通信中的几个基本概念
给新同事的培训教材。 草于2003年
传输带宽/传输速率（波特率/比特率） 这是两个容易让大家忽略的概念，其中带宽是一个信道传输占用频带宽度的概念，它的单位是Hz ，而传输速率则是另外不同一个概念，表示单位时间内经过传输信道的码元的数量，又叫波特率，如果传送的码元是二进制的，那么该码元携带的信息量为1个比特（假设1、0出现同概率）所以传输速率又可以称作比特率或信道容量，单位为bps 。两者之间可以通过香农公式进行换算。
)1log(N
S W C +
= 其中 C ――信道比特率（比特/秒）；
N ――高斯噪声功率；
W ――信道带宽（单位为：Hz ）； S －－信道内所传信号的平均功率。 比如：56k 的modem ，传输带宽为模拟语音信号的带宽4kHz ，而其传输速率可以达到56kbps 。 分贝（db ）
分贝是一个通信中非常重要的概念，尤其是在表示传输信道损耗性能时更加重要，它是一个输入信号和输出信号之间的比值。由于人耳对信号的感知不是与信号的能量成线性关系，而是成一个对数关系，所以为了方便，人们用电话的发明者Bell 来表示这个比值，
功率放大10倍称为一个贝尔。 贝尔数 ＝ lg 功率比
由于这个比值太大，人们就常用bell 的10分之一来表示，这就是分贝。
比如：一个一分为二（均分）的分光器，每个支路信号比原来信号衰减了3个db 。 Dbm 规定1mw 的信号为0dbm ，基于这个数值的其他的信号，就有了一个唯一的数值。Dbm 不在是一个比值，而是一个功率数。
分贝毫瓦（dbm ）：分贝毫瓦即是相对于1毫瓦的功率。 Dbm 值＝10lg(某点功率值/1mW)
显然10mW 的信号表示为Dbm 就是10dbm 。100mW 就是20dbm 。 PCM30/32时分复用
这就是大家平时常说得2M 数字电路。
pcm30/32的实际应用
PCM30：用户时隙30个，TS0同步时隙，TS1-TS15 TS17-TS31业务时隙， TS16传信令 无CRC 校验。
PCM31（略） PCM30C （略） PCM31C （略） PCM30/32帧结构
●TS0是同步时隙 ●偶帧
FAS ）
留给国际上使用
1 1 0/1 1 1 1 1 后5位保留给国内使用 ● ↑帧对告码 1表示告警 ● ↑区别偶帧的0
Table 5A/G.704 – Allocation of bits 1 to 8 of the frame
Table 5A/G.704 – Allocation of bits 1 to 8 of the frame (concluded)
编码方式hdb3 cmi等（略）
数字调制方式（略）
同步（以后再写）
同步分为Bit同步，帧同步和网同步。
滑码
数字通信网中，当一个数字交换设备接受另外的数字交换设备的信号流时，从接受到的信号流中提取时钟信息（HDB3码携带时钟分量），并以这个时钟控制写入弹性存储器中，而弹性存储器仅能存储有限的bit。而弹性存储器的读出受交换机本身的时钟控制。如下图所示
假设两个交换设备的时钟完全一致，那么两个设备之间就能够正常的进行不间断的信息交换，但当两个时钟存在差异的时候，信息交换就会出现差错，比如写入时钟频率高于读出时钟时，弹性存储器写得快读得慢，就会越来越满，最后出现旧数据来不及读出，新数据又写入，此时只好丢掉一些信息，反之写入时钟频率低于读出时钟频率时，就会出现空读存储器，表现为信号流中插入一些伪信息，引起失真，这种由于两个时钟差值超过某一定值时导致丢失或插入一些信息的过程称为“滑码”。
（信号自带时钟与本地时钟校准锁相）
在平时的传输维护中，如果用户端（交换机、DDN节点机等）单条系统出现滑码，我们可
以发现至少一边信号的速率偏离20480000较大，可以判断为该段电路上游（包括本地）的问题，多数为焊接头或者压线槽问题。如果是同一个交换局大量的电路出现滑码，可以考虑交换局的时钟问题。同时SDH设备由于时钟问题出现大量指针调整引起交换设备滑码的可能性也很大，详述如下。
抖动和漂移
所谓抖动是指一下含义，数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想时间位置的短时间偏离。
一个信号由于系统的时钟芯片的门限等的影响因此引起了输出数据的前后移动当前后移抖动的频率大于10HZ时我们就认为这一种现象是一种抖动，抖动不能很大否则会使收端出现信号溢出或取空，从而导致信号滑动损伤，产生很不利的影响。
在SDH网中除了具有其他传输网的共同抖动源——各种噪声源，定时滤波器失谐，再生器固有缺陷（码间干扰、限幅器门限漂移）等，还有两个SDH网特有的抖动源：
1）在将支路信号装入VC时，加入了固定塞入比特和控制塞入比特，分接时需要移去这些比特，这将导致时钟缺口，经滤波后产生残余抖动—-脉冲塞入抖动。
2）指针调整抖动。此种抖动是由指针进行正/负调整和去调整时产生的。对于脉冲塞入抖动，与PDH系统的正码脉冲调整产生的情况类似，可采用措施使它降低到可接受的程度，而指针调整（以字节为单位，隔三帧调整一次）产生的抖动由于频率低、幅度大，很难用一般方法加以滤除。
抖动的单位为UIp-p 所谓UI指UNIT INTERVAL光传送比特率的倒数。p-p(pear-pear)
STM-1 UI= 1/155M=6.43ns
STM-4 UI= 1/622M =1.61ns
STM-16 UI= 1/2500M=0.40ns
特征阻抗（50ΩCoaxial pair，75ΩCoaxial pair，和120ΩSymmetrical pair中的ohm是怎么回事？）
阻抗的概念：阻抗是评测电路、元件以及元件材料的重要参数。阻抗（Z）定义为在给定频率下对流经电路（或元件）的交流电流的总的抵抗能力。它在矢量平面图上用复数表示，一个阻抗矢量包括实部（电阻R）和虚部（电抗X）。如下图所示为一个阻抗Z＝R+jX。
其中，1/Z ＝1/(R+jX)＝Y=G+jB ，Y 表示导纳，G 表示电导，B 表示电纳。阻抗的单位是欧姆（Ω），导纳的单位是西门子（S ）。 电抗有两种情况，一种是容抗（XC ），一种是感抗（XL ）。
平衡线 Symmetrical pair 非平衡线存在电容耦合、磁感耦合等，导致Crosstalk （串扰），线路信号质量差传输距离短，这里单从电容耦合的角度来浅述一下这个问题，如下图所示，两根信号传输导线之间存在耦合电容，当一条导线有正电荷（+q ）出现时，另一条导线就会耦合出负电荷（-q ’），尽管一般情况下两个电量不等，但是第一条导线电荷的周期性变化会导致第二条导线电荷的周期性变化。
