4-1 多路复用技术
2024 通信 大纲
2024 通信大纲2024年考研通信工程考试大纲：一、考查目标本考试旨在全面考查考生对通信技术、信号处理理论及方法的掌握程度，具体要求如下：1. 掌握通信系统基本原理，包括信号的传输、调制、解调等基本概念和原理。
2. 掌握数字信号处理的基本理论和方法，包括离散傅里叶变换、数字滤波器设计等。
3. 掌握信息论与编码理论的基本概念和原理，包括信息量、熵、信道容量、纠错编码等。
4. 掌握通信系统的性能分析和优化方法，包括误码率、信噪比、分集技术等。
5. 了解现代通信技术的前沿进展，包括5G/6G通信、物联网、量子通信等。
二、考试形式与试卷结构1. 考试时间：180分钟，满分150分。
2. 试卷结构：包括选择题、填空题、简答题和计算题等题型。
3. 内容比例：通信原理与技术约60%、信号处理理论与方法约30%、前沿进展约10%。
三、考查内容1. 通信原理与技术（1）信号与系统基本概念：信号的分类、系统的分类等。
（2）模拟调制解调技术：调频（FM）、调相（PM）、调频（FSK）、调相（PSK）。
（3）数字调制解调技术：QPSK、QAM、OFDM等。
（4）信道编码技术：线性分组码、循环码等。
（5）多路复用技术：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）等。
2. 信号处理理论与方法（1）信号的傅里叶变换与滤波器设计。
（2）离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）。
（3）数字滤波器的设计：IIR、FIR滤波器设计方法。
（4）信号的统计特性与随机过程。
（5）信号检测与估计理论：最大似然估计、贝叶斯估计等。
3. 信息论与编码理论（1）信息量与熵的概念及计算方法。
（2）信道容量与香农定理。
（3）纠错编码原理与技术：奇偶校验码、汉明码、Reed-Solomon码等。
4. 通信系统性能分析与优化（1）误码率分析计算方法。
（2）信噪比与系统性能关系分析。
（3）分集技术原理与应用：空间分集、频率分集等。
《计算机网络技术》试卷及答案
《计算机网络技术》试卷1.计算机网络是计算机技术和 相结合的产物。
2.从逻辑功能的角度，计算机网络由资源子网和 组成。
3.数据可以分为两类：模拟数据和 。
4.调制的三种基本形式是： 、调频和调相。
5。
网络协议的三要素是:语义、 和时序。
6.在令牌环网络中，为了解决竞争问题，使用了一个称为 的特殊信息包，只有拥有它的节点才有权利发送数据.7.计算机网络中常用的有线传输介质有双绞线、同轴电缆和 三种.8.按照数据在传输线上是原样不变地传输还是调制变样后再传输，数据传输方式可分为 、频带传输和宽带传输。
9。
目前国际上制定通信与计算机网络标准的权威组织中，CCITT 的中文名称是国际电报与电话咨询委员会,ISO 是 .10。
电路交换方式中,通信过程可分为三个阶段： 、数据传输和拆除电路. 11。
数据通信系统一般由数据线路端接设备、 和通信线路等组成。
12。
网络中的计算机之间、网络设备之间、计算机与网络设备之间必须遵循相同的 才能实现连接。
13。
计算机网络可以从不同的角度进行分类。
按照网络中计算机所处的地位,计算机网络可分为 和基于服务器的网络。
14.标准以太网的拓扑结构是 。
15.TCP/IP 协议集把整个协议分为四个层，这四层分别为 、互连网络层、传输层和应用层.16.常用的媒体访问控制方法有CSMA/CD 、 和时槽环三种。
17。
通信传输中多个数据位同时在两个设备之间传输;串行通信传输时，数据是一位一位地在通信线路上传输的。
18.数据经过编码后在通信线路上进行传输、交换。
数据交换技术主要包括电路交换、报文交换、 和信元交换几种。
19.计算机网络按照覆盖的地理范围可分为 、城域网和广域网。
20。
传输中的差错都是由 引起的。
引起数据传输中差错的噪声可分为随机热噪声和冲击噪声。
A.运算速度快 B 。
运算精度高 C 。
存储容量大 D.资源共享 2。
计算机网络中的资源包括（ ）。
A 。
设备资源和非设备资源 B 。
网络调试员复习要点
一、网络基础1、网络的定义指将地理上位置不同且功能相对独立的多个计算机系统通过通信线路相互连在一起. 由专门的网络操作系统进行管理，以实现资源共享的系统。
