通信原理期末考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)總結(jié)

1、通信原理考試重要知識點(diǎn)第1章緒論掌握內(nèi)容：通信系統(tǒng)的基本問題與主要性能指標(biāo)；模擬通信與數(shù)字通信；信息量、平均信息量、信息速率。熟悉內(nèi)容：通信系統(tǒng)的分類；通信方式。了解內(nèi)容：通信的概念與發(fā)展；基本概念1、信號：消息的電的表示形式。在電通信系統(tǒng)中，電信號是消息傳遞的物質(zhì)載體。2、消息：信息的物理表現(xiàn)形式。如語言、文字、數(shù)據(jù)或圖像等。3、信息：消息的內(nèi)涵，即信息是消息中所包含的人們原來不知而待知的內(nèi)容。4、數(shù)字信號是一種離散的、脈沖有無的組合形式，是負(fù)載數(shù)字信息的信號。5、模擬信號是指信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的。6、數(shù)字通信是用數(shù)字信號作為載體來傳輸消息， 或用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制

2、后再傳輸 的通信方式。它可傳輸電報(bào)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等數(shù)字信號，也可傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語聲和圖像 等模擬信號。7、模擬通信是指利用正弦波的幅度、頻率或相位的變化，或者利用脈沖的幅度、寬度或位置 變化來模擬原始信號，以達(dá)到通信的目的。8、數(shù)據(jù)通信是通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新的通信方式。9、通信系統(tǒng)的一般模型10、按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，可相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和 數(shù)字通信系統(tǒng)11、模擬通信系統(tǒng)是傳輸模擬信號的通信系統(tǒng)。模擬信號具有頻率很低的頻譜分量，一般不 宜直接傳輸，需要把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號，并可在接收端進(jìn)行反變換。完成這種變換和反

3、變換作用的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。12、數(shù)字通信系統(tǒng)是傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)。數(shù)字通信涉及的技術(shù)問題很多，其中主要有信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、數(shù)字復(fù)接、同步以及加密等。13、數(shù)字信道模型14、通信系統(tǒng)的分類1、按通信業(yè)務(wù)分類分為話務(wù)通信和非話務(wù)通信。2、根據(jù)是否采用調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸。3、按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。4、按傳輸媒質(zhì)分類，可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。有線通信是用導(dǎo)線（如架空明線、同軸電纜、光導(dǎo)纖維、波導(dǎo)等）作為傳輸媒質(zhì)完成通信的，如市內(nèi)電話、有線電視、海底電纜通信

4、等。無線通信是依靠電磁波在空間傳播達(dá)到傳遞消息的目的的，如短波電離層傳播、微 波視距傳播、衛(wèi)星中繼等。15、常見傳輸多路信號有兩種復(fù)用方式，即 頻分復(fù)用、時分復(fù)用。頻分復(fù)用是用頻譜搬移的 方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍。時分復(fù)用是用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的 時間區(qū)間。信息及其度量1、信號是消息的載體，而信息是消息的內(nèi)涵。任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)的，信息含量就是對消息中這種不確定性的度量，是用統(tǒng)計(jì)方法來定性的。消息出現(xiàn)的概率越小，消息中包含的信息量就越大。2 、信息量的計(jì)算信息量 I 與消息出現(xiàn)的概率P(x) 之間的關(guān)系應(yīng)為：信息量的單位與對數(shù)底數(shù)a 有關(guān)。a=2 時，信息量的單位

5、為比特(bit) ；a=e 時，信息量的單位為奈特(nat) ；a=10 時， 信息量的單位為哈特萊( Hartley )。目前廣泛使用的單位為比特。3 、信源的熵：每個符號所含信息量的統(tǒng)計(jì)平均值，即平均信息量H 為：例題：(重點(diǎn)) 設(shè)二進(jìn)制離散信源，發(fā)送1 的概率是 3/4 ，發(fā)送 0 的概率是 1/4 ，發(fā)送 1 或者 0 是相互獨(dú)立的；1 、信源每個輸出符號的信息量為多少2 、若信源發(fā)出符號序列： 110001 ，則此消息序列的信息量是多少3 、第 2 步驟中的符號序列的每個符號的平均信息量是多少4、求信息源的熵例題：書本第 11 頁，【例 1-2 】(重點(diǎn))通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)通信系

6、統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是系統(tǒng)的有效性和可靠性。有效性是指在給定時間內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}；有效性指標(biāo)：用單位時間傳送的信息量來衡量，傳送信息量越大，有效性越好；可靠性是指接收信息的準(zhǔn)確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。可靠性指標(biāo)：用接收端最終輸出信噪比來度量，信噪比越大，可靠性越好。第2章確知信號掌握確知信號的基本概念；了解確知信號的頻域性質(zhì)和時域性質(zhì)。2、1基本概念1、系統(tǒng)：一般來講，包是一個由若干互有關(guān)聯(lián)的單元組成的并具有某種功能以用來達(dá)到某些特定目的的有機(jī)整體，其意義十分廣泛。分類如下：連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)即時系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)（按照系統(tǒng)內(nèi)是否含有記憶元件）無源系

7、統(tǒng)和有源系統(tǒng)（按系統(tǒng)內(nèi)是否含源）集中參數(shù)系統(tǒng)和分布參數(shù)系統(tǒng) （按系統(tǒng)的參數(shù)是集中的或分布的）線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)（按其特性分）時不變系統(tǒng)與時變系統(tǒng)（按其參數(shù)是否隨t而變）2、信號的基本概念信號是消息的一種物理體現(xiàn)，消息則是信號的具體內(nèi)容。各種傳輸信號的方法：烽火、鼓聲、旗語、電信號。信號按物理屬性分：電信號和非電信號。描述信號的常用方法（1）函數(shù)表達(dá)式f，（2）波形。3、信號的分類: 4、確知信號：可以用確定時間函數(shù)表示的信號，稱為確定信號或規(guī)則信號。如正弦信號。5、隨機(jī)信號：不能用確定時間函數(shù)表示的信號，且在任意時刻的取值都具有不確定性，只可能知道它的統(tǒng)計(jì)特性，如在某時刻取某一數(shù)值的概率，這

8、類信號稱為隨機(jī)信號或不確定信號5、確知信號的類型汪忠：1、對于能量信號，能量等于一個有限正值，但平均功率為零；2、對于功率信號，平均功率等于一個有限值，但能量為無窮大；3、能量信號和功率信號的分類對于非確知信號也使用。確知信號的頻域性質(zhì)功率信號的頻譜能量信號的頻譜密度3、二者的區(qū)別：4、單位沖激函數(shù)（函數(shù)）（重點(diǎn)：課本第23頁，例2-5 ）確知信號的時域性質(zhì)1、能量信號的自相關(guān)函數(shù)2、自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì):3、功率信號的自相關(guān)函數(shù)和性質(zhì)4、能量信號的互相關(guān)函數(shù)和性質(zhì)5、功率信號的互相關(guān)函數(shù)和性質(zhì)復(fù)習(xí)題（重點(diǎn)）1、畫出單位階躍信號和單位沖激函數(shù)的曲線圖。2、寫出抽樣函數(shù)的形式，畫出其基本圖形。3、什