balanced line: A transmission line consisting of two conductors in the presence of ground, capable of being operated in such a way that when the voltages of the two conductors at all transverse planes are equal in magnitude and opposite in polarity with respect to ground, the currents in the two conductors are equal in magnitude and opposite in direction. Note: A balanced line may be operated in an unbalanced condition. Synonym balanced signal pair. 红字部分就可以解决电容耦合引起的串扰。
2MHz/2Mbps 时钟同步信号
在时钟信号中，有两种时钟信号最常见，一般传输设备多用2MHz 信号，而交换设备多用2Mbps 信号。2MHz 一般不进行传输，当进行主从同步时，主站时钟以2Mbps 的形式进行传输，帧结构为pcm30/32。应当注意的是，在传输时钟的时候不能用sdh 传输，而要用pdh
R
实轴
X
虚轴
导线间的电容耦合
传输，比如广州电信的时钟信号多数用UT来传输。由于sdh中指针调整的原因，产生较大幅度的抖动和漂移，对时钟信号的损伤很大。（详见抖动和漂移）
2048Mbps General characteristics
Bit rate: 2048 kbit/s ± 50 ppm
Code: High density bipoler of order 3 (HDB3)
Pulse shape
0%
50%
V = 100%
T1818840-92
Note – V corresponds to the nominal peak value.
FIGURE 15/G.703
Mask of the pulse at the 2048 kbit/s interface
2048MHz
T
T
T T T T + V
+ V – V – V
1
1
Shaded area in which signal should be monotonic
T Average period of synchronizing signal
FIGURE 21/G.703Wave shape at an output port
网元
网元的英文名字：network element （网络元素），是一个在sdh 传送网中的逻辑概念，一个具有完整传送功能的实体都可以称作一个网元，比如：TM ，ADM ，DXC 等。 几个常见的告警信号 AIS ：告警指示信号 MDI ：远端告警指示信号
LP-HP1 即为B1滤波器 LP-HP2 即为B2滤波器 F1=HP1 F3=HP2 F4=LP
思考题一 1（ok）构成现代通信网的结构和要素有哪些？它们各自完成的功能有哪些？ 它们之间的相互协调通信通过什么机制来实现？ 现代通信网络的三大组成部分：传输、交换和终端设备，其发展是和这些通信设备、电子器件、计算机技术的发展紧密相关的。 通信网构成要素 实际的通信网是由软件和硬件按特定的方式构成的通信系统，从硬件构成来看：通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，完成接入、交换和传输；软件设施包括了信令、协议、控制、管理、计费等，完成网络的控制、管理、运营和维护、实现通信网的智能化。 上述的网络在传输信息的类型、方式、所提供的服务的种类等方面各不相同，但它们在网络结构、基本功能、实现原理上都是相似的，它们都实现了以下四种功能： （1）信息传送 它是通信网的基本任务，传送的信息有三大类：用户信息、信令信息、管理信息，信息传输主要由交换节点、传输系统来完成。 （2）信息处理 网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性。 （3）信令机制 它是通信网上任意两个通信实体间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如NO.7信令、TCP/IP协议等。 （4）网络管理 它负责网络的运营管理、维护管理、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。是整个网络中最具有智能的部分，已形成的网络管理标准有：电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。
2（ok）在通信网中，交换节点主要完成哪些功能？分组交换与电路交换的各自方式和特点？ （1）电路交换（Circuit Switching） ITU定义为：“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”。电路交换是一种电路间的实时交换，所谓实时，是指任意用户呼叫另一用户时，应立即在两用户之间建立通信电路的连接，这时通信网内的相关设备和线路都被这一对用户占用着，不能再为其他用户服务，这种在一次呼叫中由通信网根据用户要求在指定的呼叫路由上固定分配设备的交换方式，称之为电路交换方式。 电路交换的主要特点：话音或数据的传输时延小且无抖动，“透明”传输。无需存储、分析和处理、传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。 （2）分组交换（Packet Switching） 分组交换也称包交换，它将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。 分组交换是一种综合电路交换和报文交换的优点而又尽量避免两者的缺点的第三种交换方式。它的基本原理是“存储——转发”，是以更短的、被规格化了的“分组”为单位进行交换、传输。 分组交换相对于电路交换的方式来说，具有高效、灵活、迅速、可靠等特点。
20世纪无疑是通信技术和计算机技术蓬勃发展的一百年，从19世纪的模拟电话、电报通信到20世纪的Internet，人类的通信手段发生了翻天覆地的变化。今天，计算机已经由过去的单机应用模式越来越多的依赖于计算机之间的互联和网络互联，通过将分布在不同位置的计算机连接在一起，实现了计算机之间的通信和数据交换。 通信技术是计算机互连的基础，虽然这不是一本专门讲解通信技术的书籍，但是掌握一些通信知识对于理解计算机网络和Internet应用是非常有益的。因为通信技术的许多概念、工作原理、拓扑结构和我们将要讨论的主题有关。 1.1 通信系统简介 通信就是信息通过传输媒介进行传递的过程。人类通信的历史非常久远，远古时代人类通过语言、符号或烽火传递信息，听觉和视觉是信息传递的基本方式。随着人类文明的进步，特别是文字和印刷术的发明，邮政系统成为信息传递的手段。而电的发明和应用使人类进入了电子通信时代，电报、电话和广播电视已成为最主要的信息传递手段。20世纪末，随着计算机网络和Internet的迅猛发展，Internet作为一种新的通信媒体，向传统的通信手段发出了新的挑战。 1.1.1 通信技术发展简史 自从19世纪初，人类开始电子通信以来，通信技术的发展很快，新的传输媒体不断出现，下面简要回顾一下通信技术的发展历史。 1837年，美国人摩尔斯（Samuel Morse）发明了有线电报，使得通过一条铜线上的电脉冲来传递信息成为可能。对报文的每一个字符进行编码，这些编码对应着一串长短不一的电脉冲，通过铜导线传导出去，接收者通过一个电子感应器来识别编码信息。 1844年，摩尔斯建立了以他的姓氏命名的电报系统。