2、网络的功能⑴资源共享⑵数据传送⑶均衡负荷和分布式处理功能⑷数据信息的集中和综合处理3、计算机网络组成计算机网络可分为资源子网和通信子网两大子网。
资源子网主要负责信息处理；通信子网主要负责信息传递。
4、计算机网络的分类⑴按计算机网络的拓扑结构划分按照计算机网络的拓扑结构可以将计算机网络分为：总线型、环型、星型、树型和网状型五大类。
①计算机网络。
采用单根传输线作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连到传输介质即总线上。
②环型计算机网络。
环型计算机网络结构简单，最大延迟确定，实时性较好，但容易出现由于某个结点出错而终止全网运行的情况，即可靠性较差，同时环型计算机网络扩充困难。
③星型计算机网络。
这种结构的优点是便于集中控制、易于维护、安全，而且某端用户设备因为故障而停机时也不会影响其他端用户间的通信。
但这种结构的中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。
④树型计算机网络。
树型网络是星型网络的变异。
计算机网络中各结点按层次进行连接，绝大多数结点先连接到次级中央结点上再连到中央结点上，结点所处的层次越高，其可靠性要求越高这种网络容易扩展和进行故障隔离，但结构比较复杂，而且对根的依赖性太大。
⑤网状型计算机网络。
这种结构的最大特点是可靠性高。
⑵按计算机网络作用范围划分①局域网局域网(Local Area Network，LAN)是指范围在几百米到十几公里内的计算机相互连接所构成的计算机网络。
局域网的拓扑结构主要有总线型、星型和环型。
FDDI光纤分布式数据接口：一种速率为100Mb/s，采用多模光纤作为传输媒介的高性能光纤令牌环(token ring)局域网。
②城域网③广域网广域网(Wide Area Network，W AN)通常跨接更大的范围，如一个国家。
多路复用技术的一般形式
多路复用技术的一般形式
多路复用技术：
1. 什么是多路复用技术？
多路复用技术是一种把多个通信信号，比如数据、语音、视频等，转换成为单一
信道，也就是复用一条信道，来实现多路复用，即一条信道同时被多个信号使用，从而节省资源。
2. 多路复用技术的优点：
（1）能够迅速提高信道的利用率；
（2）可以将信号的传输带宽大幅度提高；
（3）能够大大减少信息传输的时延；
（4）实现了传输所需系统的综合化；
（5）提供了一种模块化、可维护替换的结构。
3. 多路复用技术的原理：
原理上来说，多路复用技术有多种实现方式：时分多路复用（TDM）、波分多路复用（FDM）、码分多路复用（CDM）、分组交换（PS）。
其中最常用的两种是时分多路复用和行分多路复用，原理上分别是将时间片、频
率片等分成不同的区域，分别放入其中，就形成多路复用的效果。
4. 目前多路复用技术的应用：
（1）电话网：采用码分多路复用技术，能够通过一条线路实现多台电话机的连接；（2）数据网：采用分组交换技术实现，一条线路依然可以实现多台电脑之间的数据传输；
（3）网络监控：采用FDM和TDM技术实现，一条可以实现多个摄像头的监控；（4）卫星通信：采用CDM和TDM技术实现，通过一条信道实现多种多样的卫
星通信。
5. 多路复用技术的未来发展：
（1）数字电视：将宽带的多路复用技术应用到数字电视上，一条信道可以携带多个频道的信号；
（2）多通道卫星通信：可以实现多通道卫星通信，能够提供更多的服务和改善质量；
（3）光纤网络：采用光纤技术可以实现更高带宽的数据传输；
（4）多址链路技术：在多址链路技术支持下可以实现全双工数据传输，提高传输数据量和效率。
智能建筑概论 第4版 课件 第4章建筑通信自动化系统
传输信道，按位有序的对字符进行传输。串 行传输的速度比并行传输的速度要慢得多， 但费用低。并行传输适用距离短，而串行传 输适用远距离传输。
以标准并行口（Standard Parallel Port）和串行口 (COM口)为例，并行接口有8根数据线，数据传输率 高；而串行接口只有1根数据线，数据传输速度低（ 见图4.6）。在串行口传送1位的时间内，并行口可传 送一个字节；当并行口完成8个字母的单词传送时， 串行口中就仅传送了一个字母。
4.1.2 调制原理及多路复用技术
由于电信源产生的原始信号不能在大多数信道 直接传输，需经过调制将它变换成适于在信道内传 输的信号。调制是用欲传输的原始信号f（t）去控 制高频简谐波或周期性脉冲信号的某个参量，使之 随f（t）线性变化，经过调制后的信号称为已调信 号。已调信号既携带原有信息，又能在信道中传输 。解调是对调制信号作反变换，从已调制信号中恢 复出原始信号。
