数据通信原理

第一章：绪论：

1、了解消息、信号、信息、数据的基本概念

（1）消息定义：是指通信过程中传输的具体原始对象。

消息的分类：离散消息、连续消息。

（2）信号定义：把消息转换成适合于信道传输的物理量。信号携带着消息，它是消息的运载工具。

信号的分类:

模拟信号和数字信号。

（3）信息：信息就是包含在消息中对通信方有意义的那部分内容。

（4）数据：数据就是赋予一定含义的数字、字母、文字等符号及其组合，它是消息的一种表现形式。

数据的分类：模拟数据、数字数据。

2、信息量、信息熵（平均信息量的计算）

信息的度量：度量信息多少的程度就称为信息量I 。 信息量的计算：一则离散消息包含的信息量可表示为

平均信息量（信息熵）H ： 可以证明上式

中，当P 0=P 1= … =P M -1时，取最大值

例1.2 某信源有8种相互独立的状态，其发生的概率分别是1/8、 1/8、0、1/4、0、0、0、1/2, 则信源传递给信宿的平均信息量是多少？ 课后P30 1.8

3、通信系统的组成（一般通信系统、模拟、数字、基带、频带、数据通信系统的组成框图） P6、P7、P8、P10 一般通信系统

模拟通信系统

P

I a

log -=∑

-=-=102log M j P

j j P H M

M M

H M j 21

02log 1log 1=-=∑

-=

数字基带通信系统

数字频带通信系统

数据通信系统

数据通信系统的组成：数据终端设备（DTE）、数据电路、中央计算机系统三大部分组成。(填空)

4、数据的传输方式（填空、简答）

（1）基带传输与频带传输

基带传输就是将DTE经过码型变换、电平转换等必要处理后直接在信道上传输，常用于短距离的数据传输系统中。

频带传输较复杂，传送距离较远，若通过市话系统配备Modern，则传送距离可不受限制。

（2）并行传输与串行传输

并行传输是指将数据符号编码后，在两条以上的并行信道上同时传输，一般一次传输一个字符；如：采用8单位代码组成的字符时，可以用8条信道并行传输。

特点：

（1）优点：对于每次只传输一个字符，因此它不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步；

（2）缺点：必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。

适用场合：计算机等设备内部或两个设备之间距离比较近时的外线上采用，如计算机到打印机之间的数据传输。

串行传输是指将数据编码按位或按码元依次在一条信道上传输。

特点：

（1）优点：只需要一条传输信道，花费的成本低，易于实现。

（2）缺点：是要采取措施实现字符同步。

适用场合：是目前外线上主要采用的一种传输方式，通常用于远距离通信。

（3）异步传输与同步传输

所谓异步传输（起止式传输）是指只要DTE有数据需要发送，就可以在任何时刻向信道发送信号，而接收方通过检测信道上的电平变化与否就能自主判断何时接收数据。

特点：

（1）优点：收发双方的时钟信号不需要精确的同步，实现字符之间同步比较简单。（2）缺点：对于每个字符都需要加入起始位和终止位，因此信息传输效率低。

适用场合：常用于1200比特/s及其以下的低速数据传输。

所谓同步传输必须建立准确的同步系统，因此它都是以固定的时钟节拍来发送数据信号的，所以在一个串行数据流中，各信号码元之间的相对位置是固定的，也就是同步。

特点：

（1）优点：不需要每字节都加同步信息，故传输效率较高

（2）缺点：必须建立准确的时钟同步，实现起来比较复杂

适用场合：

常用于2400bit/s及其以上的高速数据传输

（4）单工、半双工与全双工传输

单工传输是指两站之间只能沿一个方向传输数据，如数据由A站传到B站，称为正向信道。（B站至A站只能传送联络信号，传输效率较低，一般不超过75bit/s，称为反向信道。通常用于远程数据收集系统，例如气象数据的收集）如：计算机与监视器及键盘、计算机之间的数据传输、遥测等。

半双工传输是指两个站之间可以在两个方向上进行数据传输，但不能同时，只能轮流进行传输。即传输信号时占用信道的整个带宽。如：对讲机、使用同一载频工作的无线电机等。

双工传输是指在两数据站之间，可以在两个方向上同时进行传输。可以是四线或二线传输：四线传输时有两条物理上独立的信道，一条发送一条接收，两个方向的信号可以采用频分复用或时分复用的方法将信道的带宽一分为二；二线传输可以采用回波抵消技术使两个方向的数据共享信道带宽。如普通电话。适用于高速数据通信系统。

5、数据通信系统的最重要的两个性能指标及其所用的物理量来描述，以及这些量之间的关系及计算等。（8’）

（1）有效性：指系统中传输数据的“速度”问题，即快慢问题，也指数据传输系统对频带资源的利用水平和有效程度。

1）码元速率（R B ）码元速率是指给定信道内单位时间传输码元的多少。其单位是波特(Baud)。R B = 1/T ，其中T 为码元长度，即一个码元波形的持续时间。因此，R B 与进制无关。 2）信息传输速率（R b ）信息速率是指给定信道内单位时间传输信息的多少,单位是比特/秒（bit/s ）,信息速率又称为传信率。对于M 进制，各码元等概出现时有 R b =R B log 2M 若各码元不等概出现，则 R b =R B H 其中H 为平均信息量。 （P22）例1.3：某数据通信系统传输128个符号，其中有64个符号出现的概率分别为1/256，有32个符号的出现概率分别为1/128，另外32个符号的出现概率分别为1/64，且每个符号的持续时间为0.1ms ，求此时系统的信息速率。 解：由题意可知系统的码元速率为 R B =1/T b =10000Baud 由于各符号出现概率不同，则平均信息量为 H=64×(1/256)*log 2(256)+(32×(1/128) *log 2 (128)))+(32×(1/64)*log 2 (64)) =6.25bit/符号 所以信息速率R b =R B H =100×6.25=625bit/s

例2 已知二进制数字信号在2min 内共传送了72000个码元。

（1）其码元速率和信息速率各为多少？

（2）如果码元宽度不变，但改为八进制数字信号，则其码元传输速率为多少？信息传输速率又为多少？

解 （1）在2×60s 内传送了72000个码元，则 R B =72000/2×60=600 （Baud ） R b =R B =600 （bit/s ） （2）若改为八进制，则 R B =72000/2×60=600 （Baud ） R b =R B log 2M=600×log 28=1800 （bit/s ）

3）数据传输速率:指单位时间内在数据传输系统中的相应设备之间传送的比特、字符、或码组平均数，即实际能达到的平均数据转移速率。单位:bit/s 、字符/s 、码组/s 等。数据传输速率总小于数据传信速率，原因是：数据传输速率=数据传信速率×传输的效率（小于100%）。

4）频带利用率是指单位频带内实现的传输速率，单位为Baud/Hz ，或者bit/s. Hz ，这主要取决于用哪种速率来计算。

（单位为Baud/Hz ）

[单位为bit/（s.Hz ）] 其中，B 为系统带宽，单位为Hz 。

若B 相同，R B 或R b 越大，则频带利用率越高，则系统的有效性越好。

（P23）例 1.5 某信道占用频带300~3400Hz ，若采用8电平传输，若调制速率为1600Baud ，求信道的频带利用率。

解 根据题意，信道占用频带为300~3400Hz,则B=3400一300=3100（Hz ）

=1600/3100=16/31 （Baud/Hz ） R b =R B log 2M=1600×log 28=4800 （bit/s ）

=4800/3100=48/31 [ bit/（s.Hz ）]

（2）可靠性：指传输数据的“质量”问题，即好坏问题。

1）误码率（Pe ） (n→∞)

B

R

B =ηB

R b

=ηn n Pe e =

其中n 表示系统传输的总码元数，n e 表示传输出错的码元数目，也即误码率是指错误码元在总码元数目中所占的比率。 2）误比特率（P b ）

(n b →∞)

其中n b 表示系统传输的总比特数，n be 表示传输出错的比特数目，也即误比特率是指错误比特在传输的总比特数目中所占的比率。

（P23）例1.6：某数据通信系统调制速率为1200Bd ，采用8电平传输，假设100秒误了1个比特，求误码率 。设系统的带宽为600Hz ，求频带利用率为多少bit/（s.Hz ）。 解：由于各个码元出现的概率相同，则信息速率R b =R B log 2M=1200×log 28=3600bit/s

误比特率P b ＝接收出现差错的比特数目/总的发送比特数＝(1/100)/3600=2.8×10－

6 频带利用率r=R b /B=3600/600＝6bit/(s.Hz) 3）误码组率

误码组率指在通信过程中，系统出错的码组数与系统传输的总码组数之比，用pg 来表示。

p g =n ge /n g （n g → ∞）

其中，n ge 表示传输出错的码组数， n g 表示系统传输的总码组数。

第二章：随机过程分析

1、随机过程的概念及其数字特征（期望、方差、相关函数的计算等）

（1）随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。可从两种不同角度看：角度1：在给定的观察区间内，是一个时间t 的函数。其中每个时间函数称为实现，随机过程就可以看成是一个全部实现构成的总体。角度2：随机过程是随机变量概念的延伸。因此，我们又可以把随机过程看作是在时间进程中处于不同时刻的随机变量的集合。

（2）随机过程的数字特征：1）均值（数学期望）：在任意给定时刻t 1的取值ξ (t 1)是一个

随机变量，其均值 式中 f (x 1, t 1) － ξ (t 1)的概率密度函数。

由于t 1是任取的，所以可以把 t 1 直接写为t ， x 1改为x ，这样上式就变为

2）方差 方差常记为σ 2( t )。这里也把任意时刻t 1直

接写成了t 。

3）相关函数

式中， ξ (t 1)和ξ (t 2)分别是在t 1和t 2时刻观测得到的随机变量。可以看出，R (t 1, t 2)是两个变量t 1和t 2的确定函数。

4）协方差函数

式中 a ( t 1 ) a ( t 2 ) － 在t 1和t 2时刻得到的ξ (t )的均值 。

b be b

n

n P =[

]?