◆通信的基本概念 ?通信---- 由一地向另一地进行消息的有效传递 ?信道---- 载荷着信息的信号所通过的通道(或称媒质) ◆信息及其度量 ?信息---- ?传输信息的多少可直观地使用“ ”进行衡量◆信息及其度量 ?信息----指消息中包含的有意义的内容 ?传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量?消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关 消息出现的概率愈小，则消息中包含的信 息量就（） 概率为0时（不可能发生事件），信息量 为（） 概率为1时（必然事件），信息量为（ ?消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关 消息出现的概率愈小，则消息中包含的信 息量就（愈大） 概率为0时（不可能发生事件），信息量 为（无穷大） 概率为1时（必然事件），信息量为（ 0 ） ◆I与 P（x）的关系式 当a取2时，单位为比特（bit）
当a取e时，单位为奈特（nit） 当a取10时，单位为哈特（hart） ◆通信系统的基本概念 通信系统----指传递信息所需的一切设备的总和 通信系统的任务----将不同形式的消息从发送端传递到接收端 通信系统的一般模型----由信源,发送设备,信道,接收设备,信宿和噪声源六部分组成◆数字通信系统的组成 ?信源和信宿 ?信源编码和信源解码 ?信道编码和信道解码 ?调制和解调 ?信道 ?噪声源 ?信源—把消息转换成原始的电信号，完成非电/电的转换 ?信宿—把复原的电信号转换成相应的消息，完成电/非电的转换 ?信源编码—有两个作用：一是进行模/数转换；一是数字压缩（即降低数字信号的数 码率） 信源译码是信源编码的逆过程 ?信道编码器—对传输的信号码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓的 “抗干扰编码” ?信道译码器—按一定规则进行解码，从解码的过程中发现错误或纠正错误，从而提高 系统的抗干扰能力 ?调制—把各种数字基带信号转换成适应于信道 传输的数字频带信号（已调信号）
常用参数缩写解释 参数缩写含义解释参数缩写含义解释 小区名称小区号 基站地址时间 基站名称广播控制信道 基站编号基站色码 载频号经度 位置区号码纬度 帧丢失率小区地识别码 话音质量评估时间提前 路径损耗原则参数帧号码 小区重选信道质量标准参数不连续传输 计录测试标志（切换，掉话等）跳频状态消息内容微小区 当前地基站色码邻小区地广播控制信道 当前地广播控制信道邻小区广播控制信道当前地国家移动码邻小区平均地接收电平当前地移动网号邻小区基站色码 当前地位置区号码邻小区路径损耗原则参数当前服务小区号邻小区小区重选标准参数当前地小区识别码平均地接收电平 业务信道移动配置指数偏移信道接收质量业务信道地跳频序列码平均地接收电平 业务信道号信道接收质量 业务信道时隙天线型号 业务信道类型天线覆盖角 业务信道模型天线下倾角 独立专用控制信道天线水平极化角 无线接续超时计数最大值天线照片文件名无线接续超时计数当前值发信功率电平 同频平均地接收电平基站地最大时隙 同频基站色码手机地最大时隙 邻频平均地接收电平十六制字符 发信功率电平邻小区编号 邻频基站色码十六制字符 邻小区编号 基本概念名词解释 基站识别码（）
使移动台能区分相邻地各个基站. 国家色码，识别 注：它不唯一地识别运营者，主要是用来区分国界各侧地运营者. 基站色码，识别基站 在定义地时候，我们需要特别注意，以确保相邻不使用相同地.因此，为了防止可能出现地僵局，建议中给出了所有成员国地定义. 小区全球识别码（） 是用来识别一个位置区内地小区.它是在位置区识别码（）后加上一个小区识别码（）. 小区识别码，识别一个位置区内地小区，最多为. :不连续传输 在系统中，传输方式有普通和不连续传输（）两种摸式.所谓不连续传输就是在通话期间:进行地话音编码；在通话间隙:传输低速编码.目地是降低空中地总地干扰电平，节省无线发射机电源地耗电量. 当在上使用时,并非所有均可传输,但以下帧总被传输,因此可用来评价期间地质量和信号电平. （平均接收电平）： 描述收到信号强度（电平）地统计参数，作为功率控制和切换过程地依据. 参数范围：（） 收信信号电平将被映射到之间地某个值. < … … > 注：定义每个载波地需. （信号接收质量）： 描述收信无线链路信号质量地统计参数，该参数作为功率控制和切换过程依据. 参数定义（表：） < 假定值 假定值 假定值 假定值 假定值 假定值 假定值 > 假定值
数据通讯基本概念 一、数据及计算机通信术语 ●数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 ●信息(Information)：是数据的内容或解释。 ●信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编码)，数据以信号的形式传播。 ●模拟信号与数字信号 ●基带(Base band)与宽带(Broad band) ●信道(Channel)：传送信息的线路(或通路) ●比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制位个数。 ●码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元 ●同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始。同步脉冲也可位于码元的中部，一个码元也可有多个同步脉冲相对应。（如图1所示） ●波特(Baud)：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数(即信号传送速率)。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信号的编码级数。