数据通信_信道
02数据通信基础
• (3)全双工通信方式：通信双方可以同时进行双向的信息传输，通信的双 方必须都具有同时发送和接收的能力，并且需要两个信道分别传送两个 方向的信号。应用于计算机之间。
考点分析：数据传输的方式
• 数据传输方式依其数据在传输线上原样不变地传输还是调制变样后再传 输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。
• 信道按使用权限可分为专业信道和共用信道；接传输介质可分为有线 信道、无线信道和卫星信道；按传输信号的种类可以分为模拟信道和数 字信道等。
• 5．信道带宽：信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信 道上可传送信号的最高频率与最低效率之差。带宽越大，所能达到的传 输速率就越大，所以信道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。例如， 若一条传输线路可以接受600～2000 Hz的频率，则该传输线的带宽是 1400 Hz(2000～600 Hz)。普通电话线路的带宽一般为3000 Hz。
• (3)宽带传输：在同一信道上，宽带传输系统是可以进行数字信息和模拟 信息服务的。计算机局域网采用的数据传输系统有基带传输和宽带传输 两种方式，基带传输和宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同
考点分析：数据交换技术
常用的数据交换技术有：电路交换、报文交换、分组交换技术 1．电路交换技术（又称线路交换技术） 电路交换技术是在电话系统中广泛应用的一种传统交换技术，即在两个工 作站之间建立实际的物理连接。 基本过程包括三个阶段：建立连接（信道建立）、传输数据、拆除连接 （释放信道）。适合远距离成批传输数据。 电路交换的主要优点是实时性好，由于信道专用，通信速率较高；缺点是 线路利用率低，不能连接不同类型的线路组成链路，通信的双方必须同时 工作。
第二章数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.2 报文交换 ❖ 在数据交换中，对一些实时性要求不高的信
息，可以采用另一种方法叫作报文交换的数 据交换方法。报文交换方式传输的单位是报 文，在报文中包括要发送的正文信息和指明 收发站的地址及其他控制信息。 比如信件。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (1) 报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (4) 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的
地，而电路交换网络很难做到这一点。 ❖ (5) 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。 ❖ (6) 不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过
网络的延迟时间长且不定。 ❖ (7) 有时结点收到过多的数据而无空间存储或不能
正反纠错码等。 检错码：奇偶校验码
第二章 数据通信的基础知识
❖ 3. 编码效率 ❖ R=k/n=k/(k+r) ❖ 式中：k为码字中的信息位位数； ❖ r为编码时外加冗余位位数； ❖ n为编码后的码字长度。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.6.2 奇偶校验
第二章 数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文 不按顺序到达目的地。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.3 分组交换 ❖ 1. 什么是分组交换 ❖ 分组交换又叫报文分组交换，是国际上计算
机网络普遍采用的数据交换方式。综合报文 交换和线路交换的优点。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交 换两种，如图1-14所示。它是计算机网络中 使用最广泛的一种交换技术。
5g中的信道和信号 -回复
5g中的信道和信号-回复5G中的信道和信号作为下一代移动通信技术的代表，5G通信系统在无线通信领域带来了巨大的革新。
在5G中，信道和信号是关键要素之一，它们在实现高速、高质量的无线通信中发挥着重要作用。
本文将一步一步回答有关5G中的信道和信号的问题。
1. 什么是信道？信道是指无线通信中的信息传输介质，包括空气介质和传输设备。
