第3章 数据信号传输(2)
卫星通信第3章
方法：利用多波束卫星来实现: 多波束卫星是指具有多波束天线的卫星。 这种卫星通常使用在两种环境之下。第一， 将原一个单一业务区分成若干小区，用高增 益天线所发射的点波束分别覆盖这些小区， 这样可以减小地球站天线的尺寸。第二，用 多个不同的波束分别覆盖彼此分开的几个业 务区域，这样在卫星功率充裕的情况下，可 以实现对频率的重复利用，从而使卫星转发 器的容量成倍地增加。
码分多址访问（CDMA）方式是以信号的 波形、码型为参量来实现多址访问的，其频率、 时间和空间上均无法分开，因而不同的地球站使 用不同的码型作为地址码，并且这些码型相互正 交或准正交。 空分多址访问（SDMA）方式是以空间作为 参量来进行分割的，其频率和时间无法分开，因 而不同的信道占据不同的空间，这样卫星可根据 空间位置接收相应覆盖区域中的各地球站发送的 上行链路信号。 还有卫星数据分组多址方式，卫星转接时分 多址方式SS/TDMA方式。
下图给出两个业务站与卫星之间建立通信， 其卫星和业务站的平均接收的帧周期。 周期的计算公式见书上（仅作参考）
下图给出业务站的发射帧周期
数字地面网和TDMA系统互连
二、TDMA系统的同步
TDMA系统的同步内容包括载波同步、 时钟同步和分帧同步。其中要求在极短的时 间内从各接收分帧报头中完成基准载波和时 钟信号的提取工作。
在预分配SCPC方式中，任意两地球站之 间进行通信时，其下行链路的载波只携带一 路信号，并且占用一条卫星通道。 SCPC的频率配置 在采用SCPC方式工作的IS-IV卫星通信 系统中，将其中一个卫星转发器的36MHz带 宽等间隔地分为800个通道，其频率分配如 图3-26所示。
二、终端设备组成
3.3 TDMA方式
3.3.1 TDMA的基本概念
计算机网络第3章习题及答案
第三章习题（物理层）一．名词解释1. ______ 基带传输2. ______ 频带传输3. ______ 线路交换4. ______ 数据报5. ______ 虚电路6. ______ 单工通7. ______ 半双工通信8. ______ 全双工通信A. 两台计算机进行通信前，首先要在通信子网中建立实际的物理线路连结的方法。
B. 同一报文中的所有分组可以通过与现在通信子网中建立的传输路径来传输的方法。
C. 在数字通信信道上直接传输基带信号的方法。
D. 在一条通信线路中信号只能向一个方向传送的方法。
E. 在一条通信线路中信号可以双向传送，但一个时间只能向一个方向传送的方法。
F. 利用模拟通信信号传输数字信号的方法。
G. 同一报文中的分组可以由不同的传输路径通过通信子网的方法。
H. 在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法。
二．单项选择1．在常用的传输介质中，带宽最宽、信号传输衰减最小、抗干扰能力最强的一类传输介质是_______ ：。
A .双绞线B.光缆C. 同轴电缆D. 无线信道2．通过改变载波信号的频率来表示数字信号1、0的方法叫作_______ 。
A. 绝对调相B. 振幅键控C. 相对调相D. 移频键控3．两台计算机利用电话线路传输数据信号时必备的设备是_______ 。
A. 调制解调器B. 网卡C. 中继器D. 集线器4．哪种数字数据编码方式属于自含时钟编码？_______A. 非归零码B. 脉冲编码C. 曼彻斯特编码D. 二进制编码5．利用载波信号频率的不同来实现电路服用的方法有_______ 。
A. 频分多路复用B. 数据报C. 时分多路复用D. 码分多路复用6．当通信子网采用_______ 方式时，我们首先要在通信双方之间建立起逻辑连接。
A. 线路连接B. 虚电路C. 数据报D.无线连接7．在ATM技术中，信元作为数据传输的基本单位，它的长度为_______ 。
A. 43BB. 5BC. 48BD. 53B三．判断对错1．在数据传输中，多模光线的性能要优于单模光纤。
通信原理思考题答案
通信原理思考题答案第一章绪论1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。
人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。
信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。
信号是消息的载体。
1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？答：信源编码的目的是压缩编码。
信号编码的目的是提高信号传输的可靠性。
1.7何谓调制？调制的目的是什么？答：调制包含调节或调制的意义。
调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。
1.8数字通信系统有哪些性能指标？答：可靠性和有效性。
用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。
1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。