∞

∞-=1

11111),()(dx t x f x t E ξ[

]?

∞

∞-=dx

t x xf t E ),()(1ξ}{

2)]()([)]([t a t E t D -=ξξ2

121212212121),;,()]

()([),(dx dx t t x x f x x t t E t t R ??

∞∞-∞∞

-==ξξ{}2

1212122211221121),;,()]()][([])()()][()([),(dx dx t t x x f t a x t a x t a t t a t E t t B --=--=??

∞∞-∞∞-ξξ212)]([),(t a dx t x f x -=?∞

∞

-

f 2 (x 1, x 2; t 1, t 2) － ξ (t )的二维概率密度函数。 5）相关函数和协方差函数之间的关系 若a (t 1) = 0或a (t 2)=0，则B(t 1, t 2) = R(t 1, t 2)因此，R(t 1, t 2)又称为自相关函数，B （t 1，t 2）又称自协方差函数。

6）互相关函数和互协方差函数 若ξ(t )和η(t )分别表示两个随机过程，则 分别称为互相关函数和互协方差函数。 （P34）例2.1：设Z （t ）=X 1cos （ ）－X 2sin （ ）是一个随机过程，若X 1和X 2是彼此独立且具有均值为零、方差为 的正态随机变量，求：

（1）数学期望E[z(t)]、 E[z 2(t)]； （2）z （t ）的一维概率密度函数f （t ）； （3）相关函数R （t 1，t 2）。

2、广义平稳随机过程和狭义平稳随机过程的定义

把同时满足（1）和（2）的过程定义为广义平稳随机过程。 （1）其均值与t 无关，为常数a ； （2）自相关函数只与时间间隔τ 有关。

狭义平稳随机过程：任意n 维分布函数和概率密度函数与时间起点无关。

显然，只要狭义平稳随机过程的数字特征存在，必定是广义平稳的，反之不一定成立。（判断）

3、平稳随机过程的自相关函数定义及性质

平稳过程自相关函数的定义：R(τ)=E[ξ (t) ξ (t+τ)] 平稳过程自相关函数的性质

— ξ(t )的平均功率

— τ的偶函数 — R (τ)的上界

即自相关函数R (τ)在τ = 0有最大值。

— ξ(t )的直流功率。

表示平稳过程ξ(t )的交流功率。当均值为0时，有

R (0) = σ2 。

4、平稳随机过程的功率谱密度和相关函数的关系（维辛叶纳关系）

)

()(),(),(212121t a t a t t R t t B -=)]()([),(2121t t E t t R ηξξη={}]t a -)([]t a -)([),(B 221121）（）（ηξξηηξt t E t t ?=t 0ωt 0ω2σ)]([)0(2

t E R ξ=)

()(ττ-=R R )0()(R R ≤τ22a )]([)(==∞t E R ξ2)()0(σ=∞-R R

（1）平稳过程的功率谱密度定义：对于任意的确定功率信号f (t )，它的功率谱密度定义

为

式中，F T ( )是f (t )的截短函数f T (t ) 所对应的频谱函数。

过程的功率谱密度应看作是对所有样本的功率谱的统计平均，故ξ (t )的功率谱密度可以定

义为

（2）功率谱密度的计算 维纳-辛钦关系

非周期的功率型确知信号的自相关函数与其功率谱密度是一对傅里叶变换。这种关系对平稳随机过程同样成立，即有

简记为 以上关系称为维纳-辛钦关系。

在维纳-辛钦关系的基础上，我们可以得到以下结论：1）为的偶函数，因为自相关函数为

偶函数；2）可得平稳过程的总功率：

上式从频域的角度给出了过程平均功率的计算法；3） 为非负函数，≥0。 [例2-2] 求随机相位余弦波ξ(t ) = A cos(ωc t + θ )的自相关函数和功率谱密度。

【解】在[例2-1]中，我们已经考察随机相位余弦波是一个平稳过程，并且求出其相关函数

为

因为平稳随机过程的相关函数与功率谱密度是一对傅里叶变换，即有 以及由于有 所以，功率谱密度为 平均功率为

5、白噪声的概念(白噪声功率谱密度和自相关函数）

（1）白噪声n (t )

定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声，即

单位（W/Hz ） － 双边功率谱密度 或 － 单边功率谱密度

式中 n 0 为正常数

（2）白噪声的自相关函数：对双边功率谱密度取傅里叶反变换，得到相关函数：

白噪声只有在τ=0（同一时刻）时才相关，而其他任意两个时刻上的随机变量都是不相关的。

6、窄带随机过程的定义

若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。

F m i l P T T 2sT )

()(ωω∞

→=t

[]

T F E m

i l E P T T 2

T )()()(ωωωξξ∞

→=P =??∞∞

-∞

∞--==ωωπτττωωτ

ξωτξd e P R d e R P j j )(21)()()()()(ωτξP R ?ωωπξd P R )(21

)0(?∞∞-=τωτc A R cos 2

)(2=)()(ωτξP R ?)]

()([cos c c c ωωδωωδπτω++-?)]()([2)(2c c A

P ωωδωωδπωξ

++-=2)(21)0(2A d P R S ===?∞∞-ωωπξ2

)(0n

f P

n =)(+∞<<-∞f 0

)(n f P n =)(0+∞<

)(0

τδτn R =ω0

)(,)](cos[)()(≥+=t a t t t a t c ξξξ?ωξ

窄带随机过程的表示式 式中，a ξ (t ) － 随机包络 ?ξ (t ) － 随机相位 ωc － 中心角频率 显然， a ξ (t )和?ξ (t )的变化相对于载波cos ωc t 的变化要缓慢得多。 若窄带过程ξ(t )是平稳的，则ξc (t )和ξs (t )也必然是广义平稳的。

7、随机过程通过线性系统的输出与输入的期望、自相关函数、功率谱密度的关系 假设：ξi (t ) － 是平稳的输入随机过程， a － 均值， R i (τ) － 自相关函数，

P i (ω) － 功率谱密度；

求输出过程ξo (t )的统计特性，即它的均值、自相关函数、功率谱以及概率分布。

输出过程ξo (t )的均值

设输入过程是平稳的 ，则有

式中，H (0)是线性系统在 f = 0处的频率响应，因此输出过程的均值是一个常数。

即输出随机过程的数学期望等于输入随机过程的数学期望乘以H （0）。

其物理意义是：平稳随机过程通过线性系统后，输出的直流分量等于输入的直流分量乘以系统的直流传递函数。 输出过程ξo (t )的自相关函数

根据输入过程的平稳性，有 于是 上式表明,输出过程的自相关函数仅是时间间隔τ 的函数。

由上两式可知，若线性系统的输入是平稳的，则输出也是平稳的。 因此，可得推论如下：

（1）输入是各态经历的随机过程，输出也是各态历经的随机过程。

（2）输入是高斯过程，输出也是高斯过程，只是均值和方差发生了变化。 输出过程ξo (t )的功率谱密度

即

结论：输出过程的功率谱密度是输入过程的功率谱密度乘以系统频率响应模值的平方。 应用：由P o ( f )的反傅里叶变换求R o (τ)

8、平稳随机过程通过乘法器（输出和输入的自相关函数和功率谱密度的关系）（填空） 平稳随机过程经过乘法器如图所示。

从广义平稳判定条件可知，若要判定ξo (t)是否平稳, 要看其均值是否为常数、自相关函数是否只和τ有关。E[ξo (t)]≠常数，就可以判定ξo (t)

不平稳。

ξo (t)的自相关函数

a t E t E i i ==-)]([)]([ξτξ)

0()()]([0H a d h a t E ?=?=?∞∞-ττξ)

()]()([11βατβτξαξ-+=-+-i i i R t t E )

()()()(),(0110τβαβατβατR d d R h h t t R i =-+=+??∞∞-∞

∞

-???

∞∞-∞∞-∞

∞

---='

'0'

)()()()(ττββααωτωβωαd e R d e h d e h f P j i j j )()()()()()(20f P f H f P f H f H f P i i =??=*

可见ξo(t)的自相关函数也与时

间t有关，

结论：平稳随机过程经乘法器传输后，输出不再是平稳随机过程。

ξo(t)的自相关函数的时间平均值为由于平稳随机过程经乘法器传输后，输出已不再是平稳随机过程，因此，输出信号的功率

谱密度为：所以，平稳随机过程经

乘法器后，输出信号的功率谱密度的幅度为原来的1/4,位置分别移到载波角频率±ωc 处，如下图所示

课后P52 2.15 2.16 2.17 2.21 2.23

第三章：数据传输的信道和噪声

1、信道的定义及其数学模型的分类

信道：指以传输媒质为基础的信号通道。数学模型的分类：调制信道、编码信道

2、理想恒参信道和随参信道的区别

恒参信道：乘性干扰k(t)随时间缓慢变化的信道。信道对信号传输的影响是：对信号在

幅度上产生固定的衰减。对信号在时间上产生固定的延迟。——即也称―无失真传输‖。

包括：明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传播、卫星中继等。

随参信道：乘性干扰k (t )随机快变化的信道。随参信道的传输媒质具有以下几个特点：1）对信号的损耗随时间变化；2）信号传输的时延随时间变化；3）多径传播。由于随参信道比恒参信道复杂的多，它对信号传输的影响也比恒参信道严重的多。包括：短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等。

3、编码信道的数学模型

编码信道定义：从编码器输出端到译码器输入端的所有转换器及传输媒质。

编码信道的模型可用数字信号的转移概率来描述。编码信道可进一步分为无记忆编码信道和有记忆编码信道。

4、了解常用的有线信道和无线信道的种类和方式 有线介质：双绞线、同轴电缆和光纤。

（1）双绞线：将一对绝缘线纽绞在一起，任意拧成螺旋形就构成了双绞线。双绞线的优点是价格便宜、使用方便、安装容易。因此常作为用户与本地中心站及中心站与中心站间的连线。分类：双绞线根据有无屏蔽层可以分为：非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。 （2）同轴电缆：同轴电缆是对地不对称的同轴管构成的一种通信回路。寿命长、通信容量大、质量稳定、外界干扰小、可靠性高和维护便利等优点。在有线通信中占有很大比重。在局域网中应用非常广泛。分类：按其阻抗特性来分主要有三大类，即50Ω、75Ω、93Ω。 （3）光纤：光纤又称光导纤维，通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝状，是一根很细很细的、能传导光束的介质。目前广泛应用的光纤分为两大类，单模光纤和多模光纤。 无线介质：卫星、无线电通信、红外通信、激光通信、微波通信。