在5G中，信道是无线通信系统中传输数据的媒介，负责将发送方发送的信号传输给接收方。
2. 5G中有哪些常见的信道类型？5G中常见的信道类型包括下行信道和上行信道。
下行信道是从基站发送到终端设备的信道，用于传输各种数据和媒体内容。
上行信道是从终端设备发送到基站的信道，用于上传用户数据和进行反馈。
3. 5G信道中的多天线技术有何作用？多天线技术是5G中的重要技术之一，它通过在发送和接收设备上使用多个天线来增强无线信号的传输效果。
多天线技术可以提高无线传输速率、信号覆盖范围和抗干扰能力，从而提升用户的通信体验。
4. 5G信号中的毫米波是什么？在5G中，毫米波是一种高频段的无线信号，其频率通常在30 GHz 到300 GHz之间。
相比传统的微波信号，毫米波信号具有更高的频率和更宽的频谱，可以支持更高的数据传输速率。
然而，毫米波信号的传输距离相对较短，容易受到障碍物的阻挡。
5. 5G中的波束赋形技术有何意义？波束赋形技术是5G中的一项关键技术，它通过对信号进行定向发射和接收，将无线能量集中在用户所在的方向上。
这种技术可以提高传输速率和信号质量，并减少与其他用户之间的干扰，从而为用户提供更稳定、更高效的网络连接。
6. 5G信号中的大规模天线阵列有何优势？大规模天线阵列是5G中的另一项重要技术，它通过在基站和终端设备上使用大量的天线来实现多天线通信。
大规模天线阵列可以实现更精确的波束赋形和更高的信号增益，提供更广阔的信号覆盖范围和更高的数据传输速率。
7. 5G中的小区间干扰如何解决？在5G中，小区间干扰是一个较为普遍的问题，指不同小区之间的频率相互干扰的现象。
数据通信基础习题及答案
第2章数据通信基础习题及答案一、填空题（1）按使用的传输介质划分，信道可以分为—有线信道—和—无线信道_两类。
（2）按允许通过的信号类型划分，信道可以分为一模拟信道_和_数字信道_两类。
（3）按数据传输的方向和时序关系分类，信道可以分为—单工信道_、—半双工信道_和_全双工信道—三类。
（4）按传输信号频谱分类，信道可以分为—基带信道—和—频带信道—两类。
（5）数据通信系统的主要技术指标有_码元速率_、_信息速率_、—误比特率一、—误码率一、_可靠度_、一频带利用率_和_通信建立时间—。
（6）常用的数字传输系统的标准有—T1—和_E1_。
（7）按同步方式划分,交换可以分为（同步交换）和（异步交换）两种类型。
（8）按差错控制的方式划分,交换可以分为（分组交换）和（快速分组交换）两种类型。
（9）按存储转发的信息单位划分，交换可以分为（报文交换）和（分组交换）两种类型。
（10）按占用信道的方式划分,交换可以分为（电路交换）和（分组交换）两种类型。
（11）按交换的信号类型划分,交换可以分为（数字交换）和（模拟交换）两种类型。
（12）按信号分割方式划分，信道共享技术分为（频分复用）、（时分复用）、（波分复用）和（码分复用）四种类型。
（13）按接入信道的方式划分，信道共享技术分为（集中器接入）和（多点接入）两种类型。
（14）按共事策略的实施时间划分，信道共孕技术分为（静态复用）和（动态接入）两种类型。
（15）采用交换技术的汁算机通信网络的核心设备是（结点交换机/路山器）。
二、名词解释信息：从信息论的角度来讲，信息就是对消息解除不确定度。
通常把信息理解成所关注的目标对象的特定知识。
数据：数据是对所关注对象进行观察所得到的结果或某个事实的结果。
信号：信号是通信系统实际处理的具体对象。
基带、基带传输：在电磁波的傅利叶级数表示中，从零开始并覆盖了信号的主要能量表现的那段频率范围称为基本频带，简称基带。
在信道中直接传送基带信号的传输模式称为基带传输。
数据通信的基本概念
数据通信的基本概念1、数据通信的概念数据通信是指计算机与计算机之间交换数据的过程。
2、数据和信息的区别和联系数据是由数字、字符和符号等组成，可以用描述任何概念和事物，是信息的载体。
信息则是说过一句的具体内容和解释，有具体含义。
信息是数据经过加工处理后得到的，即信息是按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据。
3、信号在数据传输过程中，常常需要通过传输介质将数据从某一端传输到另一端。
信号是数据在具体物理表示，具有确定的物理描述。
4、模拟数据和数字数据当数据采用离散电信号表示时，这样的数据就是数字数据；当数据采用电波表示时，这样的数据就是模拟数字。
5、模拟信号和数字信号随时间连续变化的信号叫模拟信号；随时间离散变化的信号是数字信号。
6、数据通信的三要素，它们分别指什么？信源、信宿和信道。