9、么叫做確知信號4、按能量是否有限，信號分為哪些類5、能量信號的特點(diǎn)6、功率信號的特點(diǎn)7、簡單描述一下單位沖擊函數(shù)的特點(diǎn)。P34 習(xí)題 2 - 2; 2 - 5;第3章 隨機(jī)信號分析掌握內(nèi)容：平穩(wěn)隨機(jī)過程的數(shù)字特征與概率密度函數(shù)； 平穩(wěn)隨機(jī)過程的相關(guān)函數(shù)與功率譜密度；高斯信號通過線性系統(tǒng)。平穩(wěn)隨機(jī)過程；平穩(wěn)隨機(jī)過程的各態(tài)歷經(jīng)性;1、什么是隨機(jī)過程隨機(jī)過程是一類隨時間作隨機(jī)變化的過程，它不能用確切的時間函數(shù)描述?？蓮膬煞N不同角 度看：角度1:對應(yīng)不同隨機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的時間過程的集合角度2:隨機(jī)過程是隨機(jī)變量概念的延伸。在任一給定時刻t1上，每一個樣本函數(shù)i都是一個確定的數(shù)值i (t1 ),但是每個i

10、(t1 ) 都是不可預(yù)知的 在一個固定時刻t1上，不同樣本的取值 i (t1), i = 1,2,，n是一個隨機(jī)變量，記為 (t1 )。因此，我們又可以把隨機(jī)過程看作是在時間進(jìn)程中處于不同時刻的隨機(jī)變量的集合。2、 隨機(jī)過程的分布函數(shù)：3、隨機(jī)過程的數(shù)字特征所以，方差等于均方值與均值平方之差，它表示隨機(jī)過程在時刻t對于均值a ( t )的偏離程度。平穩(wěn)隨機(jī)過程1、平穩(wěn)隨機(jī)過程及其性質(zhì)2、嚴(yán)平穩(wěn)隨即過程的數(shù)字特征結(jié)論：把同時滿足（1）和（2）的過程定義為廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程。顯然，嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過程必定是廣義平穩(wěn)的，反之不一定成立。在通信系統(tǒng)中所遇到的信號及噪聲，大多數(shù)可視為平穩(wěn)的隨機(jī)過程。因此，研究平

11、穩(wěn)隨機(jī)過 程有著很大的實(shí)際意義。3、各態(tài)歷經(jīng)性問題的提出：能否從一次試驗(yàn)而得到的一個樣本函數(shù) x（t）來決定平穩(wěn)過程的數(shù)字特征呢 回答是肯定的。平穩(wěn)過程在滿足一定的條件下具有一個有趣而又非常有用的特性，稱為“各 態(tài)歷經(jīng)性”（又稱“遍歷性”）。具有各態(tài)歷經(jīng)性的過程，其數(shù)字特征（均為統(tǒng)計(jì)平均）完全可由隨機(jī)過程中的任一實(shí)現(xiàn)的時 間平均值來代替。4、各態(tài)；歷經(jīng)性的條件“各態(tài)歷經(jīng)”的含義：隨機(jī)過程中的任一次實(shí)現(xiàn)都經(jīng)歷了隨機(jī)過程的所有可能狀態(tài)。具有各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過程一定是平穩(wěn)過程，反之不一定成立。在通信系統(tǒng)中所遇到的隨機(jī)信號和噪聲，一般均能滿足各態(tài)歷經(jīng)條件。5、（重點(diǎn)，書本：第41頁）例3-16、平穩(wěn)過程

12、的自相關(guān)函數(shù)及其性質(zhì)高斯隨機(jī)過程（正態(tài)隨機(jī)過程）定義：如果隨機(jī)過程（t）的任意n維（n =1,2,）分布均服從正態(tài)分布，則稱它為正態(tài)過程或高斯過程。高斯隨機(jī)過程的重要性質(zhì)1、高斯過程的n維分布只依賴各個隨機(jī)變量的均值、方差和歸一化協(xié)方差。2、廣義平穩(wěn)的高斯過程也是嚴(yán)平穩(wěn)的。3、因?yàn)?，若高斯過程是廣義平穩(wěn)的，即其均值與時間無關(guān)，協(xié)方差函數(shù)只與時間間隔有關(guān)， 而與時間起點(diǎn)無關(guān)，則它的n維分布也與時間起點(diǎn)無關(guān)，故它也是嚴(yán)平穩(wěn)的。所以，高斯過 程若是廣義平穩(wěn)的，則也嚴(yán)平穩(wěn)。4、高斯過程經(jīng)過線性變換后生成的過程仍是高斯過程。也可以說，若線性系統(tǒng)的輸入為 高斯過程，則系統(tǒng)輸出也是高斯過程補(bǔ)充：線性系統(tǒng)1、

13、定義：由若干相互作用和相互依賴的事物組合而成的，具有穩(wěn)定功能的整體。系統(tǒng)模型：系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)抽象。在電子技術(shù)領(lǐng)域中，“系統(tǒng)”、“電路”、“網(wǎng)絡(luò)”三個名詞在一般情況下可以通用。2、信號與系統(tǒng)的描述系統(tǒng)的表?。簲?shù)學(xué)表達(dá)式：系統(tǒng)物理特性的數(shù)學(xué)抽象。系統(tǒng)圖：形象地表示其功能。3、線性系統(tǒng)平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)由平穩(wěn)隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)之后的數(shù)學(xué)特征可知：若線性系統(tǒng)的輸入是平穩(wěn)的，則輸出也是平穩(wěn)的。如果線性系統(tǒng)的輸入過程是高斯型的，則系統(tǒng)的輸出過程也是高斯型的復(fù)習(xí)題：P61，思考題：3-1 , 3-3 , 3-4 ;（重點(diǎn)）第4章信道1、信道的基本概念連接發(fā)送端和接受端的通信設(shè)備，其功能是將信號從

14、發(fā)送端傳送到接收端信道分類：無線信道-電磁波（含光波）有線信道-電線、光纖信道中的干擾：有源干擾-噪聲無源干擾-傳輸特性不良本章重點(diǎn)：介紹信道傳輸特性和噪聲的特性，及其對于信號傳輸?shù)挠绊?。無線信道無線信道利用電磁波在空間的傳播來實(shí)現(xiàn)。要求天線的尺寸不小于電磁波波長的 1/10根據(jù)通信距離分類：地波、天波、視波1、地波頻率 2 MHz有繞射能力距離：數(shù)百或數(shù)千千米2、天波頻率：2 30 MHz特點(diǎn)：被電離層反射一次反射距離： 4000 km寂靜區(qū)：3、視線傳播：頻率 30 MHz距離：和天線高度有關(guān)式中，D -收發(fā)天線間距離（km）。4、增大視線傳播距離的其他途徑中繼通信：無線電中繼衛(wèi)星通信：靜