也可以写成:Rbit = Rbaud log2M 上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率。 一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特。 例如，M=16，波特率为9600时，数据传输率为38.4kbit/s ●误码率：信道传输可靠性指标，是概率值 信息编码：将信息用二进制数表示的方法。 数据编码：将数据用物理量表示的方法。 例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001 ●带宽:带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。 在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s，一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽相应为10Mb/s。 ●时延
通信网的基本要素功能（基本要素：传输、交换、终端） (1) 传输：传输系统指完成信号传输的介质和设备的总称，其在终端设备与交换设备之间以及交换系统相互之间链接起来形成网络。按传输介质分为有限传输和无线传输系统。（2）交换设备以节点的形式与邻接的传输链路构成各种拓扑结构的通信网，是现代通信网的核心。 （3）终端设备是通信网中的源点和终点。终端设备的主要功能是将输入信息变换为易于在信道中传送的信号；用于发送和接收用户信息；与网络交换控制信息；通过网络实现呼叫和接入服务。如：电话机、传真机、计算机、智能多媒体终端设备等。 简述电信网的组成及作用 1.业务网：用于向公众提供诸如话音、视频、数据、多媒体等业务。 (1)传送网：指在不同地点的各点之间完成信息传递功能的网络； (2)交换网：交换设备是核心，由交换节点和通信链路组成，功能是完成对接入交换节 点的传输链路的汇集、转接接续和分配。 2.支撑网 (1)信令网：信令的功能是控制电信网中各种通信连接的建立和拆除，并维护通信网的 正常运行。 (2)数字同步网：保证数字交换局之间、数字交换局与数字传输设备之间的信号时钟同 步，并使通信网中所有数字交换系统和数字传输系统工作在同一时钟频率下。 (3)电信管理网：各种不同应用的管理系统按照标准接口互连，在有限点上与电信网接 口及电信网络互通，达到控制和管理目的。 通信网常用拓扑结构有哪些？试分析各种拓扑结构的特点。 简述模拟信号的数字化过程 抽样—量化---编码 抽样：每隔一定时间间隔T，抽取语音信号的一个瞬时幅度值，抽样后所得到的一条列在时间上离散的抽样值称为样值序列
量化：对抽样后的信号进行离散化处理，对幅值进行化零取整处理 编码：抽样、量化后的信号还不是数字信号，需将此信号转换成数字编码脉冲。 什么是基带传输？数字信号传输的主要技术内容有哪些？ 基带是由消息转换而来的原始信号所固有的频带，不搬移基带信号的频谱而直接进行传输的方式称为基带传输。从数字通信终端送出的数字信号，称为基带信号。 1. 再生中继技术 再生中继的作用是对基带信号进行放大和均衡，对已失真的信号进行判决，再生出与发送信号相同的标准波形。在传输通路的适当地点设置再生中继器，使信号在传输过程中的衰减得到补偿，并消除干扰的影响。再生后的信号与未受干扰的信号一样，继续往前传，从而延长通信距离。 2. 均衡技术 定义：对传输系统中的线性失真进行补偿或者校正的过程称为均衡。 频域均衡：是使整个传输系统（包括均衡器在内）满足无失真传输条件。基本思想是分别校正幅频特性和群时延特性，利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性。 时域均衡：以传输信号的时域脉冲响应为出发点，力求传输系统（包括其本身在内）所形成的接收波形接近于无失真信号波形，目的是消除取样点上的码间干扰（而不要求整个信号波形无失真）。 时域均衡关注取样点的瞬时值，使该点上的码间干扰和噪声对判决的影响达到最小，从而提高取样判决的正确率。 什么是调制？什么是解调？简述调制的作用和分类。 调制是在发送端把基带信号的频谱搬移到传输信道通带内的过程。 解调：在接收端把已调制信号还原成基带信号的过程，是调制的逆过程。 模拟调制：基带信号是连续变化的模拟量。——幅度调制、频率调制、相位调制。 数字调制：用数字基带信号对载波进行调制，使基带信号的频谱搬移到载波频率上。——幅度键控、频移键控、绝对相移键控、相对（差分）相移键控。 信道中的差错主要包括哪两类？常用的差错控制方式有哪些？ 2. 差错的分类 ①随机差错：由随机噪声导致，表现为独立、稀疏和互不相关发生的差错。 ②突发差错：相对集中出现，即在短时段内有很多错码出现，而在其间有较长的无错码时间段，例如有脉冲干扰引起的错码。 差错控制方式： ①前向纠错方式 发送端对信息码元进行编码处理，使发送的码组具有纠错能力。接收端收到该码组后，通过译码能自动发现并纠正传输中出现的错误。不需反向通道，系统实时性好。 ②检错重发方式 发送端经过编码后发出能够检错的码组，接收端收到后，若检测出错误，则通过反向信道通
移动通信的基本概念 1．移动通信：是指通信双方或至少一方可以在运动中进行信息交换的通信方式。 2．自由空间：是一个理想的空间，在自由空间中，电波沿直线传播而不被吸收，也不发生反射、折射、绕射和散射等现象。 3．单工通信：指通信双方设备交替地进行收信和发信。根据通信双方是否使用相同频率，单工制又分为同频单工和双频单工。双工通信：也叫全双工通信，指通信双方收发信机均同时工作。即一方讲话的同时也可以听到对方的讲话，双工制一般使用一对频道。半双工通信：通信双方有一方使用双工方式，而另一方则采用双频单工方式。 4．小区制：是把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区分别设置一个基站，负责本区移动通信的联络和控制。同时，又在移动业务交换中心的统一控制下，实现小区之间移动通信的转接以及移动用户与市话用户的联系。 5．小区：指基站使用不同的电磁波覆盖不同的区域，即分为不同的小区，通常一个基站分为三个小区。 6．相邻小区（邻区）：两个覆盖有重叠并设置有切换关系的小区，一个小区可以有多个相邻小区。 7．频率复用：相同的频率可以用于覆盖不同的小区，只要这些小