（1）无线通信的分类：长波通信、中波通信、短波通信、微波通信、光通信。（按照通信设备工作的频率不同）

（2）无线信道的特点：1）频谱资源有限；2）传播环境复杂 ；3）存在多种干扰；4）网络拓扑处于不断变化之中。

5、白噪声的定义

白噪声n (t )定义：功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声，

6、信道容量的概念及香农公式的计算

信道容量定义：指信道中信息无差错传输的最大速率。

香农公式：

2log (1)

S C B N =+

（b/s ）

其中，B （HZ ）为信道的带宽，S （mW ）为信道的输出信号的功率，N （W)输出加性高斯噪声功率，C(bit/s)为信道容量。

香农公式表明：信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限速率也就越高。 根据奈奎斯特准则，带宽为B 的信道所能传送的信号最高码元速率为2B 波特。因此，无噪声数字信道容量为 其中，M 为传输信号的取值状态，也就是进制数。

2C=2Blog M bit/s)

（

第四章：数据信号的基带传输

1、常用的数据基带信号的种类

（1）单极性码不归零（NRZ）码（2）单极性码归零（RZ）码（3）双极性码不归零（BNRZ）码（4）双极性码归零（BRZ）码（5）差分码（6）极性交替（AMI）码（7）三阶高密度双极性（HDB3）码（8）曼彻斯特码（9）CMI码（10）nB/mB码；

2、二进制基带信号频谱特点

信号对应的功率谱：

f b=1/T b，数值上等于码元速率R

B

G1(f)和G2(f)分别为g1(t)和g2(t)的傅氏变换

式中的第一项表示连续谱，由其可以确定信号的带宽

第二项是离散谱，由其可以判断信号有无直流分量以及是否包含同步信息由上式可见：

二进制随机脉冲序列的功率谱P s(f)可能包含连续谱（第一项）和离散谱（第二项）。

连续谱总是存在的，这是因为代表数据信息的g1(t)和g2(t)波形不能完全相同，故有G1(f) ≠ G2(f) 。谱的形状取决于g1(t)和g2(t)的频谱以及出现的概率P。

离散谱是否存在，取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。一般情况下，它也总是存在的，但对于双极性信号g1(t) = - g2(t) = g(t) ，且概率P=1/2（等概）时，则没有离散分量δ(f - mf s)。根据离散谱可以确定随机序列是否有直流分量和定时分量。

3、基带通信系统的组成框图及各部分的作用

码型变换器是将数据信号转换成更适合于信道传输的码型

发送滤波器进行信号波形转换

接收滤波器完成抑制带外噪声、均衡信号波形等功能，使其输出波形更有利于抽样判决

同步系统作用是通过特定方法提取同步信息，并产生同步控制信号

抽样判决器是在位同步脉冲的控制下对信号波形抽样，并按照特定码型的判决规则恢复原始数据信号

4、消除码间干扰的基本思想及时域条件和频域条件

（1）消除码间干扰的思想

1）如果相邻码元的前一个码元的波形，在到达后一个码元抽样时刻就衰减为0。那么前一个码元就不会对后一个码元产生干扰。

2)’但是由于h（t）的波形有很长的拖尾，在实际当中很难实现，因此，只能使h{（k-n）T b+t0}在t0+T b，t0+2T b，…，（k-n）T b+t0，…等抽样时刻上正好为0，就能消除码间干扰。

∑∞+

-∞

=

-

-

+

+

-

-

=

n

b

b

b

b

b

s

nf

f

nf

G

P

nf

PG

f

f

G

f

G

P

P

f

f

P

)

(

|)]

(

)

1(

)

(

[

|

|)

(

)

(

|)

1(

)

(

2

2

1

2

2

1

δ

（2）无码间干扰的时域条件

经过上面分析，可以得出当h(t)满足下式时就可以消除码间干扰

令k-n=k ’，因为函数与自变量符号无关，所以把k ’记作k ，并设传输时延t0=0得到式 ：

（3）无码间干扰传输的频域条件

传输特性H(ω)和单位冲激响应h(t)是一对傅氏变换对：

当t=kTb 时:

对上式按照ωb=2π/Tb 的长度用分段积分的形式表示为:

用H n (ω)表示第n 个区间内的H(ω) 则 :

令ω’=ω-n ω，则ω=ω’+n ω，d ω=d ω’，所以：

5、奈奎斯特第一准则

理想低通网络波形形成（奈奎斯特第一准则） 奈奎斯特带宽B N =1/2T b (rad/s) =f b /2 (Hz)。

当系统的传输特性在奈氏带宽内是理想低通特性时，若发送端以其截至频率两倍的速率传输信号，接收端仍以间隔T b 在码元峰值处抽样就可以消除码间干扰，此时可以得到最大的频带利用率2Baud/Hz 。

——传输速率为R B =1/T b =f b Baud ，信道带宽为B=f b /2 Hz ，所以频带利用率r=R B /B =2 Baud/Hz 。

6、具有幅度滚降特性的低通网络的计算等

???≠==-+n k n

k T n k t h b 01])([0??

?≠==0001)(k k kT h b ?

+∞

∞-=ω

ωπωd e H t h t j )(21)(?

+∞∞-=ωωπωd e H kT h b

kT j b

)(21)(∑?

+∞-∞=+-=

n n n kT j b b b b b b d e H kT h 2

/2

/)(21)(ωωωωωωωπ∑?

+∞-∞=+-=n n n kT j n

b b b b b b d e H kT h 2/2/)(21)(ωωωωωωωπ')'(21)(2/2/2'∑?

+∞-∞=-+=n nk j kT j b

n b b b b d e e n H kT h ωωπωωωωπ

图中ωN=π/T b，是奈氏带宽

只要H1(ω)正负频域部分分别关于(ωN , 0)和(-ωN , 0)对称就可以产生滚降

α=ωr /ωN为滚降系数，0≤α≤1，α=0时，就是理想低通特性

例1：某一基带系统，其传输特性如图所示，试计算：

(1)按奈奎斯特第一准则发送数据，其符号速率为多少Bd？

(2)采用四电平传输时，传信速率为多少bit/s?

(3)频带利用率为多少？

解：(1)要符合奈氏第一准则，需在H(f)中找出呈奇对称的坐标点C(f N，1/2)，即f N的对应点，于是，

f N = (1800+3000)/2 = 2400。

符号速率为f s = 2f N = 4800波特，而

(1 + α ) f N = 3000

α = (3000-f N)/ f N = 600/2400 = 0.25

(2)采用四电平时，M = 4

传信率R = N Bd log 2 4 = 4800*2 = 9600 bit/s

(3)频带利用率

η = f s /B = 4800/3000 = 1.6 Bd/Hz

或η = 2/(1 + α) = 2/(1+0.25) = 1.6 Bd/Hz

例2：设某数字基带传输系统的传输特性h(w)如图所示，其中a为某个常数，（0<=a <=1): （1）试检验该系统能否实无间码干扰输出？

（2）试求该系统的最大码元传输速率是多少？这时的系统频带利用率为多大？

7、眼图的定义及眼图可以得到的信息

示波器荧光屏上显示出由多个随机码元波形所共同形成的图形，类似于人眼，称为数据信号的眼图。

（1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻；

（2）定时误差灵敏度是眼图斜边的斜率。斜率越大，对位定时误差越敏感； （3）图的阴影区的垂直高度表示抽样时刻上信号受噪声干扰的畸变程度； （4）图中央的横轴位置对应于判决门限电平；

（5）抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声容限,若噪声瞬时值超过它就可能发生错判；

（6）图中倾斜阴影带与横轴相交的区间表示了接收波形零点位置的变化范围，即过零点畸变，它对于利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统有很大影响。

8、单极性和双极性基带系统的抗噪声性能分析

比较双极性和单极性基带系统误码率可见，当比值A/ n 一定时，双极性基带系统的误码率比单极性的低，抗噪声性能好。此外，在等概条件下，双极性的最佳判决门限电平为0，与信号幅度无关，因而不随信道特性变化而变，故能保持最佳状态。而单极性的最佳判决门限电平为A/2，它易受信道特性变化的影响，从而导致误码率增大。因此，双极性基带系统

比单极性基带系统应用更为广泛。

第五章：数据信号的频带传输系统 1、频带传输系统的构成

所谓频带传输是指在发送端，经过调制，把基带信号变成频带信号传输，接收端再由解调器将频带信号恢复成基带信号的传输系统，调制解调器是频带传输系统的核心部分。

2、二进制调制（2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK ）调制原理和解调、性能分析及比较、解调方式的比较等（作图题）

（1）用基带数据信号控制一个载波的幅度，又称数字调幅，简称ASK 。 二进制数字调制与解调原理

-10-505101520

10

1010

10

10

信噪比/dB 误码率P e

2ASK信号可以表示成

功率谱密度

2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍：B2ASK = 2f b（f b= 1/T b是二进制数字信号的码元速率）

频带利用率：

对2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)，

（2）二进制频移键控，简称2FSK。

键控法

数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图

2FSK信号表达式：

2FSK信号带宽：

频带利用率：

总结：2FSK信号的功率谱密度的特点是：

1）2FSK由连续谱和离散谱组成，其中连续谱由两个双边带谱叠加而成，离散谱出现在f c1和f c2的两个载频位置上

2）当两个载频之差较小时，如小于f b = 1 / T b，则连续谱为单峰；当载频之差增大时，连续谱呈现双峰

3）带宽： B = 2f b + | f c1–f c2 |

解调1、非相干解调：分路滤波、过零点检测2、相干解调

分路滤波：

()t

t s

t

e

c

ω

cos

)(

2ASK

=

[])