多径效应会引起信号衰落。
1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。
衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。
第二章信号2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：若一个随机过程X(t)的统计特性与时间起点无关。
广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。
2.12何谓窄带平稳随机过程？答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。
2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。
所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。
2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。
通信原理-基带脉冲与数字信号
100
111
0
Tb
t
Ts 输入二进制波形
w2(t) 7
6
5
4
3 2
Ts
1
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
输出八进制极性NRZ波形
t
12
第三章 基带脉冲与数字信号
参数变换 Tb 为传一个二进制比特的时间 Ts 为传一个多进制符号的时间 R 比特率 D 符号率 l 二进制位数
R= 1 Tb
D= 1 = 1 = R Ts lTb l
以前面所述的8进制极性码为例，假设输入二进制1和0等 概分布，则多进制an的取值也为等概分布。
an Î {-7,-5,-3,-1,1,3, 5, 7} 各符号概率为1/8
å R(0) =
8 i=1
(an )i2 Pi
=
1 8
´
72
´2+
1 8
´ 52
´2+
1 8
´ 32
´2+
1 8
´12
´2
=
21
14
对于多进制NRZ码，第一零点带宽为B = R/l，于是有，
= l b/s/Hz。
16
第三章 基带脉冲与数字信号
可以看出，随着l的增大，多进制信号的频谱效率增高。但 是l的增大伴随着数字信号抗噪声能力的减弱。实际环境中 不可能没有噪声，不能任意增大l。
在有噪声的条件下，香龙公式给出了频谱效率的极限：
第三章 基带脉冲与数字信号
当k>0时，R(k)=0。(an均值为0，各符号独立)
Ts = 3Tb,
F(t) = Ts
sin p fTs p fTs
= 3Tb
数据与计算机通信答案(第3章)
而对于数字彩色电视机，相当不错了。如果不提高数据率，还可以通过降低分辨率或刷新速 率，来换取色彩数的提高，但这也不实用的方法。
已知视频带宽 B=5MHz，所以有 5=P/105，则每行的像素数 P=5x105=525。 然而，通常 CCIR-M/NTSC 制式每行只约有 450 像素，带宽 B=P/105=450/105=4.3MHz (实 际技术指标 4.2Hz) 。 带宽由 4.2MHz 增加到 5MHz 时，水平分辨率约增加 75 像素，增幅 16.7%。 （2）计算垂直分辨率的增幅 由于信号最高频率 fH=5MHz，即最短的信号周期 1/fH=0.2υs。 又因为每个最短周期包含 2 个像素，则有 225 周期/行。那么，每行扫描时间为 0.2υs×225=45υs。加上水平回扫 11υs，每行往返扫描时间为 56υs ，即 56x10-6 s， 假定每屏 V 行，每秒扫描 30 场（帧、屏），则每秒扫描行数为 30V。 因此对于画面刷新，有 30V×56x10-6 = 1s，V = 595 行/屏。目前 NSTL 制式每行只有 525 行。垂直分辨率增加了 70 行，增幅 13.3%。
cos 2 t = cos t cos t = 1 (cos 2t + cos 0) = 1 (cos 2t + 1)
2
2
所以， f (t) = (10 cos t)2 = 100 cos 2 t = 50 + 50 cos 2t
03第3章 数字信号的输入和输出
第二篇实践篇学习过上一篇的内容之后，我们已经对机器人的概念及发展有了一个基本的认识，大家一定很想亲自动手实践一下，做一个属于自己创意的机器人。
的确，机器人技术是一项实践性很强的课，只有理论还是远远不够的，因为理论和实际有时还存在着巨大的差距，不亲自动手是什么也学不到的，下面我们就以“创意之星”套件为例，亲自实践一下机器人技术。
“创意之星”机器人套件是北京博创公司经过多年潜心研究而开发出来的专门面向广大青年学生和机器人爱好者的一款机器人产品。
它是一种模块化机器人组件，其特点是组成机器人的各种零件都是通用、可重组的，各个零件之间有统一的连接方式，零件之间可以自由组合，从而构建出各种各样的机器人构型。
它特别适合于机器人的初学者，它不需要你有什么高深的机器人理论基础，只要你有一定的机械结结基础和C编程基础就可以完成本篇的所有实践内容。
