计算机网络第4章 远程通信
计算机网络技术(第三版)习题答案
附录：课后习题答案第一章1.计算机网络就是指，将分布在不同地理位置具有独立功能的多台计算机及其外部设备，用通信设备和通信线路连接起来，在网络操作系统和通信协议及网络管理软件的管理协调下，实现资源共享、信息传递的系统。
计算机网络的功能主要体现在以下几方面:①实现计算机系统的资源共享②实现数据信息的快速传递③提高可靠性④提供负载均衡与分布式处理能力⑤集中管理⑥综合信息服务2. 略3. 用户资源子网提供访问网络和处理数据的能力，是由主机系统、终端控制器和终端组成；通信子网是计算机网络中负责数据通信的部分，主要完成数据的传输、交换以及通信控制。
通信子网为用户资源子网提供信息传输服务；用户资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上的。
网络书稿第二版-(附习题答案)4. 星型的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应节点，具有中继交换和数据处理功能。
星型网的结构简单，建网容易，但可靠性差，中心节点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。
网络中节点计算机连成环型就成为环型网络。
环路上，信息单向从一个节点传送到另一个节点，传送路径固定，没有路径选择问题。
环型网络实现简单，适应传输信息量不大的场合。
由于信息从源节点到目的节点都要经过环路中的每个节点，任何节点的故障均导致环路不能正常工作，可靠性较差。
总线结构中，各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。
总线型结构简单、扩展容易。
网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。
树型网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统。
与星型结构相比，由于通信线路长度较短，成本低、易推广，但结构较星型复杂。
网络中，除叶节点极其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。
网状结构又称为不规则型，网络中各节点的连接没有一定的规则，一般当节点地理分散，而通信线路是设计中主要考虑因素时，采用不规则网络。
目前，实际存在的广域网，大都采用这种结构。
5. 服务器操作系统：它安装在网络服务器上，提供网络操作的基本环境。
《计算机网络基础》第4章 TCP-IP协议简介(modify)
2013年7月14日星期日
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标识符（
Identification ）、标 志（ Flags ）和分片偏移量 （ Fragment offset ）：与IP分 片有关。标识符用于标识一个数 据报，标志用来描述数据报是否 允许分片以及标识最后一个分片， 分片偏移量则表示某一个分片在 数据报中的位置。
第4章 TCP/IP协议简介
2013年7月14日星期日
1
TCP/IP模型简介 TCP/IP模型层次介绍 TCP/IP协议简介 网络层协议 IP协议 ICMP协议
ARP-RARP协议 TCP协议
传输层协议 TCP/IP常见命令 TCP三次握手 TCP滑动窗口 UDP协议
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OSI参考模型是计算机网络协议
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版本（version）：该数据报的IP协议版本。
Header Length ）：用来确定 IP数据报中的数据起始位置。通常20字节长 度的报头。 服务类型（Priority & Type of Service ）：服务类型字段使得不同服务 要求的报文在传送过程中可以区别处理，特 别是在网络发生超载时。 数据报长度（ Total Length ）：是以字节 为单位的IP数据报的总长度（报头长度+数 据长度）。一般小于1500字节。
的标准，但由于开销太大，所以 在实际应用中完全采用它的并不 多。 TCP/IP协议则不然，由于它的简 洁性和实用性，从而得到了广泛 的应用。成为了事实上的工业标 准和国际标准。
2013年7月14日星期日 3
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 网络接口层 物理层
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尽最大努力投递服务
谢希仁计算机网络第五版(第4章)课后习题答案
第4 章网络层4-01网络层向上提供的服务有哪两种？试比较其优缺点。
答案：虚电路服务和数据报服务。
虚电路的优点：虚电路服务是面向连接的，网络能够保证分组总是按照发送顺序到达目的站，且不丢失、不重复，提供可靠的端到端数据传输；目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号，使分组的控制信息部分的比特数减少，减少了额外开销；端到端的差错处理和流量控制可以由分组交换网负责，也可以由用户机负责。
虚电路服务适用于通信信息量大、速率要求高、传输可靠性要求高的场合。
虚电路的缺点：虚电路服务必须建立连接；属于同一条虚电路的分组总是按照同一路由进行转发；当结点发生故障时，所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作。
数据报的优点：数据报服务不需要建立连接；每个分组独立选择路由进行转发，当某个结点发生故障时，后续的分组可以另选路由，因而提高了通信的可靠性。
数据报服务的灵活性好，适用于传输可靠性要求不高、通信子网负载不均衡、需要选择最佳路径的场合。
