影响信道极限传输速率的因素
2022年天津滨海职业学院计算机网络技术专业《计算机网络》科目期末试卷A(有答案)
2022年天津滨海职业学院计算机网络技术专业《计算机网络》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、物理层、数据链路层、网络层、传输层的传输单位（或PDU）分别是（）。
I.帧Ⅱ.比特Ⅲ.报文段 IV.数据报A. I、Ⅱ、IV、ⅢB. Ⅱ、I、IV、ⅢC. I、IV、Ⅱ、ⅢD. Ⅲ、IV、Ⅱ、I2、在n个结点的星形拓扑结构中，有（）条物理链路。
A.n-lB.nC.n×（n-1）D.n×（n+l）/23、A和B之间建立了TCP连接，A向B发送了一个报文段，其中序号字段seq=300，确认号字段ACK=101，数据部分包含7个字节，那么在B对该报文的确认报文段中（）。
A.seq-30l，ACK=101B.seq=301，ACK=108C.seq=l01.ACK=101D.seq=101，ACK=3074、主机甲和主机乙已建立了TCP连接，甲始终以MSS=1KB大小的段发送数据，并一直有数据发送；乙每收到一个数据段都会发出一个接收窗口为10KB的确认段。
若甲在t时刻发生超时拥塞窗口为8KB，则从t时刻起，不再发生超时的情况下，经过10个RTT后，甲的发送窗口是（）。
A.10KBB.12KBC.14KBD.15KB5、在下列多路复用技术中，（）具有动态分配时隙的功能。
A.同步时分多路复用B.码分多路复用C.统计时分多路复用D.频分多路复用6、下列关于令牌环网络的描述中，错误的是（）。
A.令牌环网络存在冲突B.同一时刻，环上只有一个数据在传输C.网上所有结点共享网络带宽D.数据从一个结点到另一个结点的时间可以计算7、如果带宽为4kHz，信噪比为30dB，则该信道的极限信息传输速率为（）。
A.10kbit/sB.20kbit/sC.40kbit/sD.80kbit/s8、下列因素中，不会影响信道数据传输速率的是（）。
A.信噪比B.频率宽带C.调制速率D.信号传播速度9、在图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中所有链路的数据传输速率为100Mbit/s，分组大小为1000B，其中分组头大小为20B。
影响信道极限传输速率的因素
中传送信息的速率是一定的。由信道容量公式还可得出
以下结论：
(1)提高信号S与噪声N功率之比，可以增加信道容量。
(2)当信道中噪声功率N->0时，信道容量C->无穷大，这 就是说无干扰信道的信道容量可以为无穷大。
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(3)信道容量C一定时，带宽W与信噪比S/N之间可以互换， 即减小带宽，同时提高信噪比，可以维持原来信道容量。
无码间干扰时的最高传输速率为2B（bit/s）,也即系统
的的最高频带利用率（单位频带内的传输速率）为2 .当
发送端是传输码率超过了该基带信道的带宽的2倍时，将
出现码间干扰，也就是信道的带宽限制了比特的传输速
率。
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1、有噪声信道的极限传输速率
香农定理指出，在噪声与信号独立的高斯白噪
信道中，假设信号的功率为S，噪声功率为N，信道通频
带宽为W(Hz)，则该信道的信道容量C有：
C =W log2（1+s/N）
（bit/s）
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这就是香农信道容量公式。从公式(1)中我们
可以看出，在特定带宽（W）和特定信噪比(S/N)的信道
因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间
存在着明确的关系，所以人们可以用“带宽”去取代
“速率”。
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（三）最大数据传输速率
奈奎斯特定理--描述了有限带宽、无噪声信
道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。
香农定理则--描述了有限带宽、有随机热噪
声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。
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率
奈奎斯特准则指出：
如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信
影响信道极限传输速率的因素
信号失真分为线性失真和非线性失真 。线性失真主要由于信道带宽限制和 信号的频谱特性不匹配，而非线性失 真则主要是由于信道非线性效应。
信号失真对传输速率的影响
信号失真会导致误码率的增加，从而降低数据传输的可靠 性。在高速传输时，信号失真会更加明显，影响传输速率 的提升。
随着传输速率的提高，信道对信号的畸变能力减弱，因此 需要在有限带宽内控制信号的畸变，以保证信号质量。
02
信噪比
定义
信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是指信号功 率与噪声功率的比值，通常以 分贝（dB）为单位表示。