(

)

(

4

1

)

(

2ASK c

s

c

s

f

f

P

f

f

P

f

P-

+

+

=

Hz

Baud

f

f

B

R

r

b

b

B

ASK

/

2

1

2

2

=

=

=

)

2

cos(

)(

)

2

cos(

)(

)(

2

1

t

f

t s

t f

t s

t e

c

c

π

π+

=

b

b

c

c

f

h

f

f

f

B)2

(

2

|

|

2

1

+

=

+

-

=

4

1

2

|

|

2

1

≤

+

-

=

=

b

c

c

b

B

f

f

f

f

B

R

r

e(t)

y1(t)

y2(t)

v1(t)

v2(t)

（3）二进制相移键控分类：☉绝对调相PSK ☉相对调相DPSK 应用：

☉中速和中高速(1200bit/s----4800bit/s)的数据传输系统中

相对调相本质上就是经过相对码变换后的数字信号序列的绝对调相。 绝对码转换成相对码公式： b n = b n-1 ⊕ a n

2DPSK 信号的实现方法可以采用：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。

2DPSK 信号调制器原理图如图

2PSK 信号表达式

2PSK 信号的带宽也是2fb 。 2DPSK 调制和2PSK 调制的区别仅在于对应的基带信号是差分双极性码，所以其频谱结构与2PSK 信号的完全相同。 2PSK 信号的解调通常都是采用相干解调，

二进制数字调制与解调原理

2DPSK 信号可以采用相干解调方式(极性比较法)，

??

?-=+=+=”“”“1)2cos()2cos(0)2cos()02cos()(2发送发送t f t f t f t f t e c c c c PSK πππππ)

2cos()()(2t f t s t e c PSK π=

对2DPSK 信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过差分译码器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。在解调过程中，若相干载波产生相位模糊，使得解调出的相对码产生倒置现象。但是经过码反变换器后，输出的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了载波相位模糊度的问题。

2DPSK 信号相干解调方式解调过程各点时间波形如图所示

2DPSK 信号也可以采用差分检测解调方式(相位比较法)，其解调原理是直接比较前后码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息。由于解调的同时完成了码反变换作用，故解调器中不需要码反变换器。差分相干解调方式不需要专门的相干载波，因此是一种非相干解调方法。

（1）频带宽度

若传输的码元时间宽度为 ，则2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统的频带宽度近似

为

，即

2ASK 系统和2PSK(2DPSK)系统具有相同的频带宽度。2FSK 系统的频带宽度近似为

大于2ASK 系统或2PSK 系统的频带宽度。

因此，从频带利用率上看，2FSK 系统的频带利用率最低。 （2）误码率

s

T s T

/2

由表可以看出，从横向来比较，对同一种数字调制信号，采用相干解调方式的误码率低于采用非相干解调方式的误码率。从纵向来比较，在误码率 一定的情况下，2PSK 、2FSK 、2ASK

系统所需要的信噪比关系为

转换为分贝表示式为 若信噪比 r 一定时，2PSK 系统的误码率低于2FSK 系统，2FSK 系统的误码率低于2ASK 系统。2FSK 系统的误码率低于2ASK 系统。

（3）对信道特性变化的敏感性：2ASK 对信道特性变化敏感，性能最差。

（4）设备复杂程度：若同为相干检测，2DPSK 的设备最为复杂，2FSK 次之，2ASK 最简单。 （5）应用：一般来说，信噪比高的系统常采用非相干解调，而在小信噪比工作的环境中，需采用相干解调。数据传输中最常用的是相对调相2DPSK 和频移键控2FSK ，相干检测

2DPSK 主要用于高速数据传输系统，而非相干检测2FSK 主要用于低速数据传输系统中。

3、多进制调制的优点与缺点 （1）MASK

1）M 进制已调幅信号带宽是M 进制数字基带信号带宽的两倍。 即 B M （已调）=2B M （未调） 2）频带利用率

可见，MASK 信号的频带利用率比2ASK 信号提高了log 2M 倍。但由于是多个电平判决，其误码率比2ASK 系统增大了。故MASK 调制一般用在信道质量良好的恒参信道中。 （2）MFSK

MFSK 信号的带宽随频率数M 的增大而线性增宽，频带利用率明显下降。与MASK 的频带利用率相比，MFSK 的频带利用率总是低于MASK 的频带利用率。 在M 一定的情况下，信噪比r 越大，误码率 越小；在r 一定的情况下，M 越大，误码率 也越大。

e

p 710-6

10-5

10-4

10-310-2

10-1

10

-dB

r /e P PSK

FSK ASK r r r 22242==dB PSK dB

FSK dB ASK r dB r dB r )(6)(3)(222+=+=Hz

s bit M f M f B M R B R r b b B b ?====/2log 2log log 222e P e

P

(3)MDPSK和MPSK

MPSK信号的带宽与MASK信号的带宽相同。即B MPSK=B MASK=2fs

其中，fs=1/Ts是M进制码元速率。此时信息速率与MASK相同。是2ASK及2PSK的K=log2M倍。即MPSK系统的频带利用率是2PSK的K倍。

1、如用多进制基带传输，则理论上频带利用率为2log2M。

2、若调制后的带宽是基带带宽的2倍，故理论上频带利用率为log2M。

3、实际应用中，采用频谱滚降特性，如滚降系数为a，则多相调相的频带利用率为log2M/1+a

4、正交幅度调制及星座图表达的信息

正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)就是一种频谱利用率很高的调制方式。正交振幅调制QAM的应用领域：中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统、移动通信系统等领域。

正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。

信号矢量端点的分布图称为星座图。

结论：

●当M=4时，d4PSK＝d4QAM，实际上，4PSK和4QAM的星座图相同

●当M＝16时，d16QAM＝0.47，而d16PSK＝0.39，d16PSK < d16QAM

这表明，16QAM系统的抗干扰能力优于16PSK。

由星座图可知：各信号点之间的距离越大，抗误码能力越强，星座图上点数越多，频带利用率越高，但抗干扰能力越差。

第六章：差错控制

1、差错分类、错误图样

（1）差错分类：随机差错、突发差错。

?随机差错：又称独立差错，是指在随机信道中出现的，彼此独立的、稀疏的、互不相关地发生差错。

?突发差错：指在突发信道中出现的，一串串、甚至成片的，密集地、彼此相关地发生的差错。

（2）错误图样。

?发送序列S：1 1 1 1 1 1 1 1 1 1，

?接受序列R：1 1 0 1 0 0 1 1 1 1，

?错误图样E：0 0 1 0 1 1 0 0 0 0（S异或R ）

突发长度：第一个错误码元和最后一个错误码元之间的码元数目。本例中突发长度为4.

错误密度：第一个错码至最后一个错码之间的错误码元与总码元数之比。本例中错误密度为：3/4

2、差错控制的基本方式（重发的分类比较等）

在数据通信系统中，差错控制方式可以分为四种：反馈纠错（ARQ）、前向纠错（FEC）、混合纠错（HEC）和信息反馈（IRQ）四种。

在具体实现检错重发系统时，通常有3 种形式：

停止等候重发、返回重发、选择重发

3、码长、码重、码距、最小码距的概念

（1）码长：在信道编码中，码组（码字）中码元的数目称为码组的长度，简称码长，记作n。

（2）码重：指码组中“1‖的数目，记作W(n)。

例如：W(110110)=4

（3）许用码组和禁用码组。在信道编码中，被定义用来表示一定信息的码组，称为许用码组，而未被定义的码组称为禁用码组。

（4）码距：又称汉明距，两个等长码组对应位不同的数目，记作d(A，B)，例如：A=110110，B=101011，则d(A，B)=4

（5）最小码距：又称最小汉明距。在一组编码中，任意两个许用码组间距离的最小值，称为这一编码的最小汉明距。

例如：有一码组集合：10111、11001、00010、和11010，该码组最小码距为2

4、检错和纠错的原理和思想

信息码+监督码=码组，称差错控制编码或纠错编码或信道编码（加的监督码越多，差错控制能力越强）

5、编码效率的计算

将信息序列按照k位码元的长度分成若干个信息码组M，再将信息码组输入到信道编码器，信道编码器按照一定的算法，产生一个新的n位码字A输出，n>k；

所谓编码效率是指信道编码后码字中信息码元的数目与码字总码元数目之比，记为k/n。

6、码距与检错和纠错能力（计算）

编码的最小码距直接关系到这种码的检错和纠错能力；码距越大，检错和纠错能力越强。

对于分组码一般有以下结论：

(1)在一个码组内检测e个误码，要求最小码距

d min ≥

e + 1

(2)在一个码组内纠正t个误码，要求最小码距

d min ≥ 2t + 1

(3)在一个码组内纠正t个误码，同时检测e(e ≥ t )个误码，

要求最小码距：d min ≥ t + e + 1

7、了解几种简单的差错控制编码

（1）奇偶监督码

1）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，因此它的检错能力不高。

2）实际数据传输中所用的奇偶监督分类：水平奇偶监督、垂直奇偶监督、垂直水平奇偶监督（二维奇偶监督）、斜奇偶监督。

（2）恒比码：该码的特点是码字中1，0数目恒定，亦即1，0数目之比恒定。

恒比码的优点：

1）简单

2）能检测出单个和奇数个错误，还能部分检测出偶数个错误

数据通信原理复习资料整理(期末考试必备)

