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数据通讯原理-01

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数据通讯原理作业1答案

1、 解释什么是数据通讯，画出基本的通信模型

数据通信是指信源产生的数据，按一定通信协议，通过模拟传输信道或者数字传输信道，形成数据流传送到信宿的过程。

同步，一般指是信息在通信系统传输过程中，其数据信号在系统各部分的收发时序上保持一致，包括比特同步、帧同步、网同步。更广的意义是信息在通信系统中保持时间、空间、内容以及它们之间的同步。

2、 计算信息量。一消息由0、1、2、3四种符号组成，各符号出现概率分别为3/8，1/4，1/4和1/8。消息总长57 个符号，其中0出现23次，1出现14次，2出现13次，3出现7次。求该消息的信息量。

3、

节点（node）：网络中通信线路连接的计算机和交换机

线路（line）：节点间通信的物理连接

链路（link）：建立在相邻节点物理连接上的逻辑信道

电路（circuit）：源站点与目的站点之间建立的传输通路

交换（switching）：交换节点建立、保持和改变数据传输通路的

过程

路由选择（routing）：交换技术中选择传输路径的功能

端节点：位于网络边缘连接源或目的站点的交换设备

路由节点：网络中间的交换设备

信 源发送器信 道接收器信 宿噪声源同步同步通信模型示意图g(t)s(t)r(t)g’(t)n(t)4、 什么是能量信号？什么是功率信号？数学模型怎样描述？

能量有限的信号称为能量信号。

数学模型为

对信号的平均功率，当T→∞时，能量也随着时间的增加而趋于无限，功率为一有限值，则该信号称为功率信号。

数学模型为

5、 什么是天线增益？它与有效面积的关系如何？

天线增益(antenna gain)是天线定向性的度量。与由理论的全向天线(各向同性天线)在各个方向所产生的输出相比，天线增益定义为在一特定方向上的功率输出。：天线增益与有效面积的关系

6、 天线辐射出去的信号以哪三种方式传播？

地波(ground wave)：地波传播或多或少要沿着地球的轮廓前行，且可传播相当远的距离，较好地跨越可视 的地平线

天波(sky wave)：天波信号可以通过多个跳跃，在电离层和地球表面之间前后反弹地穿行

直线LOS(line of sight) ：当要传播的信号频率在30MHz以上时，天波与地波的传播方式均无法工作，通信必须用直线方式。

7、 解释编码方案：不归零电平 (NRZ-L)，不归零1制(NRZI)，双极性

交替传号翻转(AMI)，曼彻斯特，差分曼彻斯特。并会区分。

用图说明。

2/2/2lim()TTTPftdt2/2/2()TTEftdt22244eeGfAAc

8、 什么是ASK？

由同一载波的不同振幅表示二进制值

9、 什么是FSK？

由载波频率附近的两个不同的频率表示二进制值

10、 什么是PSK？

用偏移载波信号的相位来表示数据

11、 什么是串行传输？用什么方案保证发送器与接收器同步？

一个信号单元一个信号单元地传输。使用异步或同步技术来使发送器与接收器同步。

12、 描述异步传输格式。分析其优缺点。

方法

简单

廉价

每个字符2至3个比特额外开销 (~20%)

适用于较大时间间隔的数据 (键盘)

13、 描述同步传输格式。分析其优缺点。 cos(2)1()00cAftBinarybitStBinarybit12cos(2)1()cos(2)0AftBinarybitStAftBinarybitcos(2)cos(2)1()cos(2)0cccAftAftBinarybitStAftBinarybit

需要指示数据块的开始与结束

使用preamble（前同步） 和postamble（后同步）

比异步更有效 (额外开销更低)

14、 什么是奇偶检验？特点？为什么？

奇偶检验比特的值使得字符中值为1的比特个数是偶数 (偶检验) 或奇数 (奇检验)。可以检测单比特错和奇数个比特突发错，无法检测出偶数个比特错。异或运算规则是相同则为0，不同则为1。所以奇数个比特突发错可以检出，偶数无法判断（为0）

15、 CRC码如何形成？校验原理？设发送数据为110011;生成多项式为

x4+x3+1，求CRC码。

在发送端，将要发送的数据比特序列作为一个多项式T(x)的系数，并选定一个k次幂的生成多项式G(x)。用xk乘T(x)，然后用G(x)除以T(x)xk，得到一个余数多项式R(x)。将余数附加到数据多项式T(x)之后，将该多项式对应的序列作为发送序列。

接收端使用同一个生成多项式G(x)去除接收序列多项式T’(x)xk, 得到余数多项式R’(x)。如果R’(x)与R(x)相同，表示传输正确，否则表示传输错误。1100111001