15、止衛(wèi)星、移動衛(wèi)星平流層通信：位于平流層的高空平臺電臺有線信道分類：明線、對稱電纜、同軸電纜1、明線是指平行架設(shè)在電線桿上的架空線路2、雙絞線、電纜（粗電纜、細(xì)電纜）、光纖信道的數(shù)學(xué)模型信道模型的分類：調(diào)制信道、編碼信道信道中的噪聲噪聲信道中存在的不需要的電信號。又稱加性干擾。按噪聲來源分類人為噪聲一例：開關(guān)火花、電臺輻射自然噪聲一例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、熱噪聲熱噪聲來源：來自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動。按噪聲性質(zhì)分類脈沖噪聲：是突發(fā)性地產(chǎn)生的，幅度很大，其持續(xù)時間比間隔時間 短得多。其頻譜較寬。電火花就是一種典型的脈沖噪聲。窄帶噪聲：來自相鄰電臺或其他電子設(shè)備，其頻譜或頻率位置通常

16、是確知的或可以測知的。可以看作是一種非所需的連續(xù)的已調(diào)正弦 波。起伏噪聲：包括熱噪聲、電子管內(nèi)產(chǎn)生的散彈噪聲和宇宙噪聲等。注：討論噪聲對于通信系統(tǒng)的影響時，主要是考慮起伏噪聲，特別是熱 噪聲的影響。復(fù)習(xí)題：P84，思考題:4-1 , 4-9 , 4-14 , 4-16第9章模擬信號的數(shù)字傳輸掌握內(nèi)容：抽樣定理；脈沖振幅調(diào)制（PAM）原理；脈沖編碼調(diào)制（PCM）原理；增量調(diào)制 （A M） 原理；均勻量化；非均勻量化；了解內(nèi)容：十三折現(xiàn)非均勻量化；十五折線非均勻量化；增量脈沖編碼調(diào)制（DPCM）原理。模擬信號的抽樣-抽樣定理抽樣定理：設(shè)一個連續(xù)模擬信號m（t）中的最高頻率 fH,則以間隔時間為T

17、1/2 fH的周期性沖激脈沖對它抽樣時，m （t）將被這些抽樣值所完全確定。模擬脈沖調(diào)制模擬脈沖調(diào)制的種類周期性脈沖序列有4個參量：脈沖重復(fù)周期、脈沖振幅、脈沖寬度和脈沖相位（位置）。其中脈沖重復(fù)周期（抽樣周期）一般由抽樣定理決定，故只有其他3個參量可以受調(diào)制。3種脈沖調(diào)制：脈沖振幅調(diào)制（PAM）脈沖寬度調(diào)制（PDM）脈沖位置調(diào)制(PPM)抽樣信號的量化-量化原理設(shè)模擬信號的抽樣值為m(kT),其中T是抽樣周期，k是整數(shù)。此抽樣值仍然是一 個取值連續(xù)的變量。若僅用N個不同的二進(jìn)制數(shù)字碼元來代表此抽樣值的大小，則N個不同的二進(jìn)制碼元只能代表M = 2 N個不同的抽樣值。因此，必須將抽樣值的范圍劃

18、分成 M個區(qū)間，每個區(qū)間用一個電平表示。這樣，共 有M個離散電平，它們稱為量化電平。用這 M個量化電平表示連續(xù)抽樣值的方法 稱為量化。非均勻量化1、非均勻量化的目的：在實(shí)際應(yīng)用中，對于給定的量化器，量化電平數(shù) M和量化間隔 v都是確定的，量化噪聲Nq也是確定的。但是，信號的強(qiáng)度可能隨時間變化(例如，語音信號)。當(dāng)信號小時，信號量噪比也小。所以，這種均勻量化器對于小輸入信號很不利。為了克服這個缺點(diǎn)，改善小信號時的信號量噪比，在實(shí)際應(yīng)用中常采用非均勻量化。2、非均勻量化原理 實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方法通常是在進(jìn)行量化之前，先將信號抽樣值壓縮，再進(jìn)行均勻量化。這里的壓縮是用一個非線性電路將輸入電壓

19、 x變換成輸出電壓y： y = f(x)3、壓縮特性關(guān)于電話信號的壓縮特性，ITU制定了兩種建議，即A壓縮律和 壓縮律，以及相應(yīng)的近似 算法-13折線法和15折線法。我國大陸、歐洲各國以及國際間互連時采用 A律及相應(yīng)的13折線法。北美、日本和韓國等少數(shù)國家和地區(qū)采用律及15折線法。4、13折線壓縮特性 -A律的近似A律表示式是一條平滑曲線，用電子線路很難準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。這種特性很容易用數(shù)字電路來近似實(shí)現(xiàn)。13折線特性就是近似于A律的特性。在下圖中示出了這種特性曲線：圖中橫坐標(biāo)x在0至1區(qū)間中分為不均勻的8段。1/2至1間的線段稱為第8段；1/4至1/2間的線段稱為第7段；1/8至1/4間的線段稱為

20、第6段；依此類推，直到0至1/128 間的線段稱為第1段。圖中縱坐標(biāo)y則均勻地劃分作8段。將與這8段相應(yīng)的座標(biāo)點(diǎn)(x, y)相連，就得到了一條折 線。由圖可見，除第1和2段外，其他各段折線的斜率都不相同。在下表中列出了這些斜率：因?yàn)檎Z音信號為交流信號，所以，上述的壓縮特性只是實(shí)用的壓縮特性曲線的一半。在第 3 象限還有對原點(diǎn)奇對稱的另一半曲線，如下圖所示：壓縮律和15折線壓縮特性壓縮律是指符合下式的對數(shù)壓縮規(guī)律：將這些轉(zhuǎn)折點(diǎn)用直線相連，就構(gòu)成了 8段折線。由于其第一段和第二段的斜率不同，不能合并為一條直線，故當(dāng)考慮到信號的正負(fù)電壓時，僅正電壓第一段和負(fù)電壓第一段的斜率相同，可以連成一條直線。所

21、以，得到的是15段折線，稱為15折線壓縮特性。編碼經(jīng)過抽樣、量化，得到了數(shù)字信號。最后經(jīng)過編碼，就可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸了。把從模擬信號抽樣、量化，直到變換成為二進(jìn)制符號的基本過程，稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）, 簡稱脈碼調(diào)制。脈沖編碼調(diào)制（PCM ）的基本原理例：在下圖中，模擬信號的抽樣值為，和。若按照“四舍五入”的原則量化為整數(shù)值，則抽樣值量化后變?yōu)?, 4, 5, 6, 7和6。在按照二進(jìn)制數(shù)編碼后，量化值（quantized value）就變成二進(jìn)制符號：011、100、101、110、111 和 110 。自然二進(jìn)制碼和折疊二進(jìn)制碼（1）自然二進(jìn)制碼（2）折疊二進(jìn)制碼。折疊碼的優(yōu)點(diǎn):