第一章概述 1、 数据通信一一依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息; 2、 传输代码 常用的传输代码有： ?国际5号码IA5（ 7单位代码）一一ASCII 码（常在后面加1位奇偶校验码） ?国际电报2号码ITA2 （5单位代码） ? EBCDIC ^（ 8单位代码） ?信息交换用汉字代码（7单位代码） 3、数据通信系统的构成 数据终端设备DTE ?数据输入、输出设备——数据 --------------- ?数据信号 ?传输控制器一一主要执行与通信网络之间的通信过程控制（即传输控制） ，包括差错 控制、终端的接续控制、传输顺序控制和切断控制等（完成这些控制 要遵照通信协议）。 数据电路 ?传输信道一一为数据通信提供传输通道 ?数据电路终接设备（DCE （《综合练习习题与解答》简答题第 2题）一一是DTE 与传 输信道之间的接口设备，其主要作用是将来自 DTE 的数据信号进行变换，使之适合信道传输。 「当传输信道为模拟信道时， DCE 是调制解调器（MODEM 发送方将DTE 送来的数据 I 信号进行调制，将其频带搬移到话音频带上 （同时变成模拟信号） 再送往 1 信道上传，收端进行相反的变换。 I 当传输信道是数字信道时， DCE 是数字接口适配器，其中包含数据服务单元与信道 服务单元。前者执行码型和电平转换、定时、信号再生和同步等功能；后 者则执行信道均衡、信号整形等功能。 中央计算机系统 ，-主机——进行数据处理 ［通信控制器（又称前置处理机）一一用于管理与数据终端相连接的所有通信线路 ， 其作用与传输控制器相同。 数据电路与数据链路的关系一一数据链路由数据电路及两端的传输控制器组成。 只有建立了数据链路通信双方才能有效、可靠地进行数据通信。 4、信道类型 电话网传输信道； 数字数据传输信道; 物理实线 双绞线 同轴电缆

汉明码编码实验报告

重庆工程学院 电子信息学院 实验报告 课程名称：_ 数据通信原理开课学期：__ 2015-2016/02_ 院（部）: 电子信息学院开课实验室：实训楼512 学生姓名: 舒清清梁小凤专业班级: 1491003 学号: 149100308 149100305

重庆工程学院学生实验报告 课程名 称 数据通信原理实验项目名称汉明码编译实验 开课院系电子信息学院实验日期 2016年5月7 日 学生姓名舒清清 梁小凤 学号 149100308 149100305 专业班级网络工程三班 指导教 师 余方能实验成绩 教师评语： 教师签字：批改时间：

一、实验目的和要求 1、了解信道编码在通信系统中的重要性。 2、掌握汉明码编译码的原理。 3、掌握汉明码检错纠错原理。 4、理解编码码距的意义。 二、实验内容和原理 汉明码编码过程：数字终端的信号经过串并变换后，进行分组，分组后的数据再经过汉明码编码，数据由4bit变为7bit。 三、主要仪器设备 1、主控&信号源、6号、2号模块各一块 2、双踪示波器一台 3连接线若干

四、实验操作方法和步骤 1、关电，按表格所示进行连线 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【汉明码】。 （1）将2号模块的拨码开关S12#拨为10100000，拨码开关S22#、S32#、S42#均拨为00000000；（2）将6号模块的拨码开关S16#拨为0001，即编码方式为汉明码。开关S36#拨为0000，即无错模式。按下6号模块S2系统复位键。 3、此时系统初始状态为：2号模块提供32K编码输入数据，6号模块进行汉明编译码，无差错插入模式。 4、实验操作及波形观测。 （1）用示波器观测6号模块TH5处编码输出波形。 （2）设置2号模块拨码开关S1前四位，观测编码输出并填入下表中： 五、实验记录与处理（数据、图表、计算等） 校对输入0000，编码0000000 输入0001，编码0001011 输入0010，编码0010101 输入0011，编码0011110 输入0100，编码0100110 输入0101，编码0101101 输入0110，编码0110011输入0111，编码0111000

通信自学规划

通信组课程 课程名称： 移动通信原理 先行课程 ： 数字通信原理，数据通信原理 系统地介绍了现代移动通信的相关基本概念、基本原理和基本技术，为进一步学习移动通信不同系统，了解移动通信的发展奠定基础。课程主要内容有蜂窝移动通信的基本概念，如何组建蜂窝网络的原理。无线移动通信信道的特征，移动通信系统的调制技术和扩频技术，常用的抗衰落技术，移动通信中选用的语音编码技术，移动通信中的多种多址接入技术，天线的基本知识，移动通信网的基本概念等。同时注重了工程实际和实际应用。 课程名称： 通信技术概论 先行课程： 电路与模拟电子技术、数字电路与逻辑设计 《通信技术概论》是一门计算机专业的专业课程。 21 世纪是通信信息时代，整个社会信息量正以爆炸式的速度迅速发展，因此信息传输与交换技术将在人类社会发展中起着重要的作用。本课程全面地讲述了现代通信领域的基本技术及发展趋势，其中包括模拟信号数字化、交换技术、现代通信网络技术、光纤通信技术、同步数字体系、微波通信技术、卫星通信技术和移动通信技术等。 课程名称： 数字 通信原理 本课程首先介绍了数字通信的基本概念，然后分析了语声信号数字化编码的几种方法，特别是对 PCM 通信系统的构成，抽样、量化、编码与解码的基本原理进行了详细的论述。继而介绍了 PCM 通信系统是如何实现时分多路复用的以及 PCM30/32 路系统的相关内容，另外本课程还探讨了图像信号数字化的问题，接着介绍了有关准同步数字体系（PDH ）与同步数字体系（ SDH ），最后介绍了数字信号的传输的一些细节。 课程名称： 数据通信原理 先行课程： 数字通信原理 本课程的主要内容是在介绍了数据通信系统构成及有关基本概念的基础上，对数据信号的基带传输、频带传输和数字数据传输这三种基本传输方式从理论上进行了详细的论述，然后介绍了差错控制的基本理论

数据通信原理(最终版)

1）数据通讯：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，他可以实现：计算机与计算机，计算机与终端，终端与终端之间的数据信息传递。 2）数据信号的基本传输方式：基带传输，频带传输，数字传输。 3）数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。 4）数据终端设备（DTE ）：数据输入设备，数据输出设备和传输控制器组成。 5）传输信道：通信线路、通信设备（模拟通信设备、数字通信设备）。 6）通信控制器：数据电路和计算机系统的接口。 7）数据通信系统中的信道（按传输方式分）：物理实线传输媒介信道（双绞线电缆、同轴电缆、光纤）、电话网传输信道、数字数据传输信道。 8）传输损耗：D=10 lg 01 P P 。（P 0为发送功率，P 1为接收功率，单位dB ） 9）信噪比：（N S ）dB =10 lg （s n P P ）。（P s 为信号平均功率，P n 为噪声平均功率） 10）数据传输方式：?? ?? ?????? 传输顺序： 并行传输、串行传输同步方式： 异步传输、同步传输数据传输的流向和时间关系：单工、半双工、全双工 11）数据传输系统的有效性指标：调制速率，数据传信速率、数据传送速率。 12）调制速率：N Baud = ) (1s T 。（N Baud 为每秒传输信号码元的个数，又称波特率， 单位Baud ，T(s)为码元持续时间。 13）数据传信速率：每秒所传输的信息量，单位bit/s （二进制）。当信号为M 进制时，传信速率（R ）与调制速率（N ）的关系为R=Nlog 2M 。 14）频带利用率：η= 频带速率 符号速率（Baud/Hz ），η= 频带宽度 信息传输速率[bit/(s ·Hz)]。 15）差错率：用 误码率、误字符率、误码组率来表示。 误码率：接收出现差错的比特数/总的发送比特数。 误字符率：接收出现差错的字符（码组）数/总的发送字符（码组）数。

数据通信原理课程

《数据通信原理》课程 （Principle of the Data Communication） (学时：50 ) 一、前言 数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共50学时，3.0学分，其中实验课程10学时。 二、课程的性质、地位和任务 本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人才的需要而设置的。通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。 三、教学基本要求和方法 1．基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。 本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。 2．基本方法 本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。 四、授课教材及主要参考书目 1．授课教材 《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社（2010年第1版）。 2．主要参考书目 《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社（2006年第2版）。 《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社（2000年第二版）； 《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社（2001年第一版）； 《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社（1999年）。 五、学分与学时分配 本课程共3.0学分，总教学共50学时，具体学时分配如下表： 六、课程内容及学时分配： （一）理论教学内容（40学时） 第一章绪论（4学时）

实验四 基于simulink的2PSK、2DPSK数字调制与解调的仿真

河北北方学院 信息科学与工程学院 2014-2015第一学期 《数据通信原理》实验报告 设计题目：基于simulink的2PSK/2DPSK数字调制与解调仿真 专业班级：信息工程2班 姓名学号：赵星敏351 李明阳300 指导教师：刘钰 实验四基于simulink的2PSK/2DPSK数字调制与解调仿真 一、实验目的 1、熟悉2PSK、2DPSK系统的调制、解调原理 2、进一步熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台 3、锻炼学生分析问题和解决问题的能力 二、实验原理 1.1 2PSK调制原理

数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为 (t)=Acos t+) 其中，表示第n个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为 2PSK信号波形为 2PSK调制方法主要有两种：模拟调相法和键控法（相位选择法）。 模拟调相法原理方框图如下图所示，极性变器将输入的二进制单极性码转换成双极性不归零码，然后与载波直接相乘，以实现2PSK