信噪比是衡量通信系统性能的 重要参数，它决定了信号在传 输过程中能够被正确接收和识 别的能力。
在通信系统中，信噪比越大， 信号质量越好，传输误码率越 低，传输速率越高。
05
信道衰减
定义
信道衰减是指信号在 传输过程中，由于各 种原因导致的信号幅 度减小。
信道衰减是影响信道 极限传输速率的重要 因素之一。
信道衰减可能是由于 传输线、电磁波、散 射、折射等原因引起 的。
信道衰减对传输速率的影响
信道衰减会降低信号的幅度，导致信号接收端无法正确解码，从而降低传输速率。 随着信道衰减的增加，信号的误码率也会相应增加，导致数据传输的可靠性降低。
降低系统中的噪声功率可以改善信噪比。这可以 通过改进系统设计、优化设备性能、加强环境噪 声抑制等方法实现。
信道编码技术
通过采用纠错编码技术，可以在传输过程中纠正 因噪声干扰引起的错误，从而提高信噪比和传输 速率。
03
信号失真
定义
信号失真：在信号传输过程中，由于 信道特性、噪声干扰等因素，导致信 号波形发生变化，使得接收端收到的 信号与原始信号不一致。
计算机网络作业三与解答
计算机网络作业三及解答一、单项选择题1．下列说法正确的是( )。
A．信道与通信电路类似，一条可通信的电路往往包含一个信道B．调制是指把模拟数据转换为数字信号的过程C．信息传输速率是指通信信道上每秒传输的码元数D．在数值上，波特率等于比特率与每符号含的比特数的比值2．利用模拟通信信道传输数字信号的方法称为( )。
A．同步传输 B．异步传输C．基带传输 D．频带传输3．测得一个以太网数据的波特率是40M Baud，那么其数据率是( )。
A．10Mbit／s B．20Mbit／sC．40Mbit／s D．80Mbit／s4．已知某信道的信号传输速率为64kbit／s，一个载波信号码元有4个有效离散值，则该信道的波特率为( )。
A．16kBaud B．32kBaud C．64kBaud D．1 28kBaud5．某信道的波特率为1000Baud，若令其数据传输速率达到4kbit／s，则一个信号码元所取的有效离散值个数为( ) 。
A．2 B．4C．8 D． 1 66．对于某带宽为4000Hz的低通信道，采用1 6种不同的物理状态来表示数据。
按照奈奎斯特定理，信道的最大传输速率是( )。
A．4kbit／s B．8kbit／sC．1 6kbit／s D．32kbit／s7．有一条无噪声的8kHz信道，每个信号包含8级，每秒采样24k次，那么可以获得的最大传输速率是( )。
A．24kbit／s B．32kbit／sC．48kbit／s D．72kbit／s8．影响信道最大传输速率的因素主要有( )。
A．信道带宽和信噪比 B．码元传输速率和噪声功率C．频率特性和带宽 D．发送功率和噪声功率9．电话系统的典型参数是信道带宽为3000Hz，信噪比为30dB，则该系统的最大数据传输速率为( )。
A．3kbit／s B．6kbit／sC．30kbit／s D．64kbit／s10．二进制信号在信噪比为127：1的4kHz信道上传输，最大的数据速率可达到( )。
计算机学科专业基础综合计算机网络-物理层(三)
计算机学科专业基础综合计算机网络-物理层(三)(总分：94.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数：58，分数：58.00)1.下列说法正确的是______。
∙ A.信道与通信电路类似，一条可通信的电路往往包含一个信道∙ B.调制是指把模拟数据转换为数字信号的过程∙ C.信息传输速率是指通信信道上每秒传输的码元数∙ D.在数值上，波特率等于比特率与每符号含的比特数的比值（分数：1.00）A.B.C.D. √解析：信道不等于通信电路，一条可双向通信的电路往往包含两个信道：一条是发送信道，一条是接收信道。
另外，多个通信用户共用通信电路时，每个用户在该通信电路都会有一个信道，因此A错误。
调制是把数据变换为模拟信号的过程，B错误。
“比特率”在数值上和“波特率”有这样的关系：波特率=比特率/每符号含的比特数，C错误。
2.影响信道最大传输速率的因素主要有______。
∙ A.信道带宽和信噪比∙ B.码元传输速率和噪声功率∙ C.频率特性和带宽∙ D.发送功率和噪声功率（分数：1.00）A. √B.C.D.解析：依香农定理，信道的极限数据传输速率=Wlog2(1+S/N)，影响信道最大传输速率的因素主要有信道带宽和信噪比，而信噪比与信道内所传信号的平均功率和信道内部的高斯噪声功率有关，在数值上等于两者之比。
3.______被用于计算机内部的数据传输。
∙ A.串行传输∙ B.并行传输∙ C.同步传输∙ D.异步传输（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：并行传输的特点：距离短、速度快。
串行传输的特点：距离长、速度慢。
所以在计算机内部(距离短)传输应选择并行传输。
而同步、异步传输是通信方式，不是传输方式。
4.下列有关曼彻斯特编码的叙述正确的是______。
∙ A.每个信号起始边界作为时钟信号有利于同步∙ B.将时钟与数据取值都包含在信号中∙ C.这种模拟信号的编码机制特别适合于传输声音∙ D.每位的中间不跳变表示信号的取值为0（分数：1.00）A.B. √C.D.解析：曼彻斯特编码将每一个码元分成两个相等的间隔。