16、 向前纠错FEC的数学模型如何？分析优缺点。

 发送端对信源数据进行纠错编码，然后送信道传输。

 接收端对信号译码，检测到传输中的错误则自动纠正。

 优点：不需要反向信道，能用于单工通信，也可用于一点对多点通信。

 缺点：译码设备复杂，为纠正错误需要附加较多的冗余码元，传输效率低。

17、 ARQ数学模型如何？分析其工作原理和方式。

自动请求重发(ARQ):用于检错编码，接收端通过译码能够发现传输错误，但是无法纠正，因此采用自动请求重发的工作方式。

 发送端在将数据发向信道的同时还进行缓存，以备重发使用。如果接到重发请求，则将该数据放入缓存器重新编码发送。  接收端通过判决器检测，如果正确接收则发送ACK；在检测到错误时发送NACK，要求重发。

方式：

停止-等待方式：每发送一个数据分组后就停止等待接收端的应答信号。如果发送端收到确认信号就发送下一组数据，如果收到否认信号就重发。

连续重发方式：

 发送端可以连续向接收端发送数据，接收端对接收到的数据进行校验，根据结果向发送端发送应答信号。

 当发送端接收到否认信号就退回到有错的数据分组，并重发此分组及以后的分组。

 接收端丢弃有错误的分组及该分组之后的分组，直到有错误的分组被正确接收到为止。

 选择重发方式：与连续重发方式的不同在于：发送端仅重传接收出错的数据分组。选择性ARQ与连续ARQ方式相比，选择性ARQ要比连续性ARQ方式更有效，但是由于接收方进行重新排序和存储桢带来的复杂性，以及发送方所需要的额外开销，选择性ARQ并不常用。

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重庆科创学院数据通信原理第一章思考与练习题答案

重庆科创学院数据通信原理第一章思考与练习题答案

数据通信原理2015新版教材配套习题答案

第一章思考题与练习题

消息和信息各自概念是什么？两者之间有何关系？

答：消息是物质或者精神状态的一种反应，语音，文字，图片数据等都是消息，消息不一定有用，其中有用的部分称为信息。信息是对事物状态或存在方式的不确定性表述。

香农关于通信的定义是什么？

答：通信的本质就是在一点精确或近似的再生另一点的信息。

什么是数据通信？

答：据通信是在计算机出现之后，通信与计算机相结合而产生的一种通信业务。由分布在不同地理位置的数据终端设备、数据交换设备和数据传输链路构成网络，并由协议进行控制和管理，实现数据的交换和传输。

模拟信号和数字信号的区别是什么？

答：不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号(Analog

Signal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号(Digital Signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

5.画出通信系统的一般模型，并简述每个部分的主要功能。

答：通信系统的构成（参见教材P21图1-1）(（要求能画出这个图）

通信系统的一般组成是：信息源——发送设备——信道——接收设备——受信者。其中信息源是把各种消息转换成原始电信号（如话筒：声音——音频）；发送设备的作用是产生适合于在信道中传输的信号（内容涵盖变换，放大，滤波，编码，调制等过程）；信道是一种物理煤质（可以是自由空间，明线，电缆或光纤）；接收设备的功能是将信号放大和反变换（如译码，解调等）；受信者是把原始信号还原相应的消息（如扬声器）。

数据通信原理（最终版）

数据通信原理（最终版）

数据通信原理（最终版）

1）数据通讯：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，他可以实现：计算机与计算机，计算机与终端，终端与终端之间的数据信息传递。

2）数据信号的基本传输方式：基带传输，频带传输，数字传输。

3）数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。

4）数据终端设备（DTE ）：数据输入设备，数据输出设备和传输控制器组成。 5）传输信道：通信线路、通信设备（模拟通信设备、数字通信设备）。 6）通信控制器：数据电路和计算机系统的接口。

7）数据通信系统中的信道（按传输方式分）：物理实线传输媒介信道（双绞线电缆、同轴电缆、光纤）、电话网传输信道、数字数据传输信道。 8）传输损耗：D=10 lg

01

P P 。（P 0为发送功率，P 1为接收功率，单位dB ）

9）信噪比：（N

S ）dB =10 lg （s n

P P ）。（P s 为信号平均功率，P n 为噪声平均功率）

10）数据传输方式：??