图4.3 模拟调制方式示意
图4.4 时分复用原理
在数字通信中，多采用时分复用方式来提高信
道的传输效率。时分复用（TDM，Time-Division Multiplexing)的主要特点是利用不同时隙来传送各路 不同信号，如图4.5所示。将A、B、C三路话音电信 号通过数字调制取样后，按时间顺序，有规律地将三 路电信号排起来，在一条公共的线路上周期性地发 送，在接收端再对各自的信号按时间顺序进行区分， 使三路信号分开、复原，达到时间分割、多路复用的 目的。通信系统常采用在一个抽样周期内包含32个时 隙的32路PCM系统。
调制方法可以分为两种，一是模拟调制，如
调频调幅广播；另一种是数字调制，最常用脉冲编 码调制（PCM）方式，此外，还有差分编码调制（ DPCM）和增量调制（AM）等。
计算机网络基础-试卷C
（ ）8、单工是指在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法。
（ ）9、IEEE802.11标准定义了无线局域网的基本结构框架。
（ ）10、并行通信数据传输速度比串行通信快，所以计算机网络中几乎都采用并行通信。
三、名词解释（16分，每题4分）
解：
1286432168421
00000000网络1
01111111
10000000网络4
10111111
11000000网络2
11011111
11100000网络3
11101111
11110000网络5
11110111
要求：（1）IP地址的使用必须由低到高；
（2）必须按照网络的规模（即网络包含主机的个数），从大到小顺序分配网段。
网络编号
主机数
子网ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用地址范围
子网掩码
网络1
120
192.168.10.1-192.168.10.126
255.255.255.128
网络2
20
192.168.10.193-192.168.10.222
1、OSI
2、DNS
3、TCP
4、ISP
四、简答题（14分，每题7分）
1、简述ISO计算机网络体系结构各层的主要功能。
答：
2、简述CSMA/CD的发送流程，为什么说CSMA/CD是一种半双工工作方式？
答：
五、计算题(10分)
表中分别代表五个网络，请为其规划IP地址，将结果填入下面的网络规划表中，使用地址段: 192.168.10.0。
（2）下列传输介质中，（ ）传输速度最快。
计算机网络要点
计算机网络的定义涉及到以下四个要点：(1) 计算机网络中包含两台以上的地理位置不同具有“自主”功能的计算机。
所谓“自主”的含义，是指这些计算机不依赖于网络也能独立工作。
通常，将具有“自主”功能的计算机称为主机(Host)，在网络中也称为结点(Node)。
网络中的结点不仅仅是计算机，还可以是其他通信设备，如，HUB、路由器等。
(2) 网络中各结点之间的连接需要有一条通道，即，由传输介质实现物理互联。
这条物理通道可以是双绞线、同轴电缆或光纤等“有线”传输介质；也可以是激光、微波或卫星等“无线”传输介质。
(3) 网络中各结点之间互相通信或交换信息，需要有某些约定和规则，这些约定和规则的集合就是协议，其功能是实现各结点的逻辑互联。
例如，Internet 上使用的通信协议是TCP/IP协议簇。
(4) 计算机网络是以实现数据通信和网络资源（包括硬件资源和软件资源）共享为目的。
要实现这一目的，网络中需配备功能完善的网络软件，包括网络通信协议（如，TCP/IP、IPX/SPX）和网络操作系统（如，Netware、Windows 2000 Server、Linux）。
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，这主要体现在两个方面：一方面，通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段；另一方面，计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能。
按网络的管理方式分类1. 客户机/服务器网络（Client/Server）在客户机/服务器网络中（以下简称C/S结构），有一台或多台高性能的计算机专门为其它计算机提供服务，这类计算机称之为服务器；而其它与之相连的用户计算机通过向服务器发出请求可获得相关服务，这类计算机称之为客户机。
