数据通信与网络(复习总结)

第一章：

1-1 数据通信系统的组成：

1.4.3 单工、半双工和全双工通信

（1）单工通信：单工通信是指通信是单向进行的，就像是单行道。通信的双方中只有一个可以进行发送，另一个只能接收。广播、遥测、遥控等就是单工通信的例子。

（2）半双工通信：半双工通信是指通信的双方都能发送和接收，但是不能同时收发，必须轮流进行。当其中一方在发送时，另一方只能接收，反之亦然。如对讲机，问询、检索等。（3）全双工通信：全双工通信是指通信的双方可同时进行数据的发送和接收。一般情况下，全双工通信的信道必须是双向信道。电话是全双工通信一个常见的例子，通话的双方可同时进行说和听。

1.5 多路复用

1. 频分复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）是一种按频率来划分信道的复用方式。

2. 时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一个数字化过程，它是一种以时间分片方式来实现在同一信道中传输多路信号的一种方法。

3. 码分复用

1.6.1 有效性指标

（1）码元传输速率（R B）：R B=1/T（Baud）

（2）信息传输速率（R b）：R b=R B log2M（bit/s）

（3）频带利用率：η=R B/B（Baud/Hz）

第二章：

工作波长和频率的换算公式为：

无线电波有5种传播方式：地表传播、对流层传播、电离层反射传播、视距传播和空间传播。

(1) 地表传播。在地表传播方式中，无线电波的传播通过大气的最底层进行，紧靠地球表面。信号由天线发出后，沿着地球表面传播，信号能量主要由地表吸收。

(2) 对流层传播。对流层传播有两种方式：第一种方式，信号以直线方式由发送天线传到接收天线。这种方式要求发送和接收天线在视距范围内，由于受地球表面曲度和天线高度的影响，传输距离较近；第二种方式，通过对流层反射，使信号由发送天线传输到接收天线，这种方式传输距离较远，可达几百公里。

(3) 电离层反射传播。在高频波段，电离层可以对无线电波产生反射，从而实现电离层反射传播。这种传播方式可以以较低的能量传输更远的距离。

(4) 视距传播。微波具有直线传播的特性，视距传播要求发送天线和接收天在视距范围之内。微波视距传播具有大容量和好的传播特性。如果发送天线和接收天线超出视距范围，接收信号质量会急剧下降。

(5) 空间传播。空间传播是利用卫星作为中继站的视距传播，由于卫星是一个非常高的转发平台，因此极大地拓展了信号的传播范围。

自由空间传播损耗公式：

香农公式：设带宽为B(Hz)的连续信道，输入信道的加性高斯白噪声n(t)的功率为N(W)，信号s(t)的功率为S(W)，则该信道的信道容量为

第三章：

3.1.1：差分波形： 3.2：

所谓码间串扰（InterSymbol Interference ，ISI ）是由于系统传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽、并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。

)

()

/(1038

Hz f s m f c ?=

＝λ[])

(lg 20lg 2044.324lg

20dB f d d

L fs ++==λ

π

3.5.1 眼图

眼图是利用实验手段通过示波器估计系统性能时观察到的一种图形。观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在抽样判决器的输入端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步。此时可以从示波器显示的图形上,观察码间干扰和信道噪声等因素影响的情况,从而估计系统性能的优劣程度。因为在传输二进制信号波形时, 示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。

该图可以获得以下信息

（1）最佳抽样时刻是眼睛张开最大的时刻。

（2）定时误差灵敏度是眼图斜边的斜率。斜率越大，对位定时误差越敏感。

（3）抽样失真反映了抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度。

（4）判决门限电平是图中央横轴位置。

（5）抽样时刻上,上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限,若噪声瞬时值超过它就可能发生错判。