区两两相隔的距离足够远，相互间的干扰就可在接受的范围之内，这一为整个系统中所有基站选择和分配频率的设计过程叫做频率复用或频率规划。 8．切换(Handover)：当移动用户处于通话状态时，如果出现用户从一个小区移动到另一个小区的情况，为了保证通话的连续，系统要将对移动台的连接控制也从一个小区转移至另一个小区。这种将正在处于通话状态的移动台转移到新的业务信道上(新的小区)的过程称为切换。 9．漫游：指移动用户离开了其归属的局而到其它交换局管辖范围内登记成为移动用户。 10．切换发生的原因：信号的强度或质量，下降到由系统规定的一定参数以下，此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区，这种切换一般由移动台发起。由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这里移动台被切换到业务信道较空闲的相邻小区，这种一般由上级实体发起。切换与漫游的目的是实现蜂窝移动通信的“无缝隙覆盖”。 11．载波：基站用于传送信息的电磁波的频率。 12．信道(Channel)：移动通信中移动台与基站之间的信息通道，分物理信道和逻辑信道。 13．信道号：移动通信使用载频所对应的信道编号。 14．物理信道：是指一个时隙（约577us，156.25个比特）。在GSM900频段的上行(890～915MHz)或下行(935～960MHz) 频率范围内分配
Solutions to Chapter 1 1a. Describe the step-by-step procedure that is involved from the time you deposit a letter in a mailbox to the time the letter is delivered to its destination. What role do names, addresses and mail codes (such as ZIP codes or postal codes) play? How might the letter be routed to its destination? To what extent can the process be automated? Solution: The steps involved in mailing a letter are: 1. The letter is deposited in mailbox. 2. The letter is picked up by postal employee and placed in sack. 3. The letter is taken to a sorting station, where it is sorted according to destination, as determined by the mail code and grouped with other letters with the same destination mail code. (If there is no mail code, then it is determined by the largest geographical unit, for example, country (if specified), otherwise state (if specified), otherwise city (if specified).) 4. The letter is shipped to the post office that handles the mail for the specific mail code (or country or city). 5. The letter is then sorted by street address. 6. The letter is picked up at the post office by the postal worker responsible for delivering to the specified address. 7. The letter is delivered according to the number and street. The name is not really used, unless the street address is missing or incorrect. The name is at the destination to determine who the letter belongs to. (Unless of course the letter is being sent to a small town, where most inhabitants are known to the postal worker.) The mail delivery process can be automated by using optical recognition on the mail code. The letter can then be sorted and routed to the destination postal station, and even to the destination neighborhood, depending on the amount of geographical detail built into the mail code. 1b. Repeat part (a) for an e-mail message. At this point, you may have to conjecture different approaches about what goes on inside the computer network. Solution: The steps involved in e-mailing a message are: 1. The message is sent electronically by clicking 'Send'. (In Chapter 2 we see that the Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) is used to do this.) 2. The mail provider of the sender sends a request to a name server for the network address of the mail provider of the recipient. The mail provider is determined by the information following the @ symbol. 3. If the mail provider finds the network address of the recipient's mail provider, then it sends the message to that address.