C/S结构是最常用、最重要的一种网络类型。
C/S结构的网络性能在很大程度上取决于服务器的性能和客户机的数量。
服随着Internet技术的发展与应用，出现了一种对C/S结构的改进结构，即浏览器/服务器结构(B/S Browser/Server)。
光纤通信在现代通信工程中的应用
光纤通信在现代通信工程中的应用摘要：光纤通信在现代通信工程中的应用具有较强的技术优势，它不仅能有效地节省工程投资，而且其自身的安全性、可靠性、保密性和带宽等特点使其在现代通信工程中得到了广泛的应用。
本文阐述了光纤通信技术在现代通信工程中的具体应用。
关键词：光纤通信；现代通信工程；应用光纤通信作为一种新的通信方式，在现代通信工程中得到了广泛的应用，因为其具有传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优点，使得光纤通信在现代通信工程中发挥了重要作用。
但是在应用过程中也存在着诸多问题，制约着光纤通信的进一步发展一、光纤通信在现代通信工程中的应用现状1.光纤材料问题现代通信工程中的光纤材料是光导纤维，光纤材料是保证光信号传输的关键因素。
目前我国所用的光纤材料主要是玻璃光纤和塑料光纤，而在这两种材料中，玻璃光纤的性能相对较差，其缺点在于容易受到温度和湿度等环境因素的影响，从而使光信号传输质量降低。
塑料光纤是在石英玻璃中加入其他物质制成，它具有强度高、尺寸小、重量轻等优点，但是由于塑料材质的不稳定性，其容易受到温度和湿度等环境因素的影响而发生变化，影响传输质量。
因此，要想保证光纤通信的稳定运行，就需要对光纤材料进行优化设计，使其性能得到有效提高。
2..抗电磁干扰能力不强随着现代通信工程的不断发展，对通信工程的要求也越来越高，为适应这一要求，通信工程也在不断进行技术革新。
其中最重要的一点就是抗电磁干扰能力不断提高，在现代通信工程中的应用也越来越广泛。
但是，在光纤通信中由于受到电磁干扰的影响，其传输质量不断下降，严重影响了光纤通信的应用效果。
这是因为在现代通信工程中采用了大量的电子设备，这些电子设备在运行过程中会产生电磁辐射，而光纤技术是通过光波进行传输的，如果受到电磁辐射的影响就会降低光纤传输质量。
因此，为了提高光纤通信技术应用效果，就需要加强对光纤技术抗电磁干扰能力的提高。
二、光纤通信的概述1.光纤通信的基本原理光纤通信技术是一种将光信息通过光纤以光信号的形式进行传输的通信方式。
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多路复用技术：采用一条高速传输介质（信 道）来分时 / 分频率传送多路低速信号从而有 效地提高传输介质的利用率 。
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计算机 通信
第四章 多路复用技术
按照频率参量上的差别来分割信号的多路复用称为 频分多路复用(Frequency Division Multiplex，FDM) 按照时间参量上的差别来分割信号的多路复用称为 时分多路复用(Time Division Multiplex，TDM) 同步时分多路复用（同步） 统计时分多路复用（异步） 根据码型(波形)结构的不同来实现信号分割的多路复用 称为码分多路复用或码分多址(Code Division Multiplex Address，CDMA) 此外，还有： 波分多路复用(Wavelength Division Multiplex，WDM)
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第四章 多路复用技术
假设有4个信号源输入到一个多路复用器上。 复用器用不同的频率（f1，f2，f3，f4）调制每一个信 号。每个调制后的信号都需要一个以它的载波频率为中 心的带宽，称之为通道（信道）。 为了防止信号间的相互干扰，在每一条通道间使用保 护频带进行隔离。保护频带是一些无用的频谱区。
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第四章 多路复用技术
第四章 多路复用技术
主要内容： • 多路复用的基本概念 • 频分多路复用(FDM) • 同步时分多路复用(TDM) • 统计时分多路复用(STDM) • 码分多路复用(CDM)