信道传输速率有什么影响因素？
信道传输速率有什么影响因素？一、信号带宽信号带宽是指信号在传输过程中所占据的频带宽度。
带宽越大，信号的传输速率也就越高。
因为在传输过程中，信号需要占用一定的频谱资源，带宽越宽，传输的数据量也就越大。
二、信噪比信噪比是指信号与噪声的比值。
噪声是由于信号传输过程中受到干扰而产生的随机信号，会降低信号的质量和传输速率。
信噪比越高，表示信号相对于噪声的强度越大，传输速率也就越高。
通常情况下，我们希望保持较高的信噪比，以提高信道传输速率。
三、调制方式调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。
不同的调制方式会对传输速率产生影响。
例如，调幅是通过改变载波的幅度来传输信号，而调频是通过改变载波的频率来传输信号。
一般来说，调频的传输速率要高于调幅。
四、传输介质传输介质也对信道传输速率有一定的影响。
光纤作为一种高速传输介质，具有大带宽、小损耗等优点，所以它在传输速率方面具有显著的优势。
而另一些传输介质，如铜缆，传输速率则相对较低。
五、编码方式编码方式是指对数字信号进行特定编码以便在信道上传输的方法。
不同的编码方式对传输速率有一定的影响。
例如，有些编码方式可以实现数据压缩，从而提高传输速率。
因此，在选择合适的编码方式时，需要根据具体应用需求和传输速率要求进行选择。
综上所述，信道传输速率受多个因素的影响，包括信号带宽、信噪比、调制方式、传输介质和编码方式等。
在实际应用中，我们需要针对不同的情况选择合适的传输参数，以提高信道的传输速率。
当然，还有许多其他因素也会对信道传输速率产生影响，需要我们在实际应用中进行深入的研究和探索。
计算机网络(第六版)谢希仁著课后习题答案
计算机网络(第六版)谢希仁著课后习题答案第一章概述1-02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。
答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet；分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。
1-07小写和大写开头的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要区别？答：（1） internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络，协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用 TCP/IP 协议的互联网络区别：后者实际上是前者的双向应用1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。
在电路交换时电路的建立时间为s(s)。
在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。
）答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。
解释梅特卡夫定律
解释梅特卡夫定律梅特卡夫定律，也被称为马夫宽度定律，是指信息传输中的一种规律，其核心概念是在数字通信中的传输速率和信道带宽之间存在一种相互制约的关系。
本文将对梅特卡夫定律进行解释和探讨。
1. 梅特卡夫定律的定义梅特卡夫定律是由法国电信工程师梅特卡夫在20世纪30年代提出的，他发现对于给定的信道带宽，数字通信系统中的传输速率存在一个理论上的上限，此上限是由信号的传输速度、信噪比以及信号调制技术等多个因素共同决定的。
2. 梅特卡夫定律的原理梅特卡夫定律的原理可以用一个简单的公式进行表达，即：C = B * log2(1 + S/N)其中，C表示信道的容量（单位为比特每秒），B表示信道的带宽（单位为赫兹），S表示信号的平均功率，N表示信道噪声的功率。
3. 梅特卡夫定律的解释根据梅特卡夫定律，信道的容量取决于信道的带宽和信噪比。
信噪比越大，信道的容量越大；信噪比越小，信道的容量越小。
同时，信噪比还受限于信号调制技术的选择和实际的传输环境，比如信道的损耗、干扰等。
4. 梅特卡夫定律在实际应用中的意义梅特卡夫定律的应用非常广泛，尤其在数字通信和信息理论领域有着重要的意义。
根据梅特卡夫定律，当信道的带宽确定时，信号的传输速率和信噪比之间有一个理论上的极限。
这对于设计和优化数字通信系统至关重要，可以帮助工程师在有限的资源条件下选择合适的调制技术、优化信号传输质量，以提高系统的性能和可靠性。
5. 梅特卡夫定律的衍生应用除了在数字通信系统中的应用，梅特卡夫定律还可以应用于其他领域。
例如，在网络通信中，可以通过控制传输速率和带宽来优化数据传输的效率；在无线通信中，可以根据信道的特性来选择合适的调制方式和编码方式，提高系统的可靠性和覆盖范围。
6. 梅特卡夫定律的局限性梅特卡夫定律对于理论研究和系统设计是非常有用的，但也存在一定的局限性。
例如，该定律假设信道的带宽是固定的，而实际上信道的带宽可能是动态变化的。
此外，该定律还忽略了其他影响信道容量的因素，比如时延、多径干扰等。
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因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间