计算机网络数据通信基本概念 数据通信的目的是传递信息。对于一个完整的数据通信系统，我们不仅需要对产生和发送信息的信源和接收信息的信宿（通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。）有一定的了解，还需要了解数据通信系统中信息、数据、信号、信道等一些基本概念。 1．信息 信息是人对客观物质的反映，既可以是对物质的形态、大小、结构、性能等部分或全部特性的描述，也可以是客观物质与外部事物的联系。信息有多种存在形式，如文字、声音、图像等。 2．数据 数据是对客观物质未经加工处理的原始素材，如图形符号、字母、数字等。数据是装载信息的实体，而信息是经过加工处理的数据。数据包括模拟数据和数字数据两种表现形式，其中模拟数据采用连续值，如声音的强度、光的强度都是连续变化；而数字数据采用离散值等。 3．信号 信号是指数据的电磁编码或电编码。它分为模拟信号和数字信号两种。模拟信号是连续变化的电磁波，数字信号则是一串电压脉冲序列。如图3-1所示。 数字信号波形模拟信号波形 图3-1 数字信号和模拟信号 4．信道 信道是信号传输的通道，由传输介质及相应的附属设备组成。信号只有通过信道传输，才能够从信源到达信宿。同一条传输介质上可以同时存在多条信号通道，即一条传输线路上可以有多个信道，实现数据传输。例如，一条光缆可以包含上千个电话信道，供几千人同时通话。 信道的性能决定了信号的传输质量和传输速率，而在数据通信系统中，影响信道性能的因素主要有以下几个： 信道带宽 信道带宽是指信道可传输的信号最高频率与最低频率之差，以Hz为单位。在通信系统中，不同的传输介质具有不同的带宽，并且只能够安全传输其带宽范围之内的信号。如图3-2所示，为不同传输介质的带宽对应关系。
◆通信的基本概念 通信---- 由一地向另一地进行消息的有效传递 信道---- 载荷着信息的信号所通过的通道(或称媒质) ◆信息及其度量 信息---- 传输信息的多少可直观地使用“”进行衡量◆信息及其度量 信息----指消息中包含的有意义的内容 传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量 消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关 消息出现的概率愈小，则消息中包含的信 息量就（） 概率为0时（不可能发生事件），信息量 为（） 概率为1时（必然事件），信息量为（ 消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关消息出现的概率愈小，则消息中包含的信 息量就（愈大） 概率为0时（不可能发生事件），信息量 为（无穷大） 概率为1时（必然事件），信息量为（0 ）◆I与P（x）的关系式 当a取2时，单位为比特（bit）
当a取e时，单位为奈特（nit） 当a取10时，单位为哈特（hart） ◆通信系统的基本概念 通信系统----指传递信息所需的一切设备的总和 通信系统的任务----将不同形式的消息从发送端传递到接收端 通信系统的一般模型----由信源,发送设备,信道,接收设备,信宿和噪声源六部分组成 ◆数字通信系统的组成 信源和信宿 信源编码和信源解码 信道编码和信道解码 调制和解调 信道 噪声源 信源—把消息转换成原始的电信号，完成非电/电的转换 信宿—把复原的电信号转换成相应的消息，完成电/非电的转换 信源编码—有两个作用：一是进行模/数转换；一是数字压缩（即降低数字信号的数码率） 信源译码是信源编码的逆过程 信道编码器—对传输的信号码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓的“抗 干扰编码” 信道译码器—按一定规则进行解码，从解码的过程中发现错误或纠正错误，从而提高系统 的抗干扰能力 调制—把各种数字基带信号转换成适应于信道 传输的数字频带信号（已调信号）
第一章通信网组网结构：星，网状，环，树，总线，复合型。衡量通信网质量的三个目标：接通的任意性与快速性，信号传输的透明性与传输的一致性，网络的可靠性与经济合理性。Osi七层模型：应用表示会话传输网络链路物理。 第二章本地网又称市话网，设置有两个等级的交换中心，分别为汇接局tm,端局c5。长途网包括1234级交换中心，分别用c1234表示，国际局是对外的出入口，通过国际电路与其他国家的国际局连通。电话长途网正有四级向两级过度。C1和C2间直达电路的增多，C2的转接功能随之减弱，C3形成扩大的本地网，C4失去原有作用几乎消失。C1和C2之间的长途交换中心合并成DC1，构成长途网的高平面网，即省际平面，C3被称为DC2，构成长途网的地平面网，即省内平面。然后主簿向无级网和动态网过渡。话路子系统由交换网络、信令设备、中继器、接口电路。控制子系统功能：对呼叫进行处理，对整个交换机的运行进行管理、监测维护。硬件由存储器、处理机、输入输出设备。处理机是整个系统的核心部分，主要的运行，管理，监测，维护都由他来完成，存储器负责存储交换机工作程序和数据。输入输出设备包括键盘，打印机，显示器及远端接口等。控制系统是整个交换机的核心，集中控制，分散控制两种方式。多台处理器之间的分工方式有功能分担方式，负荷分担方式和容量分担方式。数字程控交换机的服务功能：呼叫转移，呼出限制，呼叫等待，自动振铃回叫，缩位拨号，热线服务，三方通话，免打扰，闹钟叫醒。PCM：R0=8*8000b/s=64kb/s R1=N*64kb/s 时隙交换：在交换网络的一侧，某条电路上的某个时隙内的8比特话音信号，通过交换网络的交换，转移到交换网络的另一侧的某条电路上的某个时隙的位置。通过这种时隙交换来的实现话音电路的交换时分交换原理，顺序存入，控制读或控制存入，顺序读出话务理论源—请求服务的用户，服务器—被请求对象。话务量A T=nh av（h）话务流量A1=A T=Nnh av/T=N λ1h av=λh av空间接线器由电子交叉矩阵和控制存储器构成。第一级t型接线器采用顺序存入、控制读出，第三级t型采用控制存入、顺序读出。帧同步就是从接受的数据流中搜索并识别这一同步码字，并以该时隙作为一帧的排头，使接收端的帧结构和发送端完全一致，从而保证两个交换机能够同步工作。这样才能实现数字信息的正确接收和交换。复帧同步是使接收端的复帧结构和排列与发送端一致。信令就是用户信息以外的各种控制命令。信令按工作区域可分用户线信令和局间信令，按传送通道分随路信令和共路信令。信令按功能分为线路路由管理信令。两交换机的信令设备之间没有直接相连的信令通道，信令是通过话路传达的。两交换机的信令设备之间有一条直接相连的专用通道，信令的传送是与话路分开且无关的信令传送方式端到端、逐段转发、混合。信令控制方式非互控，半互控，全互控。信令消息中消息信令单元，链路状态信令单元，填充信令单元，SIO指明MSU的类型。七号信令由信令点，信令转接点，信令链组成。