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第四章 多路复用技术
4.1 多路复用技术基本概念
定义：将一些彼此无关的低速信号按照一定 的方法和规则合成一路复用信号，并在一条公 用（高速）信道上进行数据传输，到达接收端 再进行分离的一种技术。 理论依据：是信号分割原理。信号分割的依 据在于信号之间的差别。这种差别可以体现在 频率、时间或波形等参量上。
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第四章 多路复用技术
频分复用系统的主要优点是信道复用路数多、分 路方便。因此它曾经在多路模拟电话通信系统中获 得广泛应用，国际电信联盟（ITU）对此制定了一 系列建议。
例如，ITU将一个12路频分复用系统统称为一个“基群”， 它占用48kHz带宽；将5个基群组成一个60路的“超群”。
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第四章 多路复用技术
• 注意本图中水平坐标轴表示频率，而不是时间。 • 另外，调制后的复合信号带宽要大于每个输入信号带 宽的3倍，因为通道之间要有相应的保护频带。 • 保护频带的宽度是由CCITT的有关建议选定的。
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第四章 多路复用技术
2、解复用过程 是复用过程的逆过程。解复用器采用滤波器将 复合信号分解成各个独立信号。然后，每个信号 再被送往解调器将它们与载波信号分离。最后将 传输信号送给接收方处理。
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第四章 多路复用技术
例：采用频分复用的方式传输3路信号，假设 每路信号的最高频率fH=3400Hz，邻路间隔防 护频带为fg=600Hz。试计算信道中复用信号的 频带宽度。 解：总频带宽度Bn=nfH+(n-1)fg=11400（Hz）。
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第四章 多路复用技术
4.2 频分多路复用（FDM）
1、FDM对传输介质带宽要求： FDM是根据频率参量的差别来分割信号的， 当传输介质的带宽大于所要传输的所有信号的 带宽总和时，就可采用FDM。 2、FDM对各路信号的要求： 只要各路信号在频谱上不重叠，即可以在同 一信道中传输。
频分复用主要缺点是设备庞大复杂，成本较高， 还会因为滤波器件特性不够理想和信道内存在非线 性而出现路间干扰，故近年来已经逐步被更为先进 的时分复用技术所取代。不过在电视广播中图像信 号和声音信号的复用、立体声广播中左右声道信号 的复用，仍然采用频分复用技术。
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通路
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第四章 多路复用技术
4.2.1 FDM基本原理 发送端： 调制合成（叠加）传输（复合信号）
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接收端： 带通滤波解调(Demodulator)
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第四章 多路复用技术
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第四章 多路复用技术
3、实现各路信号频谱不重叠的方法： 调制（Modulator） 在FDM中，将每个信号调制到不同的载波 频率上，调制后的信号再被组合成可以通过 媒介传输的复合信号。 要保证载波频率之间的间距要足够大，即 能够保证这些信号的带宽不会重叠。
4、各路信号的分离： 先用滤波器将其分开，再解调，实现频分多 路复用。
4.2.2 FDM处理过程 以话音信号为例说明FDM的复用和解复用过程。 1、复用过程 下图说明了如何使用FDM将3个话音通道复用 在一起。每个话音信号的频率范围都是很相近 的。在复用器中，这些相似的信号被调制到不 同的载波频率（f1，f2，f3）上。然后，将调制 后的信号合成为一个复用信号并通过宽频带的 传输媒介传送出去。