本篇中，第3章主要介绍了创意之星机器人套件的所有部件，第4章主要介绍了机器人套件中两控制器的使用方法，第5、6、7章通过六个任务的完成过程，让大家不仅熟悉创意之星套件入门版、标准版、高级版三种版本的所有内容，初步掌握创意之星机器人套件各零部件的用法，而且还能让你具备设计和搭建一款机器人的一般方法。
第三章数字信号的输入和输出 (3)3.1绚丽的霓虹灯 (4)3.2 数字信号的输入输出原理 (4)3.3 碰撞开关、LED灯和L型结构件 (5)3.4 multiflex2-A VR控制器 (5)3.5 多功能调试器和外接电源 (7)3.6 northstar图形化开发环境 (8)3.7 IO方向设置 (9)3.8数字输出控件—digital output (10)3.9 延时控件—delay (10)3.10 连线 (11)3.11 while循环 (11)3.12数字输入控件—digital input (13)3.13变量控件—variable (13)3.14 编译和下载 (13)3.15 小结 (14)第三章数字信号的输入和输出学习目标：1. 数字信号原理2. 数字信号的输出控制3. 数字信号的输入采集4. 创意之星的IO口使用方法5. 熟悉NorthStar的编译环境6. 实现LED灯的亮灭控制第三章、第四章和第五章将通过一个“智能搬运机器人”的制作和控制，学习机器人的最基本控制技术：开关量传感器和模拟量传感器的信号采集、输出数字信号控制LED灯、电机和舵机的运动控制。
《计算机网络基础》第五版习题答案
《计算机网络基础》第五版习题答案第1章计算机网络概论一、选择题二、1、一定数量能独立工作的计算机、通过通信介质连接起来、共同遵守相应的标准、资源共享2、独立功能、通信介质、通信线路、网络软件、资源共享3、具有通信功能的4、ARPAnet，分组交换网5、资源共享、数据通信、通信子网、资源子网6、CHINAPAC7、中国公用计算机互联网、中科院科技网、国家教育和科研网、中国金桥网8、钱天白9、分布式处理10、数据通信、资源共享11、分布式输入、分布式计算、分布式输出12、局域网、城域网、广域网、总线型、环型、星型13、单播、组播、广播14、延长通信线缆长度，分布式访问控制策略15、集中式通信、线路交换、报文交换16、具有较高的传输速率、具有较低的误码率17、网络资源、网络管理作用18、城域网19、点、线20、服务器、客户机、网络集线设备、传输介质三、判断题四、问答题1．什么是计算机网络？将地理位臵不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统、网络应用软件等）的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。
2．计算机网络的发展经历了哪几个阶段？第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段3．简述计算机网络的主要功能？资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性4．按地理位臵来划分，计算机网络可以分为哪几类？局域网、城域网、广域网5．计算机网络的主要拓扑结构有哪些？星型、环型、总线型6．简述星型拓扑结构的特点？星型拓扑结构主要具有以下的一些优点：⑴易于故障的诊断与隔离⑵易于网络的扩展。
⑶具有较高的可靠性。
但其缺点也很明显，主要有：⑴过分依赖中央节点。
⑵组网费用高。
⑶布线比较困难。
7．什么是对等网？什么是C/S网？“对等网”也称“工作组网”，对等网上各台计算机的有相同的地位，无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其它计算机提供资源；也可以作为工作站，以分享其它服务器的资源；任一台计算机均可同时兼作服务器和工作站，也可只作其中之一。
第3章(3.2.6)APM(或APK)信号最佳解调性能分析
a ni ja nr A n
四．QAM 信号最佳解调性能分析
设：M 元 QAM 信号 复符号
M 2k ,且 k 为偶数。
I n 在（0，T）内含 k bit—— 2k M 元。
k k 两个正交分量 I nr , I ni 在（0，T）内各有 bit —— 2 2 M 元。 2
2A
，D=2A(最小欧式距离) 。
d=2A
(a)
A2
d = A12 A22 = 2 A A1
A1
A1 A A2 3 A
(b) 4APM
2） PM 相同， Pav 不同
例：五种不同的 8 点星座(图 5－2－15（a）－(d) 8APM, (e)8PSK )
《数字通信》辅导材料
第3章
加性高斯噪声中数字信号传输
)
此式对任意 k 都适用。
P M 4Q(
可见
)
M
QAM 优于 MPSK 和 MPAM。
五．QAM 系统的带宽效率
根据奈氏准则（2 Baud/Hz） 1 W 2T
则
kT R 2k 2 log 2 M W 1 2T R ） W
六．QAM 系统与 MPSK 系统的比较（ PM ，
m＝1， 2， ..., M
＝Am cos 2 f ct -Bm sin 2 f ct， 0 t T 式中，