数据报的缺点：数据报服务是面向无连接的，到达目的站时不一定按发送顺序，传输中的分组可能丢失和重复，提供面向无连接的、不可靠的数据传输；每个分组都要有目的站的全地址；当网络发生故障是，出故障的结点可能会丢失数据，一些路由可能会发生变化；端到端的差错处理和流量控制只由主机负责。
4-02网络互连有何实际意义？进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决？答案：网络互连暗含了相互连接的计算机进行通信，也就是说从功能上和逻辑上看，这些相互连接的计算机网络组成了一个大型的计算机网络。
网络互连可以使处于不同地理位置的计算机进行通信，方便了信息交流，促成了当今的信息世界。
存在问题有：不同的寻址方案；不同的最大分组长度；不同的网络介入机制；不同的超时控制；不同的差错恢复方法；不同的状态报告方法；不同的路由选择技术；不同的用户接入控制；不同的服务（面向连接服务和无连接服务）；不同的管理与控制方式；等等。
计算机网络 《第4章 数据链路层》 讲解
校验码 编码器
发送装置
接收装置
校验码 译码器
信宿
传
输
存储器
信
道
反馈信号 控制器
反馈信号 控制器
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《计算机网络》第4章 数据链路层
反馈重发机制的分类
• 停止等待方式
发送端
1
2
2
3
ACK
NAK
ACK
接收端
1
2
2
3
16
《计算机网络》第4章 数据链路层
连续工作方式 • 拉回方式
• 选择重发方式
重传 发送端 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6
4.2 数据链路层的基本概念
4.2.1 物理线路与数据链路 • 线路 — 链路 • 物理线路 — 数据链路
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《计算机网络》第4章 数据链路层
4.2.2 数据链路控制
• 链路管理 • 帧同步 • 流量控制 • 差错控制 • 帧的透明传输 • 寻址
数据链路层协议 — 为实现数据链路控制功能而 制定的规程或协议。
数据传输，而不需要得到对方复合站的许可。
30
《计算机网络》第4章 数据链路层
数据链路的平衡配置方式
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《计算机网络》第4章 数据链路层
4.4.3 HDLC的帧结构
标志字段F 地址字段A 控制字段C
(8位)
(8/16位) (8/16位)
信息字段I (长度可变)
帧校验字段FCS 标志字段F
(16/32位)
常用的检错码 • 奇偶校验码
垂直奇（偶）校验 水平奇（偶）校验水平 垂直奇（偶）校验（方阵码）
• 循环冗余编码CRC 目前应用最广的检错码编码方法之一
第四章(计算机网络与因特网)测验及答案
第四章测验一、判断1. 网络中的计算机可能利用微波传输数据，它比利用光缆传输数据的效率高。
( F )2. 异步转移模式ATM使多种媒体的信息数据可以同时在ATM信道中传输。
( )3. Internet提供了电子购物服务，因此网络能传递物品。
( )4. B-ISDN是一种通信网络，数据在其上是模拟信号传输。
( )5. ADSL是一种网络联结方式，数据在电话线上是模拟信号传输。
( )6. Internet网由主干网、地区网和校园网（或部门网）三级组成。
( )7. Inertnet网中计算机的IP地址就是它的主机名。
( )8. 计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机互联。
( )9. 建立计算机网络的最主要目的是实现资源共享。
( )10. E-mail帐号能在任意的地点，任意的机器上使用（只要它接入Internet）。
( )11. 工作站本身所具有的硬盘、光盘、程序、数据、打印机等都是该用户的本地资源，网络上其他工作站和服务器的资源称为网络资源。
( )12. 蓝牙（IEE802.15）是一种近距离无线通信的技术标准，通过增加发射功率可达到100m，适合于办公室或家庭环境的无线网络。
( )13. 网络中一台微机既可以作为服务器，也可以作为客户机，取决于它是否同时提供共享资源，又使用其它计算机的资源。
( )14. 网络信息安全主要是指信息在处理和传输中的泄密问题。
( )15. 在网络信息安全的措施中，身份认证是访问控制的基础。
( )16. 在密码学中，所有的公共密钥对所有用户都是公开的。
( )17. 因特网防火墙的作用主要是防止病毒侵害。
( )18. 包过滤通常安装在路由器上，而且大多数商用路由器都提供了包过滤的功能。
( )19. 在一台已感染病毒的计算机上读取一张CD-ROM光盘中的数据，该光盘没有可能被感染病毒。
( )20. 全面的网络信息安全方案不仅要覆盖到数据流在网络系统中所有环节，还应当包括信息使用者、传输介质和网络等各方面的管理措施。
计算机信息及网络安全实教程第4章 网络通信协议技术
2．网络协议的三要素
这些为进行网络数据交换而建立的规则、标准或约定 就称为网络协议。一个计算机网络协议由三个要素组 成：
（1）语义。涉及用于协调与差错处理的控制信息。 相当于人说话“讲什么”。
（2）语法。涉及数据及控制信息的格式、编码及信 号电平等。相当于人说话“如何讲”。
（3）定时。涉及速度匹配和排序等。相当于人说话 “讲话次序”。
Cable MSOs，它开发的有线电视系统标准包括DOCSIS 和 Packet Cable，即有线 电视的互联网服务、分组有线电视相关的标准。 （3）ETSI。欧洲通信标准局。 （4）IANA。互联网IP地址和传输层端口号分配的权威机构，包括传输层TCP的公 认端口号等。 （5）IEEE。美国电信工程师协会，制定了各种局域网数据链路层协议，包括： Ethernet, Token Ring, IEEE 802.11等。 (6) IETF。互联网工程任务组，它发布互联网的推荐协议标准 RFC 文件，以及 Internet Draft文件。 （7）ISO。国际标准化组织，它开发的著名的 OSI Model 以及 ISO Protocol Family。 （8）ITU。国际电信联盟，它的前身是 CCITT，它制定的协议包括IP电话协议 VOIP 以及 X.25, SS7, ASN.1等。