22、因?yàn)殡娫捫盘柺墙涣餍盘?，故在此表中?16個雙極性量化值分成兩部分。第 0至第7個量化值對應(yīng)于負(fù)極性電壓；第 8至第15個量化值對應(yīng)于正極性電壓。顯然，對于自然二進(jìn)制碼，這兩部分之間沒有什么對應(yīng)聯(lián)系。但是，對于折疊二進(jìn)制碼，除了其最高位符號相反外，其上下兩部分還呈現(xiàn)映像關(guān)系，或稱折疊關(guān)系。這種碼用最高位表示電壓的極性正負(fù)， 而用其他位來表示電壓的絕對值。折疊碼的另一個優(yōu)點(diǎn)是誤碼對于小電壓的影響較小。折疊碼對于小信號有利。由于語音信號小電壓出現(xiàn)的概率較大，所以折疊碼有利于減小語音信號的平均量化噪聲。在語音通信中，通常采用8位的PCM編碼就能夠保證滿意的通信質(zhì)量。差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM ）1、

23、預(yù)測編碼簡介預(yù)測編碼的目的：降低編碼的比特率預(yù)測編碼原理：在預(yù)測編碼中，先根據(jù)前幾個抽樣值計(jì)算出一個預(yù)測值， 再取當(dāng)前抽樣值和預(yù)測值之差。將此差值編碼并傳輸。此差值稱為預(yù)測誤差。利用減小冗余度的辦法，降低了編碼比特率。線性預(yù)測原理：若利用前面的幾個抽樣值的線性組合來預(yù)測當(dāng)前的抽樣值，則稱為線性預(yù)測。若僅用前面的1個抽樣值預(yù)測當(dāng)前的抽樣值，則就是將要討論的DPCM 。補(bǔ)充：哈夫曼編碼（重點(diǎn)）第11章差錯控制編碼概述糾錯編碼的基本原理簡單實(shí)用的糾錯編碼概述1、信道分類：從差錯控制角度看隨機(jī)信道：錯碼的出現(xiàn)是隨機(jī)的突發(fā)信道：錯碼是成申集中出現(xiàn)的混合信道：既存在隨機(jī)錯碼又存在突發(fā)錯碼差錯控制技術(shù)的種類

24、：檢錯重發(fā)、前向糾錯、反饋校驗(yàn)、檢錯刪除差錯控制編碼常稱為糾錯編碼監(jiān)督碼元：上述4種技術(shù)中除第3種外，都是在接收端識別有無錯碼。所以在發(fā)送端需要在信息碼元序列中增加一些差錯控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元。不同的編碼方法，有不同的檢錯或糾錯能力。多余度：就是指增加的監(jiān)督碼元多少。例如，若編碼序列中平均每兩個信息碼元就添加一個監(jiān)督碼元，則這種編碼的多余度為 1/3。編碼效率（簡稱碼率）:設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)量為k，總碼元數(shù)量為n，則比值k/n就是碼率。冗余度：監(jiān)督碼元數(shù)（n-k）和信息碼元數(shù)k之比。理論上，差錯控制以降低信息傳輸速率為代價(jià)換取提高傳輸可靠性o4、自動要求重發(fā)（ARQ）系統(tǒng)采用檢錯重發(fā)

25、的通信系統(tǒng)一般稱為自動要求重發(fā)系統(tǒng)。共3種ARQ系統(tǒng)：1、停止等待ARQ系統(tǒng);2、拉后ARQ系統(tǒng)；3、選擇重發(fā)ARQ系統(tǒng)ARQ的主要優(yōu)點(diǎn)：和前向糾錯方法相比監(jiān)督碼元較少即能使誤碼率降到很低，即碼率較高；檢錯的計(jì)算復(fù)雜度較低；檢錯用的編碼方法和加性干擾的統(tǒng)計(jì)特性基本無關(guān)，能適應(yīng)不同特性的信道。ARQ的主要缺點(diǎn)：需要雙向信道來重發(fā)，不能用于單向信道，也不能用于一點(diǎn)到多點(diǎn)的通信系統(tǒng)。因?yàn)橹匕l(fā)而使ARQ系統(tǒng)的傳輸效率降低。在信道干擾嚴(yán)重時，可能發(fā)生因不斷反復(fù)重發(fā)而造成事實(shí)上的通信中斷。在要求實(shí)時通信的場合，例如電話通信，往往不允許使用 ARQ法。在發(fā)送端，輸入的信息碼元在編碼器中被分組編碼（加入監(jiān)督碼

26、元）后，除了立即發(fā) 送外，還暫存于緩沖存儲器中。若接收端解碼器檢出錯碼，則由解碼器控制產(chǎn)生一個 重發(fā)指令。此指令經(jīng)過反向信道送到發(fā)送端。由發(fā)送端重發(fā)控制器控制緩沖存儲器重 發(fā)一次。接收端僅當(dāng)解碼器認(rèn)為接收信息碼元正確時，才將信息碼元送給收信者，否則在輸出 緩沖存儲器中刪除接收碼元。當(dāng)解碼器未發(fā)現(xiàn)錯碼時，經(jīng)過反向信道發(fā)出不需重發(fā)指令。發(fā)送端收到此指令后，即 繼續(xù)發(fā)送后一碼組，發(fā)送端的緩沖存儲器中的內(nèi)容也隨之更新。糾錯編碼的基本原理1、概念：禁用碼組、許用碼組將信息碼分組，為每組信息碼附加若干監(jiān)督碼的編碼稱為分組碼。在分組碼中，監(jiān)督碼元僅監(jiān)督本碼組中的信息碼元。2、分組碼的碼重和碼距碼重：把碼組中

27、“ 1”的個數(shù)目稱為碼組的重量，簡稱碼重。碼距：把兩個碼組中對應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù)稱為碼組的距離，簡稱碼距。最小碼距：把某種編碼中各個碼組之間距離的最小值稱為最小碼距（d 0）3、碼距和檢糾錯能力的關(guān)系一種編碼的最小碼距d0的大小直接關(guān)系著這種編碼的檢錯和糾錯能力：1、為檢測e個錯碼，要求最小碼距 d0 e + 12、為了糾正t個錯碼，要求最小碼距 d0 2t + 13、為糾正t個錯碼，同時檢測e個錯碼，要求最小碼距這種糾錯和檢錯結(jié)合的工作方式簡稱糾檢結(jié)合。簡單實(shí)用的糾錯編碼奇偶監(jiān)督碼二維奇偶監(jiān)督碼恒比碼正反碼奇偶監(jiān)督碼奇偶監(jiān)督碼分為奇數(shù)監(jiān)督碼和偶數(shù)監(jiān)督碼兩種，兩者的原理相同在偶數(shù)監(jiān)督碼中，無

28、論信息位多少，監(jiān)督位只有 1位，它使碼組中“ 1”的數(shù) 目為偶數(shù)，即滿足下式條件：式中a0為監(jiān)督位，其他位為信息位。這種編碼能夠檢測奇數(shù)個錯碼。在接收端，按照上式求“模 2和”，若計(jì)算結(jié)果為“1”就說明存在錯碼，結(jié)果為“ 0”就認(rèn)為無錯碼。恒比碼在恒比碼中，每個碼組均含有相同數(shù)目的“ 1”（和“0”）。由于“1”的數(shù)目與“ 0”的數(shù)目之比保持恒定，故得此名。這種碼在檢測時，只要計(jì)算接收碼組中“ 1”的數(shù)目是否對，就知道有 無錯碼。恒比碼的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單和適于用來傳輸電傳機(jī)或其他鍵盤設(shè)備產(chǎn)生的字母和符號。對于信源來的二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)字序列，這種碼就不適合使用了。正反碼-正反碼的編碼：它是一種簡單的能