Am ，Bm } 为一组正交离散幅度对，确定信号点在二维信号平面上位置。
Am＝d m A 令 Bm＝em A
A－－固定幅度值（度量单位，或称比例因子） ， d m，em ――信号点的坐标。
85
图 5－2－15
（a）(c)
Pav =6 A2 Pav =6.83 A2 Pav =4.73 A2 Pav =6.81 A2 (e) 2.61 2
数据通信原理(第2版)课后习题(1~3章)答案
２－８ 一个 ４ＤＰＳＫ 四相调相系统的相位变化关系按 Ｂ 方式工作 （如附图 ４０ 所示） ， 假设初始相 位为 ０， 试求输入双比特码元序列为 ００，０１，１１，００，１０ 等的已调载波信号对应的相位， 并画出其矢量图（假设初始相位为 ０） 。
解： （参见 Ｐ６３ 图 ２－５６） 解题思路： 首先将数据信号序列以二位数字为单位进行分组，然后再求每组数字的相位，如下题：００ 的相位为（初始相位为 ０＋５π／４＝５π／４） ，０１ 的相位为（前一相位 ５π／４＋３π／４＝０） ，１１ 的相位为（前一相位 ０＋π／４＝π／４） ，００ 的相位为（前一相位π／４＋５π／４＝６π／４＝３π／２） ， 依此类推。 基带数据信号序列 相位（初始相位为 ０） 矢量图（→） ０ ０ ５π／４ ↙ ０ １ １ １ ０ → π／４ ↗ ０ ０ ３π／２ ↓ １ ０ ５π／４ ↙
3200 − 2600 = 2900 Hz 2 3200 − 2900 300 3 （２）滚降系数 a = = = = 0.10 2900 2900 29
（３）码元速率 N Bd = f s = 2 f N = 2 × 2900 = 5800 Bd （４）传输速率 R = N Bd log 2 M = 5800 × log 2 4 = 11600 bit / s
fN＝2400/4＝600 Hz
调制速率为：NBd=fs=2fN＝2×600＝1200Bd 总的比特率为：R=fb＝fSlog2M＝1200×log216＝4800bit／s 频带利用率为：? ＝log2M/(1+a )= log216/(1+1)＝2bit/s·Hz 2-6 某一调相系统占用频带为 600~3 000Hz ，其基带形成滚降系数 a =0.5，若要传信率为 4800bit/s，问应采用几相的相位调制？ 解：（参见 P65 例 2-7） B=3000-600=2400 Hz fN＝B/(2(1+a ))=2400/(2(1+0.5))＝800 Hz NBd=2fN＝2×800＝1600Bd R= NBdlog2M –> log2M=R/NBd=4800/1600=3 M=23=8 2-7 某一 QAM 系统， 占用频带为 600~3 000Hz， 其基带形成滚降系数 a =0.5， 若采用 16QAM 方式，求该系统传信速率可多少？ 解：（参见 P58 例 2-6） B=3000-600=2400 Hz fN＝B/(2(1+a ))=2400/(2(1+0.5))＝800 Hz NBd=2fN＝2×800＝1600Bd R= NBdlog2M =1600 log216=6400bit／s
计算机网络_第3章习题解答
第三章习题解答3.1简述数据链路层的功能。
答：数据链路层是在物理层提供的比特流传送服务的基础上，通过一系列的控制和管理，构成透明的、相对无差错的数据链路，向网络层提供可靠、有效的数据帧传送的服务。
其主要功能包括：链路管理，帧定界，流量控制，差错控制，数据和控制信息的识别，透明传输，寻址。
3.2 试解释以下名词：数据电路，数据链路，主站，从站，复合站。
答：数据电路是一条点到点的，由传输信道及其两端的DCE构成的物理电路段，中间没有交换节点。
数据电路又称为物理链路，或简称为链路。
数据链路是在数据电路的基础上增加传输控制的功能构成的。
一般来说，通信的收发双方只有建立了一条数据链路，通信才能够有效地进行。
在链路中，所连接的节点称为“站”。
发送命令或信息的站称为“主站”，在通信过程中一般起控制作用；接收数据或命令并做出响应的站称为“从站”，在通信过程中处于受控地位。
同时具有主站和从站功能的，能够发出命令和响应信息的站称为复合站。
3.3 数据链路层流量控制的作用和主要功能是什么？答：流量控制简称“流控”，是协调链路两端的发送站、接收站之间的数据流量，以保证双方的数据发送和接收达到平衡的一种技术。
在计算机网络中，由于接收方往往需要对接收的信息进行识别和处理，需要较多的时间，通常发送方的发送速率要大于接收方的接收能力。
当接收方的接收处理能力小于发送方的发送能力时，必须限制发送方的发送速率，否则会造成数据的丢失。
流量控制就是一种反馈机制，接收方随时向发送方报告自己的接收情况，限制发送方的发送速率。
保证接收方能够正常、有序地接收数据。
3.4 在停止-等待协议中，确认帧是否需要序号？为什么？答：在停止-等待协议中，由于每次只确认一个已经发送的帧，确认帧可以不需要序号。
但在一些特殊情况下会出现问题。
如果发送方在超时重发一个帧后又收到了迟到的确认，就不能确定该应答是对哪一个帧的确认，并可能导致随后的传送过程重新差错。
3.5 解释为什么要从停止-等待协议发展到连续ARQ协议。