存在，信道噪声所造成的后果是使得接收到的数据和所发出的数据不一致，即造成传输差错， 或简称差错。 （2）差错的产生。通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。由这两种噪声分别产生两种类 型的差错，随机差错和突发差错。热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的，它的特点是： 时刻存在，幅度较小且强度与频率无关，但频谱很宽，是一类随机噪声。由热噪声引起的差错 称随机差错。此类差错的特点是：差错是孤立的，在计算机网络应用中是极个别的。与热噪声 相比，冲击噪声幅度较大，是引起传输差错的主要原因。冲击噪声的持续时间要比数据传输中 的每比特发送时间要长，因而冲击噪声会引起相邻多个数据位出错。冲击噪声引起的传输差错 称为突发差错。常见的突发错是由冲击噪声（如电源开关的跳火、外界强电磁场的变换等）引 起，它的特点是：差错呈突发状，影响一批连续的比特位（突发长度）。计算机网络工程中的 差错主要是突发差错。通信过程中产生的传输差错，是由随机差错和突发差错共同构成的。 （3）差错控制。差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正差错，将差错限制在尽可能小的 允许范围内。检错码，码字只有检错的功能，接收方只能判断数据块有错，但不能确切知道错 误的位置，从而也不能纠正错误。纠错码，码字具有一定的纠错功能，接收方不仅能检出错， 还知道错在什么地方，这时只需将数据位取反即能获得正确的数据。差错检测是通过差错控制 编码来实现的；而差错纠正是通过差错控制方法来实现的。
计算机网络基础课件第四章
RJ-45，连接双绞线 AUI，连接粗缆 BNC，连接细缆 LC等，连接光纤
4.2.2 集线器（HUB）
中继器（Repeater）：一种在物理层上实现信号的放 大与再生的网络设备，用以扩展局域网的跨度。 集线器（HUB）：一种特殊的多端口中继器，所有连接 端口共享网络带宽。
集线器的分类
无源集线器：不对信号做任何处理——早期 有源集线器：对信号可再生和放大
7 8
代理服务（Proxy）
组建大型局域网—园区网
4.2.1 网卡
网卡---- Network Interface Card， NIC
又称网络适配器（Network Interface Adapter，NIA） 负责网络信号的发送、接收和协议转换，用来实现终端 计算机与传输介质之间的网络连接。 局域网连接方式中，每台计算机至少应安装一块网卡。 每块网卡都有一个惟一的网络硬件地址 - MAC地址。 提供不同的接口类型以连接不同的传输介质。
令牌网
FDDI ATM
4.1.2 局域网的拓扑结构
星型 环型 总线型 树型
4.1.3 局域网的传输介质
有线传输
– 双绞线 – 同轴电缆 – 光纤
无线传输
– 红外线通信
– 蓝牙通信 – 扩频通信
第4章 局域网组网
1
2 3 4 5 6
局域网概述 以太网的物理网络设备 网卡（NIC） 集线器（HUB） 双绞线组网、结构化布线 交换机（Switch） 网络操作系统 Windows下建立局域网连接 动态主机配置（DHCP）
智能集线器：具有有源集线器的全部功能外，还提供网
络管理功能。
4.2.3 交换机（Switch）
计算机网络技术 课后习题答案 第4章 计算机网络协议与网络体系结构
4．接口
“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的连接点。 5．网络体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这 种层和协议的集合称之为网络体系结构。
9
计算机网络与Internet应用
4.2.2 OSI参考模型
件;WEB访问和HTTP;对远程主机的Telnet等,对应的通信应用协议 如 P34所列8种。 OSI/RM清晰地定义了服务,接口和协议三个概念,将功能与 实现细节分开,概括性强,理论完整, 便于理解,普遍实用性强,至 今仍被用于理论学习和系统分析;但OSI 协议实现复杂,没有商业 驱动力,未被实际采用。
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2016/7/2
计算机网络与互联网
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1.幅移键控
例4.2 为传输ASK信号，给定一个5000Hz的带宽，波特率和 波特率是多少？
解答 在ASK中，波特率等于带宽，所以波特率是5000。由于 在ASK中波特率和波特率也相同，所以波特率也是5000bps。
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计算机网络与互联网
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3. 相移键控
PSK所需带宽
振幅 最小带宽＝Nbaud
频率 fc－Nbaud /2 fc fc＋Nbaud /2
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计算机网络与互联网
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3. 相移键控
例4.6 以2000bps的速率传输的4-PSK编码所需的带宽为多少？ 传输模式为半双工。
解答 对于4-PSK，波特率是比特率的一半，因此波特率是 1000。一个PSK调制信号所需的带宽等于其波特率，所以 带宽为1000 Hz。
fc(forward) ＝ 11000 － 5000/2 ＝ 8500 Hz
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计算机网络与互联网