29、夠糾正錯碼的編碼。其中的監(jiān)督位數(shù)目與信息位數(shù)目相同，監(jiān)督碼元與信息碼元相同或者相反則由信息碼中“1”的個數(shù)而定。第14章通信網(wǎng)一、電話網(wǎng)1、通信網(wǎng)是在多點(diǎn)之間傳遞信息的通信系統(tǒng)。通信網(wǎng)的基本組成部分終端設(shè)備：包括電話機(jī)、傳真機(jī)、電臺、計(jì)算機(jī)等發(fā)送和接收信號的設(shè)備通信鏈路：定義在一定的頻域和空域，它占用給定的頻帶和物理空間。鏈路可以被 時分復(fù)用或頻分復(fù)用。交換設(shè)備：按照信令將通信鏈路傳來的信號轉(zhuǎn)接到另一條鏈路的設(shè)備。有些通信網(wǎng)中還包含轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。2、通信網(wǎng)的分類按照功能區(qū)分：電報(bào)網(wǎng)、電話網(wǎng)、電傳(Telex)網(wǎng)以及電視網(wǎng)等等。按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)區(qū)分：網(wǎng)形：網(wǎng)形網(wǎng)的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間都有一條鏈路直接相連。所

30、以若網(wǎng)中共有N個節(jié)點(diǎn), 則需要N(N-1)/2條鏈路連接。當(dāng)N增大時，所需鏈路數(shù)目將急劇增加，故經(jīng)濟(jì)性較 差。但是，若各節(jié)點(diǎn)有轉(zhuǎn)發(fā)功能，則可靠性大為增加。星形網(wǎng)：在星形網(wǎng)中，若共有 N個節(jié)點(diǎn)，則共需(N-1)條鏈路；除中心節(jié)點(diǎn)外，其他 節(jié)點(diǎn)之間的通信都需要經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。故在中心節(jié)點(diǎn)處需要有交換設(shè)備為其他各 個節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接信號。和網(wǎng)形網(wǎng)相比，星形網(wǎng)需要的鏈路數(shù)目減少了，但是需要增加交換 設(shè)備。環(huán)形網(wǎng)：環(huán)形網(wǎng)所需的鏈路數(shù)目 N等于節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并且每個節(jié)點(diǎn)都需要有轉(zhuǎn)發(fā)功能。在這里，任意兩個節(jié)點(diǎn)之間都有一條迂回鏈路，所以可靠性比星形網(wǎng)高。但是，在某 些節(jié)點(diǎn)之間可能需要多次轉(zhuǎn)發(fā)，這個因素又會使傳輸時延增大

31、和可靠性下降?？偩€形網(wǎng)：在總線形網(wǎng)中，利用一條“總線”連接所有節(jié)點(diǎn)。由于所有節(jié)點(diǎn)共用這條 總線，即總線同時只能為兩個節(jié)點(diǎn)服務(wù)，所以它主要用于分時工作的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中。 由于總線形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的上述特點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目較大時，可能使信號傳輸?shù)臅r延 較長。這兩種網(wǎng)主要適合用于節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少的計(jì)算機(jī)網(wǎng)中。復(fù)合形網(wǎng)：復(fù)合形網(wǎng)是上述幾種基本型網(wǎng)的組合。根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的性能要求，常將幾種 基本型網(wǎng)結(jié)合使用，以求達(dá)到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化的目的。3、電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成：由終端設(shè)備（電話機(jī)）、傳輸線路和交換設(shè)備組成。分類：專用交換電話網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)（PSTN）本地電話網(wǎng)：是指在一個統(tǒng)一號碼長度的編號區(qū)內(nèi)，由電話機(jī)、用戶

32、線、用戶端局（簡稱端局）匯接局、局問中繼線和長話-市話中繼線組成的電話網(wǎng)。長話-市話中繼線則用于將本地電話網(wǎng)和國內(nèi)長途電話網(wǎng)相連接。中繼線一般是大容量電纜，用于傳輸時分復(fù)用 PCM信號。國內(nèi)長途電話網(wǎng)：是指全國各市（縣）問用戶進(jìn)行長途通話的電話網(wǎng)，網(wǎng)中各市（縣）都設(shè)一個或多個長途電話局。各長途局問由長途電話線路連接起來。國內(nèi)長途電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在我國采用分級匯接制，它包含4個等級的交換中心，即大區(qū)交換中心（C1）,省交換中心（C2）,地區(qū)交換中心（C3）和縣市交換中心（C4）。國際長途電話網(wǎng)：是指將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進(jìn)行國際通話的電話網(wǎng)。電話網(wǎng)中的交換（1）雙向交換矩陣-不適宜用于數(shù)字電

33、路（2）單向交換矩陣：和雙向交換矩陣相比，這種單向交換矩陣中的開關(guān)數(shù)目要加倍。注：上述兩種方法中，前者用開關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)交換的方法常稱為空分交換，后者則稱為時分交換。空分交換時刻保持連接通信兩端用戶的線路處于持續(xù)接通狀態(tài)。時分交換則不然。電話網(wǎng)中的信令信令的用途：在電話網(wǎng)中，交換設(shè)備是根據(jù)用戶發(fā)來的信令控制接通哪一條或幾條電路的。信令的分類：用戶信令和局間信令：用戶信令：從用戶發(fā)到端局的信令，它規(guī)定了要求呼叫的終端目的地。局間信令：在各局和各中心之間傳輸?shù)男帕?，它根?jù)用戶信令的要求按照網(wǎng)絡(luò)的構(gòu) 成決定著信號通過的鏈路。模擬信令和數(shù)字信令：公共電話網(wǎng)中模擬信令：由電話機(jī)到端局之間的用戶線一般都是模擬

34、線路，所以用戶信令都是模 擬信令。數(shù)字信令：局問中繼線都是數(shù)字線路，故局間信令是數(shù)字信令。局間信令：隨路信令(CAS):是指信令和用戶信息(語音)在同一信道中傳輸?shù)男帕?。R2信令是一種基于E-1時分復(fù)用系統(tǒng)的隨路信令。在 E-1系統(tǒng)中時隙TS16被 預(yù)留用來傳遞這種信令。共路信令(CCS):將呼叫控制信息和其他業(yè)務(wù)信息通過一個獨(dú)立的信令網(wǎng)絡(luò)傳輸。SS7信令為一種共路信令。它比R2信令更高效，更可靠。SS7信令的標(biāo)準(zhǔn)化程 度要比R2信令好。電話網(wǎng)的性能指標(biāo)1、話務(wù)量，2、呼損率二、數(shù)據(jù)通信概述1、數(shù)據(jù)通信的概念2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成3、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與協(xié)議體系結(jié)構(gòu)1、數(shù)據(jù)通信

