【期末复习】计算机网络 谢希仁版(二)物理层

简介: 期末计网满绩计划教材:计算机网络(第七版)谢希仁版

期末计网满绩计划

教材:计算机网络(第七版)谢希仁版


物理层

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1. 特性

机械

电气

功能

规程

2. 消息、数据和信号

消息(Message):是通信系统中传输的具体对象。(如符号、文字、语音、图像等)

数据(Data):是运送消息的实体。

信号(Signal):是数据的电气或电磁表现

3.时域分析、频域分析、傅立叶分析与截止频率

4. 比特和码元,比特率和波特率

比特:信息量的度量单位,为信息量的最小单位

码元:指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形。

比特率:指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(bit per second)也可表示为b/s,比特率越高,单位时间传送的数据量(位数)越大。

波特率:表示每秒钟传送的码元符号的个数,它是对符号传输速率的一种度量。

5. 传输方式

向某一个方向传送信息的媒体


5.1 信道

单向通信:(单工通信)只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

双向交替通信:(半双工通信) 双方能够发送信息,但是不能同时发送,只有有一方放送以方接受,过段时间反过来。

双向同时通信:(全双工通信) 通信的双方可以同时发送和接受信息。

5.2

串行

数据在传输时,是逐个比特按照时间顺序依次传输的。适合长距离。


并行

数据在传输时,采用了n个并行信道,在每一个信道上串行传输,每次传送n个比特。适合短距离。


6. 奈氏准则

在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。


7. 香农定律

7.1 信噪比

信号的平均功率和噪声的平均功率之比,常记为S/N ,并用分贝作为度量单位。

  信噪比(db) = 10 log10(S/N) (db)

当S/N = 10 时,信噪比为10 dB ,而当S/N=1000时,信噪比为30dB


7.2 香农公式

信道的极限信息传输速率C

C = W*log2(1 + S/N) (bit/s)

信道的带宽或信道中信噪比越大,信息的极限传输速率就越高。


8. 传输的基本概念

源点 :源点设备产生要传输的数据,例如计算机的键盘输入汉字

基带信号 :来自信源(源点)的信号

基带调制 :对基带信号的波形进行变换,使得它与信号特征相适应。

9. 复用技术

通信技术中的基本概念


时分复用 TDM: 不同时间占用相同的带宽资源。


频分复用 FDM:同时占用不同带宽资源。


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波分复用 WDM:光的频分复用


码分复用(CDM)(码分多址(CDMA)):可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,有很强的抗干扰能力,频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。


码片 : 每一个比特时间再划分为m个短的间隔,通常m的值是64或128。


码片序列:每一站被指派一个唯一的 m bit。


10. 课后习题

第一题:(2-04)


基带信号:来自信源(源点)的信号

码元:指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形。

单向通信:(单工通信)只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

双向交替通信:(半双工通信) 双方能够发送信息,但是不能同时发送,只有有一方放送以方接受,过段时间反过来。

双向同时通信:(全双工通信) 通信的双方可以同时发送和接受信息。

串行传输:数据在传输时,是逐个比特按照时间顺序依次传输的

并行传输:数据在传输时,采用了n个并行信道,在每一个信道上串行传输,每次传送n个比特。

第二题:

香浓公式的意义:(2-06)


只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。


比特/秒和码元/秒的区别:

这两个是不完全一样的。


当使用二进制编码的时候,一个码元对应一个比特。在这种情况下码元和比特在数值上是相同的。

但使用其他编码的时候,一个码元不一定总等于一个比特,可能几个比特等于一个码元,也可能几个码元等于一个比特。

第三题:(2-07)

假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/s)


如果我们用二进制数字来表示者16个不同的级别,就会有2的四次方,也就是4个二进制位。那么就是一个码元表示4比特。因此码元速率为20000码元/秒,我们的到的数据率就是码元的四倍就是80000bit/s


第四题(2-13)

常用的信道复用的技术:


频分复用,时分复用,波分复用和码分复用等。


第五题(2-16)

共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为:

A: (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1). B: (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1).

C: (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1). D: (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1).

现收到的码片序列为(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)

问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?

求写下详细步骤.

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