数据通信原理-简答 2

1.X.25适用什么场合？分几层结构？ 答：适用于用专用电路连接到公用数据网上的分组型数据终端设备（DTE）与数据电路终接设备（DCE）之间的接口标准，它涉及物理层、链路层和分组层三层结构。各层信息传输的基本单位分别是比特、帧和分组 2.X.25建议中表示逻辑信道的字段共有多少位？提供多 少个逻辑信道号？ 分组头、逻辑信道的字段占12位，能提供4095个逻辑信道号。 3.简述ISO/OSI参考模型中网络层的功能。 数据交换、路由选择、通信流量控制等。 4.OSI-RM的中文名称是什么？写出7个功能层的名称。 答案：开放系统互连参考模型，7个功能层的名称为： 物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。 5.物理层DTE/DCE接口标准包哪些特性？ 答：包括四大特性：机械特性；电气特性；功能特性；规程特性。 6. HDLC三种不同类的帧。 信息帧、无编号帧、监控帧 7.在HDLC中控制字段中N（R）的功能？ 答：N（R）通知对方，N（R）-1以前的所有I帧均已收妥，期待对方应发的帧号为N（R）。 8.什么是数据通信？ 答：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。 9.什么是数据通信系统？数据通信系统主要由哪几部分 构成？ 答：数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处理的系统。它由中央计算机系统、数据终端设备（DTE）和数据电路3部分构成。 10.数据通信网由哪几部分构成？ 答：数据通信网是一个由分布在各地的数据终端（数据传输设备）、数据交换设备、通信线路所构成，以及为硬件而配置的网路协议。 11.什么是分组码? 是将k个信息码划分为一组然后由这k个码元按一定规则产生r个监督吗，从而组成长度为n=k+r的码组。12.说明卷积码和分组码的基本差别。 分组码总的监督位是由该码组中的信息码元产生，且仅监督笨码组内的信息码元。而卷积码中每组的监督位不但与本码组的信息码元相关，而且还与前面若干组信息码元相关即不是分组监督而是每个监督码元对其它码组的信息码元也实行监督。 13.说明线性分组码的主要性质。 答：1.封闭性，是指码中任意两许用码组之和仍为一许用码组； 2.码的最小距离等于非零码的最小的重量。 14.解释R（0）-R（∞）=σ2的物理意义。 平稳随机过程的平均功率与直流功率之差=它的交流功率。 15.解释平稳随机过程自相关函数的性质R(τ)＝R(-τ)。R(τ)为τ的偶函数 16.时域均衡器的作用是什么？ ①消除均衡器的作用②消除取样点上的符号间干扰③提高 判决的可靠性 17.时域均衡器由哪些部分组成？什么情况下才能完全消 除符号间干扰？ 答：将接收信号通过2N节迟延线，每节群迟延T=1/2f N , 将每节的输出信号再乘上一个加权系数c k ,将各抽头的信号加在一起作为均衡的信号，在一定准则约束下来调 整这些加权系数c k 以达到消除符号间干扰目的。 18.简述前向纠错方式的基本思路。 发送端的信道编码器将输入数据序列变成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并纠正。 19高级数据链路控制规程有哪几种传输应答方式？ 正常相应方式(NRM)、异步相应方式(ARM)、异步平衡方式(ABM)。 20数据终端设备的功能是什么? 答：把人们的信息变成以数字代码表示的数据，并把这些数据输送到远端的计算机系统，同时可以接收远端计算机系统的处理结果——数据，并将它变为人能理解的信息，DTE相当于人和机器(计算机)间的接口。 21说明基带数据传输系统各部分的作用。 答：①发送滤波器的作用是限制信号频带；②信道可以使各种形式的电缆，用作传输数据的通道；③接收滤波器用来滤除噪声和干扰；四均衡器用来均衡信道畸变；⑤取样判决电路是恢复发端的数码，由于有噪声，恢复的 数码可能有错，故用｛a k ｝表示。 22.在数据传输系统中，对位定时信号的传输和提取所提 出的要求有哪些? 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等； 2.接收端的位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定 的最佳相位关系。 23.采用基本型数据传输控制规程的通信系统中，其数据 链路结构有哪几种类型? 答：①非交换点对点结构的主站/从站；②交换点对点结构 的主站/从站； ③多点分支（辅助站）结构的控制站。 24.为什么在数据传输中要对传输的数据序列进行扰乱？ 答：因为用微分整流法提取定时信号时，如果基带信号中 出现较长时间的连“1”或连“0”码时就取不出微分信 号，因而要影响定时信号的准确性。进而影响误码率。 25.传输系统对时钟同步的要求是什么？ 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 26一个完整的接口标准应包括哪些特性? 答：机械、电气、功能、规程特性。 27简述报文交换基本原理 答：将用户的报文存储在交换机的存储器中，当所需要的 输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终 端 28.报文交换方式什特点？ 将报文截成若干比较短的、规格化的“分组”进行 交换和传输的通信方式。 29.试说明数据通信中三种交换方式的应用场合。 答：①分组交换适用于报文不是很长的数据通信； ②电路交换适用于报文长且通信量大的数据通信，通信对 象是比较确定的用户； ③报文交换适用公众电报和电子信箱业务。 30.数据报方式的特点有哪些？ 答：（数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份报来处 理的）特点有： 1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段， 对于短报文通信传输效率比较高。 2.数据分组传输的时延时间较大，且离散度大，因为不同 传输路径的延迟时间差别较大。 3.对网路拥塞或故障的适应的能力较强。如在网路的一部 分形成拥塞或某个节点出现故障，数据报可绕开那 个拥塞的地区和某个故障节点另找路由。 ★31.流量控制的目的有哪四个? 答： 1.保证网路内数据流量的平滑均匀， 2.提高网路的吞吐能力 3.提高网路的可靠性， 4.防止阻塞和死锁现象的 发生。 32分组交换网中，虚电路方式的基本思想是什么? 答：在虚电路方式中，两个用户终端设备开始互相发送和 接收数据之前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这 与电路交换中建立的物理信道是不同的。 33.分组交换网中，虚电路传输方式的原理和特点是什 么？ 答：原理：两个用户终端设备开始互相发送和接收数据之 前需要通过网路建立一条逻辑上的连接，这与电路交换 中建立的物理信道是不同的。 特点：1.终端之间的路由在数据传送前已被确定；2.一次 通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除三个阶段；3. 数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不 需要对数据重新排序，分组传输时延小，而且不易产生 数据分组的丢失 34.分组交换网中远程集中器的主要功能是什么？ 将离分组交换机较远地区的终端数据集中起来，通过中、 高速传输信道与分组交换机连接起来 35.从设备来看，分组交换网由哪些设备所组成？ 分组交换机、网管中心(NMC)、远程集中器(包括PAD)、用 户终端设备、线路传输设备。 36.在分组交换网中分组长度的选取和交换过程中的什么 因素有关？ 延迟时间、交换机存储容量、线路利用率、信道传输 质量、数据业务统计特性以及交换机费用等。 37.在分组交换网中，网管中心的基本功能是什么？ 答：1.用户管理；2.网路配置管理；3.测量管理；4.计费 管理； 5.网路状态监督； 6.路由控制； 7.软件管理； 8. 运行日志。 38 分组交换中，数据报传输方式的原理和特点是什么？ 答：原理：数据报方式是将每一个数据分组单独当作一份 报来处理的，不同的分组到达终点的顺序不同经过的路 径也可不同。 特点：1.用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除 阶段，对于短报文通信传输效率比较高。2.数据分组传 输的时延时间较大，且离散度大，因为不同传输路径的 延迟时间差别较大。3.对网路拥塞或故障的适应的能力 较强。如在网路的一部分形成拥塞或某个节点出现故障， 数据报可以绕开那个拥塞的地区和某个故障节点另找 路由。 39. 分组交换数据网主要有哪些性能指标？ 答：1.吞吐量；2.数据分组传送时延；3.呼叫建立时延； 4.残留差错率； 5.网路可用性 6.帧和分组 40.分组交换方式特点。 分组交换吸收报文交换优点，采用存储转发方式，把 报文分割为若干较短的规格化的分组，对分组进行交 换和传输，每个分组都带有地址信息和控制信息。 41.简述扰乱器的作用。 将系列中存在的短周期序列按某种规律变换为长周期序列 以便恢复接收端的定时。 42.当采用面向字符的数据传输控制规程时，为提高传输 可靠性可采用奇偶校验措施，并在电文格式中设一校 验码BCC。试问该校验码是如何生成的? 采用奇偶校验时除了对每个字符生成垂直校验位外，还要 对若干字符组成的字符生成水平校验位，从而产生一个 校验码BCC。 43.路由算法有哪几大类？是根据什么来划分的？ 答：有两大类分别为：自适应型和非自适应型路由算法。 非自适应路由选择算法所依据的参数，如网路的流量、 时延等，是根据统计资料得来的，在较长的时间内不变； 而自适应路由选择算法所依据的参数值将根据当前通 信网内的各有关因素的变化，随时做出相应的修改。 44.常见的非自适应性路由选择算法有哪些? 扩散式、固定式、最小权数法和分支流量法。 45.简述非自适应型路由选择算法所依据的参数的特征。 答：如网路的流量、时延等，是根据统计资料的来的，在 较长的时间内不变。 46.什么叫高斯白噪声？ 答：一般把既服从高斯分布而功率谱密度又是均匀分布的 噪声称为高斯白噪声。 47.绝对调相与相对调相之间存在什么关系？ a n 的相对调相就是D n 的绝对调相，即相对调相的本质就 是相对码变换后的数据序列的绝对调相 48.简述数字调相8相解调中的低通滤波器的作用。 答：作用是滤除2f c 的调制产物，其输出取样，正值判为 “1”，负值判为“0”。 49.差错控制的基本原理是什么？ 答：发送端在被传输的信息序列上附加一些码元（称为监 督码元），这些多余的码元与信息（数据）码元之间以 某种确定的规则相互关联着；接收端根据既定的规则检 验信息码元与监督码元之间的这种关系，如传输过程中 发现差错，则信息码元与监督码元之间的这一关系将受 到破坏，从而使接收端可以发现传输中的错误，乃至纠 正错误。 50.常用的差错控制方法主要有哪些？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 51.差错控制中的错误图样是如何得到的？ 答：由发送的数据序列与接收序列对应码位的模2和所得 的差错序列中就可得到错误图样。 52.在数据通信系统中，差错控制方式一般可以分为哪四 种类型？ 答：A.检错重发（ARQ）,B.前向纠错（FEC）,C.混合纠错 检错（HEC）,D.信息反馈 53.检错重发有哪几种具体形式？哪种形式效率最高？ 答案：常见的3种：停发等候重发；返回重发；选择重发。 选择重发的传输效率最高 54.基本型传输控制规程包括哪几个阶段？ 1.建立数据链路； 2.数据传输； 3.传输结束。 55.什么是网际互连？网际互连的目的？ 答网际互连是指若干通信网根据一定的条件互连。它的目的 正是使一个网上的数据终端设备DTE不仅可与本网上别 的DTE通信，还可以与另一个网上的任何DTE通信，从而 实现跨网通信及资源共享。 56.时域均衡的基本思想是什么？ 答：是根据大多数高、中速数据传输设备的判决可靠性， 都是建立在消除取样点的符号间干扰的基础上，并不要 求传输波形的所有细节都与奈氏准则所要求的理想波 形相一致，因此它利用接收波形本身来进行补偿，消除 取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。 57.简述位定时同步的作用。 答：1.在接收端恢复或提取位定时信号的重复频率（或间 隔）与发送端（也是接收到的）码元相等；2.接收端的 位定时信号与接收到的数据信号码元保持固定的最佳 相位关系。 58.星座图上的点表示什么含义？在一定发射功率下，点 的数量与传输性能有什么关系？ 答：表示相应的数据信号。星座图上的点数越多，频带利 用率越高，但抗干扰能力越差。各信号点之间的距离越 大抗误码能力越强。 59.（n，k）循环码的生成多项式有什么特点？ 答：生成多项式g(x)特点是：其前面的（k-1）位都是零， 而第K位及第N位为1，即幂次大于n-k的系数为0， X n-k及X0的系数为1，而其他系数为0或为1的码多项 式。 60.数据电路由什么组成？数据电路和数据链路有什么区 别？ 答：数据电路由传输信道（传输线路）及其两端的数据电 路终接设备（DCE）组成。 在数据电路的两端加上传输控制器就是数据链路，注意在 课本上两端一边是传输控制器一边是通信控制器。 61.有幅度滚降特性的低通网络中，滚降系数对系统特性 有什么影响？ 答：滚降系数为a，a=0为没有滚降，即理想低通情况；a=1 表示最大滚降，其冲激响应的前导和后尾衰减很快，因 此，允许取样定时相位有较大的偏移。然而a越大，频 谱利用率越小，因每赫兹波特数等于 2fn/fn(1+a)=2/(1+a),所以当a=1时，每赫兹可传1Bd. 62.绝对调相和相对调相的参考相位不同？ 答：绝对调相的参考相位是未调载波的相位；而相对调相 的参考相位是前一码元的载波的相位 63.为什么数字二相调相中，2DPSK比2PSK使用更加广泛？ 因为在2PSK系统中接收端进行载波提取时会出现相位模 糊或倒相的情况，影响正确的想干解调，2DPSK通过差 分编码有效地克服。 64.简述2DPSK信号的解调方法。 答：根据2DPSK和2PSK信号的内在联系，只要将输入序列 变换成相对序列，然后再用相对序列去进行绝对调相， 便可得到2DPSK信号。解调的方法有两种：极性比较法， 相位比较法。 65.什么是DDN？DDN主要由哪几部分组成？ 答：DDN是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，更 确切的讲，DDN是以满足开放系统互连（OSI）数据通 信环境为基本需要，采用数字交叉连接技术和数字传输 系统，以提供高速数据传输业务的数字数据网； 由本地传输系统、分时复用和交叉连接系统、局间传 输及同步时钟供给系统和网路管理系统组成 66.写出（7，4）汉明码的监督关系式。 答：S 1 =a 6○ +a 5 ○+a 4 +a 2 ; S 2 =a 6 +a 5 +a 3 +a 1; S 3 =a 6 +a 4 +a 3 +a 这里的加号均带外圆框 67.流量控制有哪几种分级？ 答案：流量控制结构分四级：段级控制、“源—目的”级控 制、“网一端”级控制和“端—端”级控制。 68.在部分响应形成系统中，为什么有误码扩散现象？如 何解决误码扩散现象？ 答：因为接收时由信道噪声干扰可能导致接收判决错误， 从而可能是下一个码也发生误判，即引起误码扩散。 要解决这一问题，通常在发端采用预编码。 69.什么是部分响应形成系统？ 答：寻求一种可实现的传输系统，它允许存在一定的、受 控的符号间干扰。而在接收端可以加以消除，这样的系 统既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可降低 对定时取样精度的要求，这类系统称为部分响应形成系 统。 70.奇偶监督码的编码规则。 答：先将所要传输的数据码元分组，在每组数据后面附加 一位监督位使得该组码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）， 在接收端按同样的规律检查，如发现不符就说明产生了 差错，但是不能确定差错的具体位置，即不能纠错。 71.什么是速率适配？一般采用哪些方法来进行速率适 配？ 答：又称速度适配，类似于数据通信时分复用的码速调整， 它是把输入时分复用器的不等时的数据信号变为等时 的（具有统一脉冲长度）数据信号，而该等时数据信号 的时钟与时分复用器的时钟同步。 72.何谓全双工传输?通常有哪几种实现方法? 是在两个数据站间，可以在两个方向同时传输。通常 用四线线路实现，也可以用二线线路实现 73.最小码距与纠检错能力之间的关系式分别是什 么？ 一个码组内能检测e个错码，最小码距d min >=e+1 …t个错码，最小码距d min >=2t+1 …t个错码，同时能检测e(e>t)个错码，最小码距 d min >=e+t+1