35、的概念數(shù)據(jù)通信是指計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物， 通常是指依照通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù), 在智能終端與計(jì)算機(jī)之間或者計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的過程。特點(diǎn)：通信雙方至少有一方是計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)通信中傳輸?shù)男畔⑹且远M(jìn)制數(shù)形式表現(xiàn)；它與遠(yuǎn)程信息處理相聯(lián)系，是包括科學(xué)計(jì)算、過程控制、科學(xué)檢索的內(nèi)容的廣義的信息處理。數(shù)據(jù)通信包括：數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理（如數(shù)據(jù)的集中、交換、控制等）使數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離交換得以實(shí)現(xiàn)通信控制通信按照一定的規(guī)則有步驟的進(jìn)行，即雙方必須按照一定的協(xié)議或約定，包括收發(fā)雙方的同步、傳輸?shù)目刂坪蛿?shù)據(jù)流量的控制等。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是通過數(shù)據(jù)電路將分

36、布在遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲和處理的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（簡稱 DTE）。構(gòu)成：數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備和傳輸控制器。作用：把信息變換成以數(shù)字代碼表示的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)通過傳輸信道送到遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時接受數(shù)據(jù)。DTE屬于用戶范疇，其種類繁多，功能差別較大。從計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的觀點(diǎn)來看，終端是輸入/輸出的工具；從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)來看，計(jì)算機(jī)和終端都稱為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備，簡稱終端。通信控制器：為了有效而可靠地進(jìn)行通信、通信雙方必須按一定的規(guī)程進(jìn)行，如收發(fā)雙方的同步、差錯控制、

37、傳輸鏈路的建立、維待和拆除及數(shù)據(jù)流量控制等，所以必須設(shè)置通信控制圈來完成這些功能，對應(yīng)于軟件部分就是 通信協(xié)議，這也是數(shù)據(jù)通信與傳統(tǒng)電話通信的主要 區(qū)別數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）用來連接DTE與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備稱為 數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DataCircuit-terminating Equipment , DCE）, 可見該設(shè)備為用戶設(shè)備提供入網(wǎng)的連接點(diǎn)。DCE的功能就是完成數(shù)據(jù)信號的變換，要進(jìn)行“數(shù)字一模擬"變換，方法就是調(diào)制，而 接收端要進(jìn)行反變換，即“模擬一數(shù)字”變換，這就是解調(diào)。數(shù)據(jù)電路指的是在線路或信道上加信號變換設(shè)備之后形成的二進(jìn)制比特流通路，它由傳 輸信道及其兩端的數(shù)據(jù)

38、電路終接設(shè)備（DCE）組成。數(shù)據(jù)鏈路是在數(shù)據(jù)電路已建立的基礎(chǔ)上,通過發(fā)送方和接收方之間交換“握手”信號，使雙 方確認(rèn)后方可開始傳輸數(shù)據(jù)的兩個或兩個以上的終端裝置與互連線路的組合體。“握手”信號是指通信雙方建立同步聯(lián)系、使雙方設(shè)備處于正確收發(fā)狀態(tài)、通信雙方相 互核對地址等。中央計(jì)算機(jī)由通信控制器、主機(jī)以及外圍設(shè)備組成，其功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并可將處理結(jié)果 向相應(yīng)的數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸出。主機(jī)又稱中央處理機(jī),主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。傳輸信道,目前數(shù)據(jù)通信中所使用的多為有線信道。主要有：直接利用傳輸媒體的實(shí)線信道（如局域網(wǎng)中）；經(jīng)調(diào)制解調(diào)器的頻分信道（如部分地區(qū)用戶線路中）；時分信道，由于光纖通信技術(shù)的發(fā)展

39、，現(xiàn)在絕大部分的數(shù)據(jù)傳輸在時分信道上，以同步 數(shù)字體系SDH方式傳輸。數(shù)據(jù)傳輸按信息傳送的方向與時間可以分為：單工、半雙工、全雙工三種傳輸方式傳輸方式一多路復(fù)用為了提高信道的利用率，在數(shù)據(jù)的傳輸中組合多個低速的數(shù)據(jù)終端共同使用一條高速的信道，這種方法稱為多路復(fù)用，常用的復(fù)用技術(shù)有頻分復(fù)用和時分復(fù)用。頻分復(fù)用頻分復(fù)用是將物理信道上的總帶寬分成若干個獨(dú)立的信道（即子信道），分別分配給用戶傳輸數(shù)據(jù)信息，各子信道間還略留一個寬度（稱為保護(hù)帶）。頻分復(fù)用適用于傳輸模擬信號的頻分制信道， 主要用于電話和有線電視（CATV ） 系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中應(yīng)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)結(jié)合使用， 且只在地區(qū)用戶線上用到， 長途

40、干線上主要采用時分復(fù)用。時分復(fù)用時分復(fù)用是將一條物理信道按時間分成若干時間片（即時隙）輪流地分配給每個用戶，每個時間片由復(fù)用的一個用戶占用，而不像 FDM那樣，同一時間同時發(fā) 送多路信號。數(shù)據(jù)時分復(fù)用可分為同步時分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用。同步時分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用同步時分復(fù)用是指復(fù)用器把時隙固定地分配給各個數(shù)據(jù)終端，通過時隙交織形成多路復(fù)用信號，從而把各低速數(shù)據(jù)終端信號復(fù)用成較高速率的數(shù)據(jù)信號。統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用也稱異步時分復(fù)用。統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用中，把時隙動態(tài)地分配給各個終 端，即當(dāng)終端的數(shù)據(jù)要傳送時，才會分配到時隙，因此每個用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率 可以高于平均傳輸速率，最高可以達(dá)到線路總的傳輸能力。例題（重點(diǎn)

41、）：線路傳輸速率為9600bit/s4個用戶的平均速率為2400bit/s當(dāng)用同步時分復(fù)用時，每個用戶的最高速率為 2400bit/s而在統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用方式下，每個用戶最高速率可達(dá)9600bit/s 。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)不同的通信系統(tǒng)有不同的性能指標(biāo)，就數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)而言，其性能指標(biāo)主要有傳輸速率、 頻帶利用率、差錯率等。信息傳輸速率（Rb ）碼元傳輸速率（RB）頻帶利用率4、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與協(xié)議體系結(jié)構(gòu)1、通信協(xié)議的概念與層次結(jié)構(gòu)電話網(wǎng)中有規(guī)定的信令方式，數(shù)據(jù)通信中要有傳輸控制規(guī)程等。 我們把這種通信雙方必 須遵守的規(guī)則和約定稱為協(xié)議或規(guī)程。協(xié)議的要素包括語法、語義和定時。語法規(guī)定通信雙方“如何講

42、”。即確定數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)碼型、信號電平等；語義規(guī)定通信雙方“講什么”，即確定協(xié)議元素的類型，如規(guī)定通信雙方要發(fā)出什么控制信息、執(zhí)行什么動作和返回什么應(yīng)答等;定時關(guān)系則規(guī)定事件執(zhí)行的順序，即確定鏈路通信過程中通信狀態(tài)的變化，如規(guī) 定正確的應(yīng)答關(guān)系等。由于協(xié)議十分復(fù)雜，涉及面很廣，因此在制定協(xié)議時經(jīng)常采用的方法是分層法。分層法最核心的思路是上一層的功能是建立在下一層的功能基礎(chǔ)上，并且在每一層內(nèi)均要遵守一定的規(guī)則。層次和協(xié)議的集合稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)。通信軟件：體系結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有足夠的信息，以允許軟件設(shè)計(jì)人員給每層編寫實(shí)現(xiàn)該層協(xié)議的有關(guān)程序，即通信軟件。負(fù)責(zé)制定國際標(biāo)準(zhǔn)的ISO吸取了舊M的SNA和其它計(jì)