信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的人或设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备；信道是通信双方以传输介质为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备上的。
7、数字通信和模拟通信数字通信就是指在通信信道中传送数字信号的通信方式；与之相对，在通信信道中传输模拟信号的通信方式是模拟通信。
8、数据通信的主要技术指标，分别表示什么意思？信道带宽，指通信系统中传输信息的信道具有一定的频率范围（即频带宽度）信道容量，指单位时间内信道所能传输的最大信息量，即一个信道能够达到的最大传输速率，它表征信道的传输能力。
数据传输速率，指通信系统单位时间内传输的二进制代码的位（比特）数，因此又称比特率。
调制速率又叫波特率或码元速率，它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒传输的电信号单元（码元）数，即调制后模拟电信号每秒的变化次数。
误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标；也就是指二进制码元在传输过程被传错的概率。
传输延迟，指由于各种原因的影响，而使系统信息在传输过程中存在着不同程度的延误或滞后的现象。
数据通信的基础知识
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●通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道 任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：
信源 编码 调制 信道 解调 解码 信宿
噪声
编码器：数据适合传输的信号——便于识别、纠错 调制器：信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解码器：传输信号原始数据 解调器：接收波形数字信号序列
第二章 数据通信的基础知识
本章重点 基本概念 信道 传输媒体 编码
多路复用 ●数据交换技术 ●差错控制
●
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2.1 基本概念
●一些术语
数据(Data)：传递（携带）信息的实体（描述物体的数字 、字母或符号），信息(Information)则是数据的内容或解 释。 --模拟(Analog)数据是指在某个区间内连续变化的值。
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比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)是 单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为bps 或b/s 。
码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码字: 码元的有意义的序列称为码字。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
如用modem通过拨号线路传输数字信号。
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2.3传输模式(通信方式)
按照通信中字节使用的信道数，数据通信方式可 分为串行通信和并行通信。 1．并行传输方式 采用并行传输方式，可以一次传输多位数据。相应 地，从发送端到接收端的信道需要若干根传输线。 例如，计算机的并行口常用于连接打印机，每次并 行输出8位数据，如图所示。 2．串行传输方式 串行传输是一位一位地传送的，从发送端到接收端 只要一根传输线即可如图所示。 2013/7/22 page 26
物理通道 数字信道
物理通道数字信道
物理通道和数字信道是通信领域中常见的概念，它们在数据传
输和通信过程中起着重要的作用。
首先，让我们来谈谈物理通道。
物理通道是指用于传输信号或
数据的实际介质或路径，例如电缆、光纤、空气中的无线信号等。
物理通道可以是有线的，比如通过电缆传输数据，也可以是无线的，比如通过无线电波传输数据。
物理通道的特点是其传输性能受到介
质和环境的影响，比如电缆的长度、材质和干扰等因素都会影响信
号的传输质量。
接下来，我们来谈谈数字信道。
数字信道是指在通信系统中用
来传输数字信号的通道，它可以是物理通道的一部分，也可以是经
过数字调制和解调的信号处理部分。
数字信道可以通过编码、调制
和调制等技术来提高数据传输的可靠性和效率。