存在着明确的关系，所以人们可以用“带宽”去取代
“速率”。
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（三）最大数据传输速率
奈奎斯特定理--描述了有限带宽、无噪声信
道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。
香农定理则--描述了有限带宽、有随机热噪
声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。
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(4)信噪比一定时，增加带宽W可以增大信道容量。但噪 声为高斯白噪声时(实际的通信系统背景噪声大多为高 斯白噪)，增加带宽同时会造成信噪比下降，因此无限 增大带宽也只能对应有限信道容量，该极限容量为：
(bit/s)
Cw→∞=1.44S/N0
其中，N0为噪声功率谱密度,N0=N/W。
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2、无噪声信道的极限传输速
无码间干扰时的最高传输速率为2B（bit/s）,也即系统
的的最高频带利用率（单位频带内的传输速率）为2 .当
发送端是传输码率超过了该基带信道的带宽的2倍时，将
出现码间干扰，也就是信道的带宽限制了比特的传输速
率。
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三、影响信 道 极限传输速率 的因素
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（一）几个相关基本概念
1、什么是数据传输速率？ 2、所谓的信道容量是什么？ 3、带宽的物理意义是什么？
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1、数据传输速率
数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术
指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输的二
进制比特数，单位为比特/秒，记作bit/s或者bps。
宽”是指信号频率的通频范围，单位为“HZ”。
数字信道是一种离散信道，它只能传送离散
值的数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真的传
输脉序列的最高速率。
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（二）三个基本量之间的关系
信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽
越大，容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信
噪比影响的情况下的信息传输速率)
中传送信息的速率是一定的。由信道容量公式还可得出
以下结论：
(1)提高信号S与噪声N功率之比，可以增加信道容量。
(2)当信道中噪声功率N->0时，信道容量C->无穷大，这 就是说无干扰信道的信道容量可以为无穷大。
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(3)信道容量C一定时，带宽W与信噪比S/N之间可以互换， 即减小带宽，同时提高信噪比，可以维持原来信道容量。
1、有噪声信道的极限传输速率
香农定理指出，在噪声与信号独立的高斯白噪
信道中，假设信号的功率为S，噪声功率为N，信道通频
带宽为W(Hz)，则该信道的信道容量C有：
C =W log2（1+s/N）
（bit/s）
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这就是香农信道容量公式。从公式(1)中我们
可以看出，在特定带宽（W）和特定信噪比(S/N)的信道
率
奈奎斯特准则指出：
如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信
道传输的窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。
因此，对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与 通信信道带宽B（B单位Hz)的关系可以写为：
(bit/s)
2 Rmax＝ B
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也就是在当信道的带宽为B（Hz）时,该信道的
对于为发送每一比特所需要的时间。
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2、信道容量
在特定约束下，给定信道从规定的信源发送消
息的能力的度量。通常是在采用适当的代码，且差错
率在可接受范围的条件下，以所能达到的最大比特率来
表示。
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3、带宽的物理意义
在模拟通信系统或传输介质中，所说的“带