43、算機(jī)廠商的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提出了 開放系統(tǒng)互連(Open System Interconnection ) 參考模型(簡稱OSI-RM ),按照這個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和建成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都可以互相連接。2、OSI參考模型及各層功能OSI參考采用分層結(jié)構(gòu)化技術(shù)，將整個網(wǎng)絡(luò)的通信功能分為7層。由低層至高層分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。每一層都有特定的功能，并且上一層利用下一層的功能所提供的服務(wù)，實(shí)通信：在OSI參考模型中，各層的數(shù)據(jù)并不是從一端的第 N層直接送到另一端的，第N層的數(shù)據(jù)在垂直的層次中自上而下地逐層傳遞直至物理層，在物理層的兩個端點(diǎn)進(jìn)行物理通信，我們把這種通

44、信稱為實(shí)通信。虛擬通信：而對等層由于通信并不是直接進(jìn)行,因而稱為虛擬通信。物理層主要討論在通信線路上比特流的傳輸問題。這一層協(xié)議描述傳輸媒質(zhì)的電氣、機(jī)械、功能和過程的特性。 其典型的設(shè)計(jì)問題有：信號的發(fā)送電平、碼元寬度、線路碼型、物理連接器插腳 的數(shù)量、插腳的功能、物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、物理連接的建立和終止、傳輸方式等。數(shù)據(jù)路層主要討論在數(shù)據(jù)鏈路上幀流的傳輸問題。這一層協(xié)議的內(nèi)容包括：幀的格式，幀的類型，比特填充技術(shù)，數(shù)據(jù)鏈路的建立 和終止信息流量控制，差錯控制，向物理層報(bào)告一個不可恢復(fù)的錯誤等。這一層協(xié)議的目的是保障在相鄰的站與節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間正確地、有次序、 有節(jié)奏地傳輸數(shù)據(jù)幀。常見的數(shù)據(jù)鏈路

45、協(xié)議有兩類：一是面向字符的傳輸控制規(guī)程，如基本型傳輸控制規(guī)程（BSC）;另一類是面向比特的傳輸控制規(guī)程，如高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（HDLC）。主要是后一類。網(wǎng)絡(luò)層主要處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。這一層協(xié)議的功能是：路由選擇、數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)連接的建立和終止一個給定的數(shù)據(jù)鏈路上網(wǎng)絡(luò)連接的復(fù)用，根據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層來的錯誤報(bào)告而進(jìn)行的錯誤檢測和恢復(fù)，分組的排序，信息流的控制等。網(wǎng)絡(luò)層的典型例子是ITU-T的X. 25建議的第三層標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)輸層是第一個端到端的層次,也就是計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)的層次。這一層的功能是：把運(yùn)輸層的地址變換為網(wǎng)絡(luò)層的地址，運(yùn)輸連接的建立和終止， 在網(wǎng)絡(luò)連接上對運(yùn)輸連接進(jìn)行多路復(fù)用，端-端的次序

46、控制，信息流控制，錯誤 的檢測和恢復(fù)等。OSI的前三層可組成公共網(wǎng)絡(luò)，它可被很多設(shè)備共享，并且計(jì)算機(jī) -節(jié)點(diǎn)機(jī)、節(jié) 點(diǎn)機(jī)-節(jié)點(diǎn)機(jī)是按照“接力”方式傳送的，為了防止傳送途中報(bào)文的丟失，兩個 計(jì)算機(jī)之間可實(shí)現(xiàn)端到端控制。會話層是指用戶與用戶的連接,它通過在兩臺計(jì)算機(jī)間建立、管理和終止通信來完成對話。會話層的主要功能：在建立會活時核實(shí)雙方身份是否有權(quán)參加會活；確定何方支付通信費(fèi)用；雙方在各種選擇功能方面（如全雙工還是半雙工通信）取得一致；在會話建立以后，需要對進(jìn)程間的對話進(jìn)行管理與控制。表示層主要處理應(yīng)用實(shí)體間交換數(shù)據(jù)的語法。其目的是解決格式和數(shù)據(jù)表示的差別，從而為應(yīng)用層提供一個一致的數(shù)據(jù)格式，如文

47、本壓縮、數(shù)據(jù)加密、字符編碼的轉(zhuǎn)換，從而使字符、格式等有差異的設(shè)備之 間相互通信。應(yīng)用層與提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān),這些服務(wù)包括文件傳送、打印服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、電子郵件等。應(yīng)用層提供了一個應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信的接口。從七層的功能可見：13主要是完成數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸，稱之為網(wǎng)絡(luò)低層，即通信子網(wǎng)；57層主要是完成信息處理服務(wù)的功能，稱之為網(wǎng)絡(luò)高層；低層與高層之間由第4層銜接。注：在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中只有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，所以在數(shù)據(jù)通信中也只 研究這三層3、OSI有關(guān)術(shù)語面向連接和無連接下層向上層提供服務(wù)有兩種形式：面向連接的服務(wù)；無連接的服務(wù)1、面向連接的服務(wù)以電話系統(tǒng)最為典型，要和某人通話，先拿起電話，撥號

48、碼，談話， 掛斷。網(wǎng)絡(luò)中的面向連接服務(wù)類似大電話過程。某一方欲傳誦數(shù)據(jù)，首先給出對方的全稱地址，并請求建立連接，當(dāng)雙方同意后, 雙方之間的通信鏈路就建立起來。第二步是傳送數(shù)據(jù)，通常以M為單位，按序傳送，不再標(biāo)稱地址，只標(biāo)稱所建立 的鏈路號，并由收方對收到的M予以確認(rèn)，為可靠傳送方式。也有用不著確認(rèn)的 場合，為不可靠方式。第三步當(dāng)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，拆除鏈路。面向連接的服務(wù)，又稱為虛電路服務(wù)。2、無連接服務(wù)沒有建立和拆除鏈路的過程，像普通的電子郵件，其用戶并不希望為發(fā)一 條消息而去建立和拆除連接的麻煩。無連接服務(wù)又稱為數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，它要求每一M信 息帶有全稱地址，獨(dú)立選擇路徑，具到達(dá)目的地的順序也是不