在数字通信中，数
据被转换成数字信号，通过数字信道进行传输，然后再解调回原始
数据。
数字信道的优点是可以通过纠错码、信道编码等技术来提高
传输质量，同时数字信号的传输也不受到模拟信号的干扰和衰减。
综上所述，物理通道和数字信道在通信中都扮演着重要的角色。
物理通道是数据传输的实际介质，而数字信道则是用来传输数字信号的通道，在数字通信中起着至关重要的作用。
它们的结合可以实现高效可靠的数据传输，是现代通信系统不可或缺的组成部分。
数据通信基础
数据有两种类型：数字数据和模拟数据，前者的值是离散，如电 话号码、邮政编码等；而后者的值则是连续变化的量，如身高、体重 等。
3、信号
信号简单地说就是携带信息的传输介质。数据通信中信号是 数据在传输过程中的电磁波的表示形式。根据信号参量取值不同， 信号有两种表示形式：模拟信号(Analog Signal)与数字信号 (Digital Signal)
(2)调制速率 调制速率又称为码元速率，所谓码元是承载信息的基本
信号单位。码元速率是指单位时间内信号波形的变换次数， 即通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T，则码元 速率B=1/T。码元速率也叫波特率，通常用来表示调制解调 器之间传输信号的速率。
R=Blog2n (bps)
其中：R表示信号速率，B表示调制率，n为一个码元所携带的 信息量。当在二元调制方式中，码元所携带的信息量n =2， 即只有0和1两个离散值时，信号速率和调制速率相等( R=B)。
2.2 数据传输 介质
一般的，物理介质可大致分为有线介质（铜 线和光纤）和无线介质（电波和光波）。
有线介质是最常用也最简便的通信介质，一 直有大量的铜线和光纤应用于电话系统中。在广 域网领域，利用现成的电话系统线路进行通信传 输几乎是最实际也最简便的方式，而在局域网领 域，利用改进的专用线缆进行通信传输也简便易 行。常见的有线介质有双绞线、同轴电缆、光纤 等。
光纤和同轴电缆外形相似只是没有网状屏蔽层，光 纤由纤芯、封套及外套组成。纤芯由一玻璃或塑料组成， 封套是玻璃的，使光信号可以反射回去，沿着光纤进行 传输，外套则由塑料组成，用于防止外界的伤害和干扰。
根据传输点模数的不同，光纤分为单模 光纤（single-mode fiber）和多模光纤 （multi-mode fiber）两种(“模”是指以 一定角速度进入光纤的一束光)。单模光 纤采用激光二极管LD作为光源，而多模光 纤采用发光二极管LED为光源。
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有线信道 狭义信道 无线信道 恒参信道 信道 随参信道
调制信道
广义信道
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3.1 信道概述
1、狭义信道和广义信道 如果信道仅指信号的传输介质，这种信道称之 为狭义信道。 通信信道的性能主要是由狭义信道所决定的。 狭义信道按照传输介质的特性可分为有线信道 和无线信道。 一个实际的通信信道，除了传输介质外，还包 括有关的转换装臵，比如调制解调器、编解码器、 发收转换器等，这样的信道称之为广义信道。 广义信道按照它包括的功能可以分为编码信道 和调制信道。
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3.2 信道的传输特性
f[*]表示信道的传输特性，描述了信道对信号 的损耗。 如果信道对输入信号作非线性处理，则信道输 出信号有非线性失真，这种失真只有当输入信号存 在时才有，称这种失真为乘性噪声（或乘性干扰）， 可表示为 ro(t)=f[si(t)]+n(t)=k(t)si(t)+n(t) k(t)是乘性干扰，反映了信道的特性。 乘性噪声包括各种线性畸变、非线性畸变、交 调畸变、衰落畸变等。
3.2 信道的传输特性
1、衰减 对于无线信道，衰减的变化则要复杂得多。衰 减除了随传输距离的增加而增加之外，还会由于传 输路径的多样性而变化。 衰落：信号衰减随着时间而随机变化的现象。 衰落描述的是衰减的变化。包括吸收型衰落、 干涉型衰落和阴影衰落等。 （1）吸收型衰落 对于无线信道，由于传输介质各项参数的变化 和环境的随机变化而形成的衰落称为吸收型衰落。
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第05次课要求
掌握内容： 1、信道的定义和分类。 2、信道的传输特性。 3、有线信道的特性。 4、数据传输的信道容量。 理解内容 1、无线信道的相关内容
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3.1 信道概述