（6）过零点失真，对于利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统有很大影响。

第四章：

图4-2 二进制振幅键控信号时间波型：

图4-3 二进制振幅键控信号调制器原理框图：

图4-11 二进制移频键控信号的时间波形：

图4-23 2DPSK信号调制过程波形图

定义一种数字信息与Δφ之间的关系为

P96习题：例4-3：

表4-1 二进制数字调制系统的误码率公式一览表

第五章：图5-1 检错重发差错控制系统的组成

纠错编码理论的研究结果表明，最小码距d0与检、纠错能力之间满足下列关系。

若码组用于检测e个错误时，则最小码距：d0≥e+1

若码组用于纠正t个错误时，则最小码距：d0≥2t+1

若码组用于纠正t个错误，同时检测e个错误时，则最小码距：d0≥e+t+1

图5-9 二维奇偶监督码检错、纠错原理

第六章：

同步分类：载波同步；位同步；帧同步（群同步）

1.频域插入导频：插入原则：

(1) 导频是含有载波信息的单频信号，导频的频率应当是与载频有关的或者就是载频的

频率。

(2) 插入导频的位置与已调信号的频谱结构有关，通常在已调信号频谱中的零点插入导

频，且要求其附近的信号频谱分量尽量小，这样便于插入导频以及解调时易于滤出它，如图6-1所示。

(3) 导频的权值a应比较小，使其占用功率不大，以提高信号的功率利用率。

图6-3 时域插入导频法：【锁相环】

第七章

7.1.3 OSI模型各层的基本功能

1. 应用层(第7层) ：应用层直接与用户和用户的应用程序进行通信。应用层提供的典型服务有：文件传送、电子邮件、远程计算机访问、分布式系统等。

2. 表示层(第6层) ：表示层的主要功能是把应用层提供的信息变为能共同理解的形式。

3. 会话层(第5层) ：会话层建立并保持用户进程之间的逻辑关系，以及处理进程之间的对话，并且保证每次会话都会正常结束。

会话层的主要功能有：确认双方身份；确定工作方式（是全双工还是半双工）；确认付费方；对传送的大文件设置断点（同步点）；并提供检查断点重传机制等。

4.运输层(第4层) ：运输层又称传输层，也称端到端层，它实现用户端到端或进程之间的信息控制和信息交换。

传输层的主要功能有：决定是否通过一条单独路径来传输所有的消息（是虚电路还是分组方式）；在发送端将消息分解成带序号的分组，在接收端将分组正确重组为消息；负责将报文从源DTE的一个特定进程传递到目标DTE的一个特定进程；在信源进程到信宿进程的层次上进行差错控制和流量控制。

5. 网络层(第3层) ：网络层又称通信子网层，负责将数据分组从源DTE尽力传输到目的DTE的过程。

网络层属于通信体系结构中的低层组，因此除了源DTE、宿DTE之外，中间的网络节点或网络设备也要参与对网络层的数据分组处理。

6. 数据链路层(第2层) ：数据链路层是在物理层基础上建立的，用于建立和拆除数据链路连接，实现无差错传输的控制层。

数据链路层的主要功能是分组的封装成帧；相邻节点链路层的错误检测、流量控制；在数据同步通信中负责时序同步。

7. 物理层(第1层) ：物理层包含那些在物理媒介上传输比特流必须的功能。

图7-2 层间数据单元关系

7.2 V.24 物理层接口标准

7.3 HDLC 数据链路控制协议

7.3.4 操作过程

HDLC的操作涉及了三个阶段。首先，双方中有一方要初始化数据链路，使得帧能够以有序的方式进行交换。在这个阶段中，双方需要就各种选项的使用达成一致。初始化之后，双方交换用户数据和控制信息，并且实施流量和差错控制。最后，双方中有一方要发出信号来中止操作。

【 1. 初始化；2. 数据传送；3. 拆链】

7.5 TCP/IP通信体系结构

TCP/IP的正式名称是TCP/IP互联网协议族，一般称为TCP/IP （Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。TCP/IP通信体系结构是开放的体系结构，多个不同厂家生产各种型号的计算机，它们运行着不同的操作系统，TCP/IP允计它们互相之间进行通信。使用TCP/IP也可以在任何相互连接的一系列网络之间进行通信。

IP协议的5种不同的网络类型：

1. A类网络地址；

2. B类网络地址 ；

3. C类网络地址 ；

4. D类网络地址 ；

5. E类网络地址

IPv4向Ipv6过渡的两种基本方式：双协议栈技术 ；隧道技术

IPv4：32位；IPv6：128位。

第八章：

8.1电路交换的两种技术：1.空分交换；2.时分交换；3.时分与空分复合交换。

图8-9 虚电路方式的分组交换：

图8-10 数据报方式的分组交换：

(2) 分组长度与交换机费用

图8-28 帧中继、X.25、OSI参考模型

ATM信元结构：信元长度为53个字节，前5个字节信元头是控制信息，后48个字节是信息字段。