现代轨道交通信号中的通信技术复习指导书2014—答案

现代轨道交通信号中的通信技术复习指导书2014—答案请注意：1、所列问题为本课程需要掌握的知识点2、此答案只是提示和参考，非标准答案3、考试重点为“通信技术在信号中的应用”，出大题！！第一章绪论1、现代铁路信号系统的组成。

调度集中系统、车站计算机联锁系统、列车运行控制系统、信号集中监测。

列控系统由无线闭塞中心RBC、列控中心TCC、轨道电路、应答器、车载设备等组成。

2、轨道交通信号系统通信的特点。

基于分布式远程通信网络，控制中心设备、车站设备、轨旁设备、车载设备通过网络通道相互交换控制命令、参数或者状态等数据信息。

3、轨道交通信号系统通信技术的应用形式。

地面设备网络通信技术、车地移动通信技术、车载设备通信技术、安全通信技术4、轨道交通信号系统对通信的要求。

实时性、可靠性、安全性、优先级第二章数据通信与网络基础1、数据传输介质主要有哪些？有线传输介质：双绞线、光纤，无线传输介质：超短波及微波视距传播、卫星中继2、常见的基带传输方式和频带传输方式有哪些？基带：NRZ、RZ、HDB3、曼彻斯特编码频带：幅度键控、频移键控和相移键控3、差错控制的基本思想是什么？差错控制的基本思想是通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立、相关性很小的信息码元序列产生某种相关性，从而在接收端有可能依据这种相关的规律来检查，进而识别或纠正传输信息序列的差错。

变换的方法不同，就构成了不同的纠错码，在系统中用不同的方法使用纠错编码，就产生了不同的差错控制方式。

4、奇偶校验码、水平奇偶校验码、水平垂直奇偶校验码的原理。

1）奇偶监督码这是一种最简单的检错码，又称奇偶校验码，在计算机数据传输中得到广泛应用。

其规则为先将所要传输的数据码元分组，在每组数据后面附加一位监督位，使得该码组连同监督位在内的码组中的“1”的个数为偶数（称为偶校验）或奇数（称为奇校验），在接收端按同样规律检查，如发现不符就说明产生了差错，但不能确定差错的具体位置，即不能纠错。

这种奇偶校验只能发现单个或奇数个错误，而不能检测出偶数个错误，因而它的检错能力不高。

2）水平奇偶监督码为了提高上述奇偶监督码的检错能力，特别时不能检测突发错误的缺点，可以将经过奇偶监督编码的码元序列排成方阵，每行为一组奇偶监督码（如表2-1所示），但发送时则按列的顺序传输，接收端仍将码元排列成发送时的方阵形式，然后按行进行奇偶校验。

由于按进行奇偶校验，因此称为水平奇偶监督码。

5、表错误！文档中没有指定样式的文字。

-1 水平奇偶监督码信息码元监督码元1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 11 1 0 1 0 0 1 1 0 1 01 0 0 0 0 1 1 1 0 1 10 0 0 1 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1可以看出，由于发端是按列发送码元而不是按码组发送码元，因此把本来可能集中在某一个码组的突发错误分散在方阵的各个码组，因而可得到整个方阵的行监督。

这样，采用这种方法可以发现某一行上所有奇数个错误以及所有长度不大于方阵中行数（表2-1例中为5）的突发错误。

3）水平垂直奇偶监督码水平垂直奇偶监督码，是将水平奇偶监督码推广到二维奇偶监督码，又称行列监督码和方阵码。

它的方法是在水平监督基础上对表2-1方阵中每一列再进行奇偶校验，就可得表2-2所示的方阵。

发送时按列序顺次传输：111010110011100001…101011。

表错误！文档中没有指定样式的文字。

-2 水平垂直奇偶监督码信息码元监督码元1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 11 1 0 1 0 0 1 1 0 1 01 0 0 0 0 1 1 1 0 1 10 0 0 1 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 1 1 1 0 1 1 10 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1监督码元这种码比水平奇偶监督码有更强的检错能力，它能发现某行或某列上的奇数个错误和长度不大于行数（或列数）的突发错误。

这种码还有可能检测出偶数个错码，因为如果每行的监督位不能在本行检出偶数个错误时，则在列的方向上有可能检出。

当然，在偶数个错误恰好分布在矩阵的四个顶点上时，这样的偶数个错误是检测不出来的。

此外，这种码还可以纠正一些错误，例如当某行某列均不满足监督关系而判定该列交叉位置的码元有错，从而纠正这一位上的错误。

这种码由于检错能力强，又具有一定纠错能力，且实现容易因而得到广泛的应用。

6、 循环冗余检验码的原理和计算过程。

在实际中得到广泛应用的循环冗余码（CRC ）是一种它只能检错而不能纠错的码，它以二进制信息的多项式表示为基础。

一个二进制信息可以用系数为0或为l 的一个多项式来表示，例如，用一个多项式)(x p 表示一个n 位的信息，可以表示为：12211.....)(a x a x a x a x p n n n n ++++=----（2.1.5-4）式中)1,....,1,0(-=n i a i为二进制信息1或0，比如二进制信息10110101有八位，可用系数为1，0、1、1、0、1、0、1的八项多项式表示为：1)(2457++++=x x x x x p（2.1.5-5）CRC 校验码的基本思想是：给信息报文加上一些检查位，构成一个特定的待传报文，使它所对应的多项式能够被生成多项式)(x G 除尽（模2运算）, )(x G 为发送方和接收方共同约定。