信道是在数据通信系统中位于发送端和接收端 之间的物理通路，用来实现数据的传输，是通信系 统的重要组成部分。是进行信息交换并允许光电信 号通过的路径。 信道的特性由带宽、容量、衰减、延迟和噪声 等组成。 信道的特性直接决定着信息传送方式。 信道的作用就是传输信号。
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3.1 信道概述
3、调制信道和编码信道 所谓调制信道指的是从调制器的输出端到解调 器的输入端这个范围的信道 从编码器的输出到译码器的输入这个范围的信 道叫作编码信道。 4、恒参信道和随参信道 恒参信道的各项参数是不随时间变化的，对信 号传输的影响是确定的 随参信道的各项参数会随着时间而变化，信道 特性随时间而随机快速变化
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3.1 信道概述
信道模型
信 源
编 码 器 调 制 器 发 转 发 器 收 转 发 器 解 调 器 解 码 器
传输介质 狭义信道 调制信道 编码信道 广义信道
信 宿
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3.1 信道概述
2、有线信道和无线信道 狭义信道可分为有线信道和无线信道 有线信道使用的传输介质是实体可见的，有对 称电缆（很多对双绞线组成）、双绞线、同轴电缆 和光纤等。 无线信道使用的传输介质是非实体的，主要包 括中长波地表波传播、超短波及微波视距传播、卫 星中继、短波电离层反射、移动无线电等。
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3.2 信道的传输特性
三、噪声 噪声指的是通信信道中除了有用信号外的其他 不携带有用信息的电信号。 干扰：有规律的周期性的无用信号。 噪声：无规律的无用信号。 1、噪声的分类 根据噪声的来源不同，噪声可分为环境噪声和 内部噪声两类。 环境噪声包括自然噪声和人为噪声。 自然噪声源于存在于自然界的各种电磁波源， 特点是频谱范围较宽，随机性大，难于消除。 人为噪声源于人类活动产生的电磁波源，特点 频谱范围窄，波源固定，易于消除。
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第3章 信道（1）
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第2章复习
1、数据通信 是两个实体间数据的传输和交换，将源站数据 编码成信号，沿传输介质传输至目的站。 2、信号的时域表示 传输的信号是时间的函数，即以时间为自变量 表示的信号，称为信号的时域表示。 3、信号的频域表示 传输的信号是频率的函数，即以频率为自变量 表示的信号，称为信号的频域表示。
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3.3 有线信道
有线信道的传输特性通常是非常稳定可靠的，但是 不如无线信道灵活和方便。 信道特性对网络中数据通信质量的影响很大， 这些特性主要是： （1）物理特性：对传输介质物理结构的描述。 （2）传输特性：传输介质允许传送数字信号，以 及调制技术、传输容量与传输的频率范围。 （3）连通特性：允许点—点或多点的连接。 （4）地理范围：传输介质的最大传输范围。
为相
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3.2 信道的传输特性
1、幅频特性是低通型的信道 低通型的信道能通过直流信号以及低频成分的 信号，适合于传输基带信号。
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3.2 信道的传输特性
2、幅频特性是带通型的信道 带通型的信道对信号频率大于f1且小于fH的信 号能顺利通过，对其他频率的信号衰减或阻止通过， 适用于传输频带信号。
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3.2 信道的传输特性
一、恒参信道的信道传输特性及其对信号传输的影 响 恒参信道的特点是不产生非线性失真，传输特 性基本与时间无关。 可将恒参信道看成一个线性时不变网络，其传 输特性可用冲激响应h(t)及频率特性H(w)来表示。 设信道的输入信号及输出信号分别为x(t)和 y(t)，它们的傅里叶变换分别是X(w)和Y(w)，则 可将H(w)表示为 式中|H(w)|为信道的幅频特性， 计算机学院 数据通信基础 频特性。
