声音这些媒体具有很大的压缩力。以目前常用的位图格式的图像存储方式为例，在这种形式的图像数据中，像素与像素之间无论在行方向还是在列方向都具有很大的相关性，因而整体上数据的冗余度很大；在允许一定限度失真的前提下，能对图像数据进行很大程度的压缩。 在多媒体计算系统中，信息从单一媒体转到多种媒体；若要表示，传输和处理大量数字化了的声音/图片/影像视频信息等，数据量是非常大的。例如，一幅具有中等分辨率（640*480像素）真彩色图像（24位/像素），它的数据量约为每帧7.37Mb。若要达到每秒25帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为184Mb，而且要求系统的数据传输速率必须达到184Mb/s，这在目前是无法达到的。对于声音也是如此。若用16位/样值的PCM编码，采样速率选为44.1kHz，则双声道立体声声音每秒将有176KB的数据量。由此可见音频、视频的数据量之大。如果不进行处理，计算机系统几乎无法对它进行存取和交换。因此，在多媒体计算机系统中，为了达到令人满意的图像、视频画面质量和听觉效果，必须解决视频、图像、音频信号数据的大容量存储和实时传输问题。解决的方法，除了提高计算机本身的性能及通信信道的带宽外，更重要的是对多媒体进行有效的压缩。 二、数据压缩技术的分类 数据压缩的分类方法繁多。有人统计，仔细分来可达30至40种，到目前为止尚未统一。多数学者认同的比较一致的分类方法，是将数据压缩分为在某种程度上可逆的与实际上不可逆的两类，这样更能说明他们的区别。 （1）可逆压缩 可逆压缩也叫做无失真编码或无造神编码，而不同专业文献作者还采用了另一些术语。香农在创立信息论时，提出把数据看做是信息和冗余的组合。冗余度压缩的工作机理，是去除（至少是减少）那些可能是后来插入数据中的冗余度，因而始终是一个可逆的过程。（2）不可逆压缩 不可逆压缩就是有失真的编码，信息论中叫熵压缩。 熵压缩的一个简单的例子，是在检测采样值设置某个门限；只有当采样值超过指定的门限时，才传输数据。如果这种事件不常出现，就会实现信号空间的较大压缩，但是记得原始采样值就不可能精确恢复。即丢失了信息。 根据编码原理进行分类，大致有编码、变换编码、统计编码、分析－合成编码、混合编码和其他一些编码方法。其中统计编码是无失真的编码，其他编码方法基本上都是有失真的编码。 预测编码是针对空间冗余的压缩方法，其基本思想是利用已被编码的点的数据值，预测邻近的一个像素点的数据值。预测根据某个模型进行。如果模型选取得足够好的话，则只需存储和传输起始像素和模型参数就可代表全部数据了。按照模型的不同，预测编码又可分为线性预测、帧内预测和帧间预测。 变换编码也是针对空间冗余和时间冗余的压缩方法。其基本思想是将图像的光强矩阵