通信原理课程设计：基于Matlab的3B4B编码与译码的设计与仿真

课程设计I(数据通信原理) 设计说明书 题目：3B4B编码与译码的设计与仿真 学生姓名樊佳佳 学号1318064017 班级网络工程1301班 成绩 指导教师贾伟 数学与计算机科学学院 2015年 9 月 12 日

课程设计任务书 2015—2016学年第1 学期课程设计名 称： 课程设计I(数据通信原理) 课程设计题 目： 3B4B编码与译码的设计与仿真 完成期限：自2015 年8 月11 日至2015 年9 月11 日共2 周 设计内容： 设计一种数字基带传输中的一种编译码系统（HDB3、AMI、CMI、2B1Q、3B4B、曼切斯特、差分曼切斯特等选取一种）。 使用Matlab/Simulink仿真软件，设计所选择的基带传输的编码和译码系统。系统能根据随机信源输入的二进制信息序列给出对应的编码及译码结果，并以图形化的方式显示出波形，能观察各分系统的各级波形。 指导教师：教研室负责人： 课程设计评阅

摘要 设计一个码元信息传递系统，包括编码和译码两部分，这个系统可以高效地传递信息。该系统是基于matlab/simulik实现的，设计数字电路来实现码元由3bit一组到4bit一组的转换,提高信息的传输效率。 关键词：3B4B ; 编码器; 译码器

目录 目录 (3) 1.课题描述 (4) 2.3B4B码编译码模块设计 (5) 2.1 3B4B码编译码原理 (4) 2.2 3B4B编码器原理及框图 (5) 2.3 3B4B译码器原理及框图 (6) 2.4 编译码程序图 (6) 3.3B4B编译码程序图的参数设置及其仿真结 (9) 3.1仿真系统中模块参数设置和仿真实验结果 (9) 4.总结 (12) 5.参考文献 (14)

数据通信,数据通信原理是什么

数据通信,数据通信原理是什么? 数据通信,数据通信原理是什么? 数据通信讨论的是从一个设备到另一个设备传输信息。协议定义了通信的规则，以便发送者和接收者能够协调他们的活动。在物理层上，信息被转换成可以通过有线媒体(铜线或光缆)或无线媒体(无线电或红外线传输)传输的信号。高层协议则定义了传输信息的封装、流控制和在传输中被丢失或破坏信息的恢复技术。 通信协议 可以将通信协议比喻成外交大使馆中使用的外交协议。各种级别的外交官们负责处理不同类型的协议。他们与其他大使馆同等级别的外交官进行联系。同样，通信协议也有一个分层的体系结构。当两个系统交换数据时，每层中协议互相通信以处理通信的各个方面。图D-2是一个简表。 图D-2 分层网络结构示意简表 很久以前，ISO(国际标准化组织)于1979年开发了OSI (开放系统互连)模型。该模型采用分层结构，把网络协议分为七个层次，由下向上依次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。模型中规定了各层的功能及其与相临层的接口。按照"开放系统OSI互连参考模型"设计和组建的网络是彼此开放和可以互连的，从而可以保证世界各地的网络连为一体。尽管OSI模型从未成为流行的标准，但是它仍用于描述协议分层。 物理层传输媒体和信号 通信系统由传输媒体和它所连接的设备组成。媒体可以是有向的或无向的。其中有向媒体是指金属电缆或光缆，而无向媒体是指无线传输。

涉及数据传输的设备可以是发送器、接收器减兼有这两种功能的设备。如果一个系统只进行传输而另一个系统只进行接收，则该链路称为单工。如果两个设备都可以发送和接收，但是，一时间只能有一个设备进行，则这种链路称为半双工。全双工链路则允许两个系统同时进行发送和接收。 网络通信可以采取一对一传输、一对多或多对多传输的形式。连接两个设备的通信系统称为点对点系统。而共享系统则连接可以在同一媒体上进行传输的的很多设备(但一时间只有一个设备能进行传输)。图D-3对两种系统都进行了阐释。 图D-3 共享信息系统和点对点信息系统 与点对点系统相比，端对端链路指跨越多个链路的两个系统之间的链路。图D-3中的系统A和系统Z之间的链路就是端对端链路。 多路复用指通过单个链路发送多个传输的技术。通过多路复用技术，多个终端能共享一条高速信道，从而达到节省信道资源的目的。在TDM(时分复用)系统中，每个信道由时隙流中的周期时隙定义。在FDM(频分复用)系统中，每一个信道占用一个特定的频率。在数据分组交换和信元交换系统中，各个数据分组或信元在网络中穿行，与汽车在高速公路上行驶类似。 模拟和数字信号 设备使用适配器(产生用于通过某些媒体传输数据的信号)被连接到传输媒体中。模拟通信系统传输的是幅值和频率随时间连续变化的模拟信号。这些正弦波信号频率的度量单位是每秒的周期数，或Hz(赫兹)。而数字通信系统则使用离散的高和低的电压值来表示数据信号。 带宽表示通信信道的信息传送能力。信道可以是模拟或数字的。对于数字系统，容量这个术语指它的信息传送能力，通常以信道的数据传输速率或线速表示。吞吐量是与系统规