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3.2 信道的传输特性
内部噪声源于通信系统内部，分为热噪声、散 弹噪声和电源噪声。 热噪声是导体内部自由电子的热运动产生的。 散弹噪声是由于半导体器件中载流子发射的不 均匀性造成的。 电噪声由电源电压的波动造成的。 内部噪声是由导体内部的自由电子作不规则运 动而形成的，其变化是随机的，又称为起伏噪声。 起伏噪声源于通信系统内部，对信号传输的影 响是不可避免的，也无法消除。其强度随温度的增 加而增加。
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第2章复习
12、传输 是指传播和处理信号的数据通信。 13、模拟数据 是在某个区间产生连续的值。例如，声音和视 频就是强度连续改变的图形。 14、数字数据 数字数据产生离散的值，例如文本信息和整数。 15、模拟信号 是一种连续变化的电磁波，这种电磁波可以按 照不同频率在各种介质上传输。
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第2章复习
18、按数据代码传输的顺序可以分为 并行传输和串行传输 19、按数据的同步方式分 异步传输和同步传输 20、按数据的流向和时间关系分 单工、半双工、全双工 21、信息量 是指对消息中所含信息的不确定性的度量。
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第2章复习
22、平均信息量 由多个消息所形成的消息串中，每个消息（或 符号）所含的信息量的统计平均值，称为信源中消 息（或符号）的平均信息量。 23、交换方式 电路交换、报文交换、分组交换 24、分组交换 一次通信中的所有分组在网络中传播有两种方 式，即数据报和虚电路。
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3.2 信道的传输特性
2、延迟畸变 通信信号在传输中通过信道所花费的时间称为 信号延迟，由于信号延迟而造成的信号失真称为延 迟畸变。 延迟畸变产生的原因有两个： 多径传输效应造成的； 传输介质的色散效应造成的。
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3.2 信道的传输特性
2、延迟畸变 （1）多径传输效应 当信号通过无线信道传播时，信号可能会通过 两个以上的不同长度的路径到达接收端天线，这种 现象称为信号的多径传输。其效应是信号失真。 （2）色散效应 当信号在传输介质中传输时，由于传输介质的 不均匀性，各种频率的无线电波传播速度有差别， 它们到达接收端时的延迟是不同的，这种效应称为 色散效应。由于色散效应，信号中的不同频率成分 到达接收端时不能保持原样而发生畸变，引起失真。
3.3 有线信质的不同，有线信道可以分为 双绞线、同轴电缆、光导纤维和架空明线等。 架空明线是指在电线杆上架设的相互平行而绝 缘的裸线（结构类似供电线），是一种最早大量使 用的通信介质。 架空明线的优缺点： 安装简单、传输损耗较低； 通信质量差，受气候环境等的影响比较大，且 对外界噪声干扰比较敏感。
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第2章复习
7、数据率与频带的关系 信号数据率越高，所需的有效频宽越宽。即传输 系统的频宽越大，系统能传输的数据率越高。 8、数据 数据是指有意义的实体，它涉及事物的形式。 9、信息 信息涉及的是这些数据的内容和解释。 10、信号 是指数据的电磁或电子编码。 11、信号发送 是指沿传输介质传播信号的动作。
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第2章复习
4、信号分类 信号是时间的函数，可分成连续信号和离散信 号两种。 5、周期信号 不管是连续信号还是离散信号，如相同的信号 形式能周期性地重复则称为“周期信号”。 6、有效频带 大部分的信号能量包含在相对较窄的频带内， 这个频带称为有效频带或频带。
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3.2 信道的传输特性
二、随参信道的信道传输特性及其对信号传输的影 响 1、衰减 衰减就是指信号在信道中传输时，随着传输距 离的增加，信号强度减弱的程度。 衰减直接导致信道信噪比降低。 对于有线信道，衰减会随着传输距离的增加而 增加，信号的衰减一般是连续变化的，特性比较稳 定。 对于模拟信号，通常在数据传输一定距离之后 使用信号放大器来加强信号；对于数字信号，则依 靠中继器来再生信号。 23 计算机学院 数据通信基础