接收方收到报文后，用)(x G 来检查收到的报文。

如果用)(x G 去除收到的报文多项式，可以除尽表示传输无误，否则说明收到的报文不正确。

设)(x M 表示信息报文的多项式，)(x G 为指定的生成多项式，)(x T 表示附加了检查位以后的实际传输报文的多项式，那么)(x T 应该被)(x G 除尽。

得到)(x T 的步骤如下：①构成多项式)()('x M x x M x r=，即在信息报文低位端附加r 个 O ，使它包含r m +位其中m 是)(x M 的位数，r 是)(x G 的最高次数。

比如)(x M ＝101101101001，1)(24++=x x x G ， m ＝12，r ＝4。

)('x M x ＝10110110010000。

②求)(x G 去除)('x M x 的余数)(x R 。

)(/)()('x G x M x x R =的余数本例中)(x R ＝10110110010000／10101的余数＝0001．计算余数是一个模2除法运算。

③构成一个能被)(x G 除尽的)(x T 。

显然，从)('x M x 与)(x R 模2运算，即：)()()('x R x M x x T +=，而得到的)(x T 一定能被)(x G 除尽。

本例中)(x T ＝1011011010010000＋0001＝1011011010010001。

假定接收端收到的报文为)('x T ，如果)(/)('x G x T 无余数，传输无错，否则有错。

7、 数据通信系统的组成。

(DTE)接接(DTE)8、 质量——误码率数量——信道容量、传输速率（波特率、比特率）9、 数据通信网网络拓扑有哪些形式？环形、星型、总线、树型，含义，各自优缺点10、数据通信网交换技术有哪些？电路交换、报文交换、分组交换，含义及各自优缺点11、ISO/OSI参考模型有哪几层？每层主要功能是什么？传送的数据单位是什么？实现网络互联对应的网络连接器是什么？传送的数据单位：物理层——比特流数据链路层——数据帧网络层——分组网络层以上各层——报文实现网络互联对应的网络连接器：物理层——中继器和集线器数据链路层——网桥和二层交换机网络层——路由器和三层交换机应用层——网关第三章地面设备网络通信技术1、TCP/IP协议分哪些层？与ISO/OSI参考模型分层有何对应关系？每层哪些主要协2、IPv4地址结构特点和分类是什么？私有IP地址的分类有哪些？IPv4协议规定每个互联网上的主机和路由器都有一个32位的IP地址，它包括网络号和主机号，这一编码组合是唯一的。

●A类地址第一位为“0”，前8位代表网络号，其他24位代表网络上的主机号。

在A类地址中，第一个字节的取值为1～126（全“0”和全“1”除外），可容许有126个A类网络，每个网络可容纳224-2个主机节点，用于少量的包含大量主机的网络。

●B类地址的前两位为“10”，前16位代表网络号，其他16位代表网络上的主机号。

在B类地址中，第一个字节的取值为128～191。

可容许有214个网络，每个网络可容纳216-2个主机节点。

B类地址应用于中等规模的网络。

●C类地址前3位为“110”，前24位代表网络号，其他8位代表网络上的主机号，在C类地址中，第一个字节的取值为192～223。

可容许有221个网络，每个可容纳28-2个主机节点。

C类地址应用于主机个数少的网络。

●D类地址的前4位为“1110”，为组播地址。

组播IP地址的第一个字节的取值为224～239。

●E类地址的前5位为“11110”，未做具体定义，保留为将来使用。

第一个字节的取值为240～255。

3、UDP和TCP协议各有何特点？UDP面向无连接，无连接方式使UDP的传送过程较简单且传输效率较高。

但相对可靠性较差，在传送过程中若发生问题，UDP并不具有确认、重传等机制，而是必须依赖其上层的协议来处理此类问题。

TCP 面向连接，面向连接意味着两个使用TCP 的应用在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP 连接。

TCP 具有数据分段、校验、重传、流量控制等保障可靠性的措施，能提供可靠的字节流服务。

4、链路层链路层5、 CSMA/CD 原理。

一个节点发送的帧可以被多个节点接收。

在欲发送帧前，必须对介质进行侦听，当确认其空闲时，才可以发送。

若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。

每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。

发送帧时，仍持续监测信道，一旦发现信道上发生了碰撞，则发送特殊阻塞信息强化冲突并立即停止发送数据，然后在固定时间內等待随机时间再次发送。

若依旧碰撞，则采用退避算法进行发送。

退避算法保证各节点延时时间不一致以减少碰撞。

帧发送结束后，再持续2τ的时间继续监测信道，如监测不到碰撞，可确认该帧已发送成功。

这里的τ指信道的最大传播时延。

其原理简单总结为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发6、 二层、三层以太网交换机和路由器功能上有何区别？ 二层以太网交换机工作于数据链路层 三层交换机工作于网络层二层交换机不能实现网际互访三层交换机具有路由功能，能够实现网际数据的快速转发 7、 VLAN 有何特点？VLAN 是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN 头，用VLAN ID 把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。