49、定的，到達(dá)目的地后， 還要重新對M進(jìn)行排序。三、數(shù)據(jù)交換1、概述；2、電路交換；3、報(bào)文交換；4、分組交換；5、三種交換方式的比較；6、幀 中繼；7、異步傳輸模式1、全聯(lián)通：多個設(shè)備之間進(jìn)行通信的一個簡單方法是在兩者之間建立直達(dá)的傳輸鏈路, 稱為全聯(lián)通，由此構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)成為互聯(lián)網(wǎng)或完全互聯(lián)網(wǎng)。2、數(shù)據(jù)交換： 在連接著大量DTE的網(wǎng)絡(luò)中，為了實(shí)現(xiàn)在眾多DTE之間的通信，較 好的方法是在通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置交換中心(switching center),它可同時為多對要通信 的數(shù)據(jù)終端建立通信鏈路，通信結(jié)束后再拆除鏈路。這些中間節(jié)點(diǎn)并不關(guān)心數(shù)據(jù)內(nèi)容，它的目的只是提供一個交換設(shè)備，把數(shù)據(jù)從一個節(jié)點(diǎn)傳 送到另一

50、個節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的地。通常將數(shù)據(jù)在各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸過程稱為數(shù)據(jù)交換。3、交換一個交換網(wǎng)絡(luò)由一系列稱為交換機(jī)的節(jié)點(diǎn)，相互連接組成。交換機(jī)是硬件和軟件設(shè)備，具有在連接到交換機(jī)的兩個或多個設(shè)備之間創(chuàng)建臨時連接的能力。4、數(shù)據(jù)經(jīng)編碼后在通信線路上進(jìn)行傳輸，按數(shù)據(jù)傳送技術(shù)劃分：公用交換網(wǎng)，如電話網(wǎng)。公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)。5、公用電話網(wǎng)(PSTN)是應(yīng)用最廣泛的交換網(wǎng)，只要增加少量設(shè)備和自動呼叫( ACE) 就可以開展數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：投資少，實(shí)現(xiàn)簡單，地區(qū)廣泛，使用方便。缺點(diǎn)：傳輸差錯率高，傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定，不適于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?、公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換方式：(1)電路交換方式，分為：空分交換方式，時

51、分交換方式(2)存儲交換方式，又稱信息交換和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，根據(jù)存儲、傳輸?shù)膯挝徊煌?，又分為：?bào)文交換方式，分組交換方式。簡而言之，把共用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)分為三種：1、電路交換方式，2、報(bào)文交換方式，3、 分組交換方式電路交換方式數(shù)據(jù)通信的電路交換又稱線路交換，是根據(jù)電話交換的原理發(fā)展起來的依照交換方式。具體是指兩臺計(jì)算機(jī)或終端在相互通信時，使用同一條實(shí)際的物理鏈路，且在通信中自始至終使用該條鏈路進(jìn)行信息傳輸，而不允許其他計(jì)算機(jī)或終端同時共享該條鏈路。電路交換的通信過程包括3個階段：建立連接、傳輸數(shù)據(jù)和拆除連接。電路交換可以分為以下兩種：空分交換；時分交換(1) 空分交換， Space Divis

52、ion Switching 。這是指在交換過程中的入線是通過在空間的位置來選擇出線，并建立接續(xù)，通信結(jié) 束后，隨即拆除。比如，人工交換機(jī)上塞繩的一端連著入線塞孔，由話務(wù)員按主叫要求把塞繩的另一 端連接被叫的出線塞孔，這就是最形象的空分交換方式。(2) 時分交換， Time Division Switching時分交換是以時分復(fù)用為基礎(chǔ)，是把時間劃分為若干互不重疊的時隙，由不同的時 隙建立不同的子信道，通過時隙交換網(wǎng)絡(luò)完成話音的時隙搬移，從而實(shí)現(xiàn)入線和出 線間數(shù)據(jù)交換的一種交換方式。7、電路交換的優(yōu)點(diǎn)信息的傳輸時延小，對于一個接續(xù)來說，傳輸時延不變。信息以信號的形式在數(shù)據(jù)通路中“透明”傳輸。電路

53、交換的特點(diǎn)是接續(xù)路徑采用物理連接，在電路接通之后，出現(xiàn)在數(shù)據(jù)終端用戶面 前的就好像是專線一樣，交換機(jī)不再干預(yù)信息的傳輸，即在用戶之間提供了完全“透 明”的信號通路。信息的編碼方法和信息格式不受交換網(wǎng)絡(luò)的限制。8、電路交換的缺點(diǎn)電路的持續(xù)時間較長，對于數(shù)據(jù)和其他非會話性質(zhì)的通信就沒有必要。特別對于猝發(fā) 式的通信，電路交換效率不高。電路資源被通信雙方獨(dú)占，電路利用率低 通信雙方在信息的傳輸速率、編碼格式、同步方式、通信規(guī)程等方面要求完全兼容。有呼損，即可能出現(xiàn)由于雙方用戶終端設(shè)備忙或交換網(wǎng)負(fù)荷過重而叫不通。不夠靈活，一旦電路建立，不管電路是否是最完美的，通信的所有數(shù)據(jù)都將使用電路 所形成的路徑。電

54、路對于所有的通信都一視同仁。每個請求都被賦予到任何可用的線路上，沒有優(yōu)先 級別。9、報(bào)文交換(Message Switching)報(bào)文交換(Message Switching)是通過通信子網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)采用 存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的方式來傳輸數(shù)據(jù)，它不需要在兩個站點(diǎn)之間建立一條專用的通信線路。報(bào)文交換中傳輸數(shù)據(jù)的邏輯單元稱為 避文，其長度一般不受限制，可隨數(shù)據(jù)不同而改變。實(shí)現(xiàn)報(bào)文交換的結(jié)點(diǎn)通常是一臺計(jì)算機(jī)，它具有足夠的存儲容量來緩存所接收的報(bào)文。一般它將接收報(bào)文站點(diǎn)的地址附加于報(bào)文一起發(fā)出，每個中間結(jié)點(diǎn)接收報(bào)文后暫存報(bào)文，然后根據(jù)其中的地址選擇線路再把它傳到下一個結(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的站點(diǎn)。一個報(bào)文在每個結(jié)點(diǎn)的延

55、遲時間等于接收報(bào)文的全部位碼所需要時間、等待時間，以及傳到 下一個結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)延遲時間。為了準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文，一份報(bào)文包括以下三個部分：報(bào)頭或標(biāo)題，包括發(fā)信站地址，終點(diǎn)收信地址和其他輔助控制信息等；報(bào)文正文，即數(shù)據(jù)部分；報(bào)尾，表示報(bào)文的結(jié)束。報(bào)文交換的特征是交換機(jī)要對用戶的信息進(jìn)行存儲和處理，具有如下優(yōu)點(diǎn)：線路效率較高，這是因?yàn)樵S多報(bào)文可以用分時方式共享一條節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通道。不需要同時使用發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前暫時存儲這個報(bào)在線路交換網(wǎng)上，當(dāng)通訊量變得很大時，就不能接受某些呼叫。而在報(bào)文交換上卻仍然可以接收報(bào)文，只是傳送延遲會增加。10、分組交換(Packet Switching)(重點(diǎn))分組交換(Packet Switching)方式也稱包交換，實(shí)質(zhì)上是在“存儲一轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它兼有電路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)。分組交換的基本思想是實(shí)現(xiàn)通信資源共享，采用的是統(tǒng)計(jì)時分復(fù)用( STDM )技術(shù)。進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)。11、分組交換的優(yōu)點(diǎn)向用戶提供了不同速率的、不同代碼、不同同步方