张中洲,男,1960年9月出生,珠海市高级技工学校任教,电 …

张中洲，男，1960年9月出生，珠海市高级技工学校任教，电子专业高级讲师，家用电子产品维修工技师（二级）。 主要工作、进修培训（含企业实践）简历 起止时间工作、进修培训单位工作、进修培训内容 1982.08-1993.06 电子部武汉无线电工业学校工作电子专业讲师 1984.02-1984.06 杭州电子工业学院《电波与天线》培训班学习 1985.08-1986.01 电子部中专教师出国英语培训班（成都）英语培训 1993.06-2009.07 广东省珠海市技工学校工作电子专业高级讲师/技师 1999.09-2000.02 广东省劳动厅教学管理班培训进修（半脱产） 2002.02-2002.06 电子专业技师培训班电子专业论文写作 2002.09-2004.07 华中师范大学教育管理硕士研究生课程进修班（珠海）培训进修（业余） 2004.07-2004.07 新加坡教学管理培训班培训进修（脱产2周） 2005.04-2005.06 教育部电子专业骨干教师培训班（项目300）培训进修（脱产8周）（其中：同济大学2周、德国6周） 2008.03 广东省劳动保障厅技工教育省级督导培训班 候选人主要事迹 按以下内容如实填写（打字填写，文字限制在本表格内，不另加附页） 1.师德与育人 2.教学工作及效果 3.教研、科研工作成绩 4.声誉、影响力及其他 张中洲同志1982年大学毕业后在一直在职业院校工作，从事职业技术教育教学工作长达27年。 1、师德与育人 张中洲同志非常喜欢职业教育事业，忠诚职业教育事业，在27年的职业教育工作过程中，有多次机会可以调到其他部门和单位工作，但他还是选择留在职业学校。他非常注重现代职业教育理论的学习，曾经在德国、新加坡进修现代职业教育理论和教学方法，参加教育部CBE理论的学习培训班，自己平时非常注意对职业教育理论的学习和应用。热爱学生，关心学生，在教学中做到教书育人。他很少批评学生，对学生总是采取鼓励的方式来进行教育，尤其是对退役士兵学员、参加“双百工程”学习的学员、贫困家庭的学生，体现的更多的是一种爱。给学生上德育课，参加学生班会课，做学生的思想政治工作，帮助学生成人、成才、成功。受到学生的欢迎。在学生对教师的评价中一直是优秀。 由于工作业绩突出被评为珠海市“劳动模范”和“先进教育工作者”。 2，教学工作及效果 张中洲同志在电子信息技术类专业方面，知识面宽，基础扎实，主持了学校的电子信息类专业人才培养方案（教学计划），同时参加国家“十五”、“十一五”中等职业教育电子信息技术类专业人才培养方案和课程教学大纲的编制。1999年率先在学校提出并积极探索“一体化教学模式”，2004年在学校提出并推行“项目—任务教学模式”，同时积极探索一体化师资队伍建设、一体化教材建设和一体化教学场地建设，规范了“项目—任务教学模式”的教学环节。 张中洲在职业院校主讲过《电路分析》、《信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《高频电子线路》、《集成电路及应用》、《现代通信系统》、《家用电器》、《计算机通信技术》、《数据通信原理》、《电子信息技术学科导论》、《PLC可编程技术》、《电子信息学科导论》和《计算机文化基础》等课程，指导和主持过学生的电工和电子技术类专业实验、课程设计、生产实习和毕业设计工作。教学任务重，教学效果好。其中1978-2003.6年教学工作量超过

《光纤通信技术》 课程大纲

《光纤通信技术》课程大纲 课程名称：光纤通信技术 课程类别：核心课 学分：4学分 适用专业：通信工程专业、计算机应用专业 先修课程：数字通信原理、数据通信原理 一、课程的教学目的 《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。 为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。 二、相关课程的衔接 学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。三、教学的基本要求 要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。 熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。 四、课程教学方法 下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。 为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。

数据通信原理教学大纲

《数据通信原理》教学大纲 课程编号： 课程分类：职业基础课 课程名称：数据通信原理 编者： 定稿（或修改）时间： 第一部分课程简介 一、课程性质和教学目标 《数据通信原理》是计算机通信专业及各专业方向的职业基础课。通过课程的学习使学生对数据通信获得较完整的概念，并掌握数据通信的基本理论。通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网等后续课程打下必备的基础，并为从事数据通信和计算机通信工作提供一定的技术支持。 二、课程的基本内容 数据通信系统模型、信道、信源编码、数字基带传输、数字频带传输、同步技术、差错控制技术、多路复用技术、数据链路传输规程、计算机通信接口技术三、先修课程和后续课程 先修课程：工程数学、模拟电子技术、数字电子技术 后续课程：计算机通信网、宽带接入技术 第二部分课程教学总体安排 一、学时及学时分配 1. 学时：参考学时为70

说明：本课程学时以70学时为主，根据各学期实际需要，学时可适当增减，。 二、推荐教材及要求 （一）推荐学生使用教材 1. 陈光军《数据通信原理及应用教材与实训》,人民邮电出版社,2005.9 （二）教学参考书 1．达新宇《数据通信原理及技术》, 电子工业出版社, 2003年 2. 李斯伟《数据通信技术》,人民邮电出版社, 2004年 三、教学环境，设备条件及学生基础条件的说明 通信原理与技术实验室，为学生提供良好的实践场所。 学生应当掌握工程数学的基本知识，要熟悉电路和模拟电子技术、数字电子技术的基本知识，具有电子基本仪器的操作知识。 四、课程考核 考核成绩：平时成绩占30％（作业、出勤占20％，实验成绩占10%）， 期末考试占70%。 考核形式：考试（开卷） 第三部分课程教学内容及教学要求 一、概论 【教学内容】 1、通信基本概念 2、计算机通信系统模型 3、数据通信系统主要性能指标的计算。 【教学要求】

数据通信原理习题与答案

1什么叫数据通信? 答：数据通信的定义是：依照通信协议、利用数据传输技术在两个功能单兀之间传递数据信 息。它可实现计算机与计算机、计算机与终端或终端与终端之间的数据信息传递。 2、数据通信系统中传输控制器的功能是什么？ 答：传输控制器的主要功能是执行与通信网络之间的通信过程控制，包括差错控制和通信协 议的实现等。 3、异步传输、同步传输的优、缺点分别是什么？ 答：异步传输的优点是实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步，缺 点是每个字符都需加入起始位和终止位，传输效率低。 同步传输的优点是不需要对每一个字符单独加起始位和终止位，传输效率高，缺点是 在技术上比异步传输复杂。 4、什么是奈氏第一准则？ 答：奈氏第一准则是：如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为f N时，则该系统中允许的最高码元（符号）速率为2f N，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后 符号间干扰。 5、下图所示的滚降低通形成网络是否满足无符号间干扰的条件？为什么？（设符号速率 f s 2 f N) 4 H(f) 答：图中所示的滚降低通形成网络不满足无符号间干扰的条件，因为 降低通的幅频特性以C（f N，0.5 ）点呈奇对称滚降时才满足无符号间干扰的条件, 而图中所示的滚降低通幅频特性是以（ 1.5 f N，0.5 ）呈奇对称滚降。 6、部分响应系统的特点有哪些？ 答:部分响应系统的特点是：冲激响应波形的前导和后尾衰减较快，可达到极限频带利用率 f s 2f N，只有当滚

2Bd/Hz，并且物理上可实现，但有符号间干扰，该符号间干扰是固定的，可以消除的。 7、基带传输时域均衡的作用是什么？答：尽管在设计基带形成滤波器时是按照奈氏第一准则的要求，但如果信道特性发生畸变， 会使形成滤波器的传递函数H（f ）改变，其冲激响应波形有可能会产生符号间干扰。时域均衡器的作用就是消除符号间干扰，即使得时域均衡器的输出波形满足无符号间干扰的条件。 8、频带传输系统中收端低通的作用是什么？答：频带传输系统中收端低通的作用是除去解调中出现的高次产物并起基带波形形成的功能。 9、相对调相与绝对调相的关系是什么？答：相对调相就是经过相对码变换后的数字信号序列的绝对调相。 10、格型编码调制（TCM的概念是什么？ 答：TCM方式是将调制和编码合为一体的调制技术，它打破了调制与编码的界限，禾U用信号空间状态的冗余度实现纠错编码，以实现高速率、高性能的传输。 11、什么是数字数据传输？ 答：数字数据传输就是在数字信道中传输数据信号，即利用PCM系统的时隙传输数据信号。 12、D DN由哪几部分组成？ 答：DDN由本地传输系统、复用和数字交叉连接系统、局间传输及网同步系统、网络管理系统四部分组成。 13、差错控制的基本方式有哪些？答：差错控制的基本方式有：检错重发、前向纠错、混合纠错检错及信息反馈。 14、卷积码的概念是什么？ 答：卷积码的编码器在任何一段时间内产生的n个码元，不仅取决于这段时间中的k个信息位，而且还取决于前N-1段规定时间内的信息位。这时，监督位监督着这N段时间内的信息。 15、分组交换的主要优、缺点是什么？答：分组交换的主要优点是： ①传输质量高。 ②可靠性高。 ③为不同种类的终端相互通信提供方便。 ④能满足通信实时性要求。 ⑤可实现分组多路通信。 ⑥经济性好。 分组交换的主要缺点是： ①开销较大，对长报文通信的传输效率比较低。 ②要求交换机有较高的处理能力。 16、虚电路方式的特点有哪些？ 答：虚电路方式的特点有：