智能网部件独立于现有的固定电话网络，是一个附加的网络结构。信令体系结构第四级用户部分，第一级数据链路，第二级链路控制，第三级网功能层信令单元结构消息信令单元，链路状态信令单元和填充信令单元智能网：业务交换点SSP，业务控制点SCP，业务数据点SDP，智能外设IP，业务生成环境SEC和业务管理系统SMS被叫集中计费业务（800）将含有该业务特服号码的呼叫，经智能网送到数据库里检索取得真正的被叫号码，然后建立呼叫连续，并允许呼叫的费用集中记录在预先登记的被叫号码上好处：免费快速易用，无需等待话务员接线，只记同一个号码即可任何地方使用，较高的可靠性；增加销售机会，减少花费，提高效率。滑码：如果每个交换系统接收到的数字比特流与其内部时钟位置的偏移和错位，造成帧同步的丢失，这就会产生帧失步主从同步方式是指在通信网内某一个主交换局设置高精度高稳定度的时钟源，并以其作为主基准时钟的频率。连接方式可采用星型树形结构，我国主要采用主从同步 第三章移动通信的发展第一阶段20世纪20年代至40年代初第二阶段40年代到60年代初第三阶段60年代到70年代中期第四阶段70年代中期到目前移动通信系统工作方式分为单工半双工双工，组成：移动台基站移动业务交换中心多址技术频分多址FDMA，时分多址
无线通信基本原理、基本概念 1、无线频段的划分 2、我国常用移动通信使用频段 （a ） GSM900:上行：890?915MHz ，下行：935?960MHz ，每载波带宽 200 KHz ; GSM1800:上行：1710?1720MHz ，下行：1805?1815MHz ，每载波带宽 200 KHz ; （b ） CDMA2000 :上行：825?835MHz ，下行：870?880MHz ，每载波带宽 1.23MHz ; （C ）PHS : 1900?1920MHz ，每载波带宽 300KHz ; （d ）集群：上行806?821MHz ，下行851?866MHz ，每载波带宽25KHz ; 3、波长入、频率f 的关系为 c=f* 入 式中：C 为光速，数值为3X 108 m/s ，f 单位为Hz ，入单位为m 。 4、波传播的几种方式 表面波传播：以绕射方式，沿着地球表面传播。 天波传播：通过高 空电离层反射传播。 空间波传播：通过直线传播和地面反射传播。 散射传播：利用大气对流层和电离层的不均匀性来散射传播。 长波一般通过表面波传播；中波、短波一般通过表面波或天波传播；微波 一般通过空间波、散射波传播。 5、仙农（Shannon ）定理 C=Blog 2（1+S/N ） 上式中C 为信道容量，B 为信道带宽，S/N 为信噪比。 扩频通信即据此原理。 6、TDD 、FDD 、TDMA 、FDMA 、CDMA 的区别 a ) b )
a ） TDD （时分双工） 收发信共用一射频频带，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。 b ） FDD （频分双工） 收发信使用一个不同的射频频率来进行通信。 C ）TDMA （时分多址） 传送给不同终端用户的信息通过同一载波的不同时隙来区分。 d ） FDMA （频分多址） 传送给不同终端用户的信息通过不同载波来区分。 CDMA （码分多址） 传送给不同终端用户的信息通过不同码调制来区分。 7、大尺度路径损耗和小尺度路径损耗 大尺度路径损耗：无线信号经长距离上的场强变化，又叫慢衰落。自由空 间损耗即属于典型的大尺度路径损耗。 小尺度路径损耗：无线信号经过短时间或短距离传播后其幅度快速衰落， 又叫快衰落。多经传播是引起小尺度传播的主要原因。 8、平衰落和选择性衰落 平衰落：发射信号的频谱特性在接收机内仍能保持不变的衰落。 选择性衰落：发射信号的频谱特性在接收机内发生了畸变的衰落。 9、极化 波的极化是指电场的取向随时间变化的方式。 电场矢量的两个正交分量具有不同振幅和相位关系时，可能形成三种不同 的极化：线极化、园极化和椭圆极化。 i L 厂 选择性衰落 ------- ? ----- ? f r ---- \ 功率谱密度 功率谱密度 平衰落 f fO 发信频谱图 fO 收信频谱图 功率谱密度 发信频谱图 fO 收信频谱图
模拟信号与数字信号 信号幅度在某一范围内可以连续取值的信号称为模拟信号，信号幅度仅能够取有限个离散值的信号称为数字信号。 将模拟信号取样后产生的信号，它虽然在时间上是离散的，但幅值上仍然是连续的，因此仍然是模拟信号。 模拟信号的优势： （1）抗干扰能力强，无噪声累积 （2）数据形式统一，便于计算处理 （3）易于集成化，小型化 （4）易于加密处理 数字通信系统虽然需要占用较宽频带，技术上也较为复杂，但与其所具有的巨大优势相比不构成问题的主要方面。因此，数字化通信已经成为当代通信领域主要技术手段。 调幅、调频、调相 调幅是指载波信号的幅度随调制信号变化而变化。 载波频率ω(t)随调制信号的瞬时幅值变化而变化的调制称为调频。 载波瞬时相位θ(t)随调制信号瞬时幅值呈线性关系变化的调制称为调相。 幅频特性与幅时特性 信号的时域特性表达的是信号幅度随时间变化的规律，简称为幅时特性。 信号的频域特性表达的是信号幅度随频率变化的规律，简称为幅频特性。 它们是以傅立叶理论为基础。 多媒体系统 多媒体系统指的是多种表示媒体结合在一起的系统。多媒体系统与多种媒体系统的重要的区别在于媒体之间的同步性。 多媒体通信系统的基本组成部件包括用户视听设备、多媒体终端和通信网络。 多媒体通信业务主要包括会话型业务、分配型业务、检索型业务和消息型业务等四种类型。数字通信系统 传送数字信号的通信系统称为数字通信系统。 一般来讲，数字通信的信源往往是模拟信号，需要进行模拟/数字转换之后才能进行传输。
通信传输方式 （1）单工与双工通信方式（2）串行与并行通信方式（3）同步与异步通信方式。 移动通信 移动通信指移动用户之间或移动用户与固定用户之间所进行的通信。 相对于固话通信而言移动通信具有如下一些特点: （1）频率资源有限（2）易受外界干扰 （3）具有无线通信的各种效应:a.多径效应 b.阴影效应 c.多普勒效应 d.远近效应 (4) 系统设备复杂(5) 对移动设备的要求高6) 安全与保密问题 光纤通信 光纤通信是以光波信号作为载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信手段。 特点：（1）传输损耗小，中继距离长（2）传输频带宽，通信容量大（3）抗电磁干扰，保密效果好（4）体积小、重量轻、便于运输和敷设（5）原材料丰富、节约有色金属、有利于环保。（6）技术上较复杂：光纤质地脆弱易断，需要增加适当保护层加以保护，保证其能承受一定的敷设张力；切断和连接需要高精度溶接技术和器具。 光纤的传输特性主要包括传输损耗、色散和非线性效应。 光纤损耗： 光纤损耗产生的主要原因是吸收和散射造成的；其次，光纤结构不完善也有可能导致损耗。 光纤通信系统主要由电端机、光端机、光中继器和光缆组成。 在发送端，电发送端机把信源消息转换成电数字信号，光发送端机使用该电数字信号来调制光源，产生光脉冲信号并直接送入光缆传输，到达远端的光接收端机后，用光检测器把光脉冲信号还原成电数字信号，再由电接收端机恢复成原始消息，送达信宿。光中继器起到放大信号，增大传输距离的作用。 微波通信 微波通信是指以微波频率作为载波，通过中继接力方式实现的一种通信方式。 微波通信的特点：（1）频带宽，传输容量大；（2）适于传送宽频带信号；（3）天线增益高，方向性强；（4）外界干扰小，通信线路稳定可靠；（5）投资少，建设快，通信灵活性大；（6）中继通信方式。 在对微波通信频率进行配置时一般应考虑的因素有以下几点：（1）整个频率的安排要紧凑，使得每个频段尽可能获得充分利用；（2）在同一中继站中，一个单向传输信号的接收和发射必须使用不同的频率，以避免自调干扰；（3）在多路微波信号传输频率之间必须留有足够的