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1.幅移键控
例4.3图解
振幅
fc(backward)
fc(forward)
频率
1000
3500
6000
8500
11000
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计算机网络与互联网
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2.频移键控 （FSK，Frequency Shift Keying）
波特率：5 1比特 1比特
0
1
0
1
0
时间
1波特
1波特
1波特 1s
1波特
1波特
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计算机网络与互联网
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2.频移键控
FSK所需带宽
尽管FSK在两个载波频率之间切换，但作为同时存在 的两个频率来研究要更容易些。我们可以认为FSK频谱是 中心频率分别为fc0和fc1的两个ASK频谱的组合。FSK传输 要求的带宽等于信号波特率加上频移值（两个载波频率的 差值）。
比特持续时间是表示一个比特所需的时间区段。在每个比
特持续时间中信号的最大振幅是一个常数，其值与所代表 的比特（0或1）有关
采样ASK技术的传输速度受传输介质的物理介质的物理特
性所限
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1.幅移键控
振幅 1比特
0
比特率：5 1比特
1
波特率：5 1比特
0
1比特
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3. 相移键控
0度相位现在代表00；90度代表01；180度代表10；270度 代表11。这种技术称为4-PSK或Q-PSK 当使用4-PSK时，我们可以用两倍于2-PSK的速度传输数据
振幅 2比特 01 比特率：10 2比特 10 波特率：5 2比特 10 2比特 11 2比特 00 时间
11
4.1.3 调制与解调
幅移键控（ASK) 频移键控 (FSK） 调制方式 相移键控（PSK） 正交调幅（QAM）
比特/波特比较
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1.幅移键控 （ASK，Amplitude Shift Keying）
在幅移键控（又称幅度调制）技术中，通过改变载波信号 的强度来表示二进制0或1 在振幅改变的同时，频率和相位则保持不变
第4章 远程通信
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计算机网络与互联网
1
本章学习要求
掌握：概念（调制、解调、频分多路复用、
时分多路复用）
理解：各种各种调制方式
了解：调制解调器的工作方式 理解：多路复用的分类及其原理
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概述
远程发送信号
调制解调器 复用
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1
1比特
0
时间
1波特
1比特
1比特
1s
1比特
1比特
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计算机网络与互联网
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1.幅移键控
ASK所需带宽
BW = (1+d)×Nbaud 其中BW是带宽，Nbaud是波特率，d是和线路状况有关的一 个因子（最小值为0）。传输所需的最小带宽等于波特率。 有意义的频率是在fc－0.5Nbaud与fc＋0.5Nbaud之间，中间 是载波频率fc
BW =（fc1－fc0）＋Nbaud
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计算机网络与互联网
23ห้องสมุดไป่ตู้
2.频移键控
FSK所需带宽
振幅
BW =（fc1－fc0）＋Nbaud
Nbaud /2
fc1－fc0
Nbaud /2
频率 fc0 fc1
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计算机网络与互联网
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2.频移键控
例4.4 求出以2000bps传输的速率的FSK信号所需的 最小带宽。传输以半双工模式进行，而且两个载 波之间的频率差为3000 Hz。
计算机网络与互联网
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4. 正交调幅 （QAM，Quadrature Amplitude Modulation）
正交调幅技术：在相位上有x中变化，且在振幅上有y种变 化，于是总共就有x×y种可能的变化和对应每个变化的相 应比特数。
术语正交为最小性能所要求的限制派生而来，并与三角几
何有关
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解答 对FSK来说，如果fc0和fc1是载波频率，那么 BW = 波特率 ＋（fc1－fc0） 然而，此时波特率等于波特率。所以 BW = 波特率 ＋（fc1－fc0）＝ 2000 ＋ 3000 ＝ 5000 Hz
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2.频移键控