传输顺序： 并行传输、串行传输同步方式： 异步传输、同步传输数据传输的流向和时间关系：单工、半双工、全双工 11）数据传输系统的有效性指标：调制速率，数据传信速率、数据传送速率。 12）调制速率：N Baud =

)

(1s T 。（N Baud 为每秒传输信号码元的个数，又称波特率，

单位Baud ，T(s)为码元持续时间。

13）数据传信速率：每秒所传输的信息量，单位bit/s （二进制）。当信号为M 进制时，传信速率（R ）与调制速率（N ）的关系为R=Nlog 2M 。 14）频带利用率：η=

频带速率

符号速率（Baud/Hz ），η=

频带宽度

信息传输速率[bit/(s ·Hz)]。

15）差错率：用 误码率、误字符率、误码组率来表示。 误码率：接收出现差错的比特数/总的发送比特数。

数据通信原理概述

数据通信原理概述

数据通信原理概述

华中科技大学计算机学院

李榕 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）

2010/10/19

数据通信原理

2 教学目的

数据通信原理是一门非常重要的专业课，

通过对本课程的学习，能使同学们对数据通信

的基本概念、数据通信网等有一个较全面的了

解，并能掌握一定的数据通信基本理论和有关

数据通信技术的一些应用技能。

学好这门课对学习后继课程打下一个良好

的基础，同时也会对从事通信和计算机等方面

的工作有所帮助。

2010/10/19 数据通信原理

3 课程内容

数据通信系统构成及有关基本概念

数据信号传输的三种基本形式：数据信号的基带

传输、数据信号频带传输、数字数据传输

差错控制的基本理论及应用

数据通信的交换方式：电路交换、报文交换、分

组交换和帧方式

通信协议的概念、模型

数据通信网的基本构成及应用：分组交换网、帧

中继网、数字数据网（DDN）

Internet与宽带IP城域网

2010/10/19 数据通信原理

4 教材、老师和考核

教材：数据通信原理

（第2版），毛京丽教

授著，北京邮电大学

授课老师：李榕

Email：lr@

考核：

30%平时成绩——上课 0/10/19 数据通信原理

5 内容提要

本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，

要求理解数据通信系统的构成、数据传输

速率、方式、质量和信道容量的基本内容。

2010/10/19

数据通信原理

6 消息、信息、数据与信号

消息：指通信过程中传输的具体原始对象，

如电话中语音，电视中图像，电报中电文，

雷达中目标的距离、高度、方位，遥测系

统中测量的数据等。这些消息在物理特征

上各不相同，所以各种消息的组成亦不相

同。

消息的特点：

数据通信原理

数据通信原理

数据通信原理

数据通信是指在计算机及网络领域中，通过合适的介质将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。数据通信原理是数据传输的基本理论和技术方法，它涉及到数据的编码、传输介质、传输速率、信道复用等方面的内容。

一、数据编码

数据编码是指将信息转换为适合传输的信号的过程。常见的数据编码方法有二进制编码、八进制编码和十六进制编码等。二进制编码是将信息转换为只包含两种状态的信号，它是计算机中最基本也是最常用的编码方法。八进制编码和十六进制编码则是将信息转换为8位或16位的信号，它们相对于二进制编码来说能够更有效地表示大范围的数据。

二、传输介质

传输介质是指用于传输信息信号的物理媒介。常见的传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤等。双绞线是应用最广泛的传输介质，它由两根绞合在一起的导线组成，能够较好地抵御干扰。同轴电缆则由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成，适用于高频率信号的传输。光纤是最先进的传输介质，它利用光的传播特性进行信息传输，具有带宽大、传输距离远和免受干扰等优势。

三、传输速率 传输速率是指在单位时间内传输的数据量。数据传输速率常用的单位有bps（比特/秒）、Kbps（千比特/秒）、Mbps（兆比特/秒）和Gbps（千兆比特/秒）等。传输速率的选择需要根据实际需求和传输介质的性能来确定。在实际应用中，常见的传输速率包括10Mbps、100Mbps和1Gbps等。

四、信道复用

信道复用是指将不同的信号通过同一物理通道进行传输的技术。常见的信道复用技术有频分复用（FDM）和时分复用（TDM）等。频分复用是将不同频率范围的信号分配到不同的子信道上进行传输，从而实现多个信号同时在一个物理通道上传输的目的。时分复用则是将不同信号按照时间片的方式依次传输，使得多个信号在不同的时间段内共享一个物理通道。

总结：数据通信原理是实现数据传输的基本理论和技术方法。其中包括数据编码、传输介质、传输速率和信道复用等方面的内容。在实际应用中，根据需求和资源情况选择适合的编码方法、传输介质、传输速率和信道复用技术，能够有效地实现数据的传输和通信。数据通信原理是计算机及网络领域中重要的基础知识，深入了解和应用这些原理，有助于提高数据传输的效率和可靠性。