移动通信网络与业务的一些基本概念
一、简介 1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话。 1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接收电子邮件或网页。 二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势。 3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。 二、标准 1、GSM是Global System For Mobile Communications的缩写。由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。
GSM 是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。所有用户可以在签署了"漫游协定"移动电话运营商之间自由漫游。GSM 较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。 操作维护中心(OMC)：操作维护系统中的各功能实体。依据厂家的实现方式可分为无线子系统的操作维护中心(OMC-R)和交换子系统的操作维护中心(OMC-S)。与移动台(MS)、基站子系统(BSS)、移动业务交换中心(MSC)、访问位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、设备识别寄存器(EIR)、认证中心(AUC)等功能单元总体结构组成GSM系统. 2、3G是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。原中国联通的CDMA现在卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。 三、移动通信技术： 与传统的TDMA、FDMA或CDMA方式相比，智能天线引入了第四维多址方式：空分多址(SDMA)方式。
Solutions to Chapter 2 (Note: solution to Problem 62 to be added) 1. Explain how the notion of layering and internetworking make the rapid growth of applications such as the World Wide Web possible. Solution: Internetworking allows many component networks each with different underlying technology and operation to work together and form one large network. As new network technologies are introduced they can be readily incorporated into the Internet. This provides the ubiquitous connectivity for applications like WWW. The layering concept hides the specific underlying network technology from the upper layers and provides a common networking platform. Using the communication service provided by the layers below, new applications can be introduced independently and at a rapid rate. 2. (a) What universal set of communication services is provided by TCP/IP? Solution: The TCP/IP protocol stack provides two basic types of communications services through its two transport layer protocols: TCP provides reliable connection-oriented transfer of a byte stream; UDP provides for best-effort connectionless transfer of individual messages. TCP/IP provides with globally unique logical addressing that enables machines connected to the Internet to access these two services. The IP addressing scheme is very scalable because of its hierarchical structure. 2. (b)How is independence from underlying network technologies achieved? Solution: The two basic communications services provided by TCP and UDP are built on the connectionless packet transfer service provided by the Internet Protocol (IP). Many network interfaces are defined to