例4.5 如果介质带宽是12000 Hz而两个载波频率差为2000 Hz，求传输FSK调制信号的最大波特率。传输模式为全双 工模式。 解答 因为采用全双工传输模式，每个方向只有6000 Hz带宽。 对于FSK来说，如果fc0和fc1都是载波频率，则有 BW = 波特率 ＋（fc1－fc0） 波特率 ＝ BW －（fc1－fc0）= 6000 － 2000 = 4000 但是，由于比特率等于波特率，所以比特率是4000bps。
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计算机网络与互联网
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调制
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计算机网络与互联网
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4.1.3 调制与解调
解调（demodulation）：从调制后的载波中得到原先
信号的转换方法。
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计算机网络与互联网
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4.1.3 调制与解调
应用：
远程通信（电话、无线电和电视 ）
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计算机网络与互联网
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计算机网络与互联网
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4. 正交调幅
4-QAM和8-QAM星座
011 01 00
010
101 100 10 11 000 110 111 001
4-QAM 1振幅，4相位
8-QAM 2振幅，4相位
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计算机网络与互联网
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4. 正交调幅
一个8-QAM信号的时域图
载波（正弦波）
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计算机网络与互联网
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4.1.3 调制与解调
调制（modulation）：用基带信号(原始的电脉冲信号)
对载波(正弦交流信号)波形的某些参数（振幅、频率和相 位）进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。调 制方式可分为：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键 控(PSK)。
计算机网络与互联网
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4. 正交调幅
正交调幅是将ASK和PSK以某种方式结合起来，使得在每1 位、双位、三位组、四位组等之间具有最大的反差。 QAM可能的变化是无数的
振幅变化比相位变化更容易受噪声影响，因而不同值间需
要更大的距离，QAM系统中所使用的相位变化的数量总是 比振幅变化的要多
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计算机网络与互联网
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3. 相移键控 （PSK，Phase Shift Keying）
在相移键控（又称相位调制）中，通过改变载波信号的相 位来表示0或1 在相位改时，最大振幅和频率都不改变
在每个波特持续时间中信号的相位是一个常数，其值依赖
于所代表的波特值（0或1）
受带宽限制
在频移键控（又称频率调制）中，通过改变信号的频率来 表示二进制0或1 在每个比特持续时间中信号的频率是一个常数，而且其值 依赖于所代表的比特值（0或1），而振幅和相位都不变 FSK技术的限制因素就是载波的物理容量。
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计算机网络与互联网
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2.频移键控
振幅
比特率：5 1比特 1比特 1比特
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计算机网络与互联网
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3. 相移键控
振幅 1比特 0
比特率：5 1比特 1
波特率：5 1比特 1 1比特 0 1比特 1
时间
1波特
1波特
1波特
1波特
1波特
1s
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计算机网络与互联网
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3. 相移键控
相移键控星座
比特 相位
0
1
0
180
1
0
比特
星座图
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计算机网络与互联网
4振幅，8相位
2振幅，8相位
16-QAM
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16-QAM
计算机网络与互联网
16-QAM
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4. 正交调幅
QAM所需带宽
QAM传输所需的最小带宽与ASK和PSK所需的相同，为Nbaud