数据通信原理复习资料整理期末考试必备

1、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）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、输出设备一一数据昂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

2、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）再送往信道上传，收端进行相反的变换。*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 主机一进行数据处理通信控制器（又称前置处理机）用于管理与数据终端相连接的所有通信线路,

3、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。信道类型物理实线双绞线同轴电缆电话网传输信道； 数字数据传输信道;传输损耗传输衰减=网络的输入端功率-输岀端功率;传输损耗：D 10lg P发送；P接收信噪比：SP言号10lg信号；N dBP噪声计算机通信网包含数据通信网；计算机通信网不等于计算机网络，前者明显地参与管理；数据传输方式并行传输与串行传输（按代码传输的顺序分）1、并行传输概念一一并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。优缺点-优点一一不需要额外的措施来实现收

4、发双方的字符同步。缺点一一必须有多条并行信道，成本比较高，不适宜远距离传输。适用场合一一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。2、串行传输概念一一串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成数据流以串行的方式在一条信道上传输。优缺点优点一一只需要一条传输信道，易于实现。缺点一一要采取措施实现字符同步。适用场合一一是目前外线上主要采用的一种传输方式。异步传输和同步传输（按同步方式分）1、异步传输概念一一异步传输方式一般以字符为单位传输，每个字符的起始时刻可以是任意的。为了正确地区分一个个字符，不论字符所采用的代码为多少位，在发送每一个字符时，都要在前面加上一个起始位，长度为一个

5、码元长度，极性为“0”，表示一个字符的开始；后面加上一个终止位，长度为1，1. 5或2个码元长度，极性为“ 1 ”，表示一个字符的结束。以国际5号码为例：1 XXXXXXX 1s 2（起始位）（信息码）（终止位）优缺点优点一一实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要严格同步。缺点一一对每个字符都需加入起始位和终止位，因而信息传输效率低。例：如字符采用国际 5号码，终止位为1位，并采用1位奇偶校验位，求传输效率。解：传输效率为7/（ 7 + 1+ 1 + 1）= 70%。2、同步传输概念一一同步传输是以固定的时钟节拍来发送数据信号的，因此在一个串行数据流中， 各信号码元之间的相对位置是固定

6、的（即同步）。优缺点优点一一传输效率较高。缺点一一接收方为了从接收到的数据流中正确地区分一个个信号码元，必须建立准确的时钟同步等，实现起来比较复杂。单工、半双工和全双工传输（按数据电路的传输能力分） 单工传输一一传输系统的两端数据只能沿单一方向发送和接收。半双工传输一一系统两端可以在两个方向上进行双向数据传输，但两个方向的传输不能同时进 行，当其中一端发送时，另一端只能接收，反之亦然。全双工传输一一系统两端可以在两个方向上同时进行数据传输，即两端都可以同时发送和接收数据。主要性能指标 工作速率一一衡量数据通信系统通信能力1 调制速率（又称符号速率或码元速率）N Bd （或fs ）定义一一每秒传

7、输信号码元的个数，单位为波特（Bd ）。1公式：N Bd t（ T为符号间隔）数据传信速率（简称传信率）R （或fb）定义每秒传输的信息量（即比特个数或二进制码元的个数），单位为bit /s等。数据传信速率与调制速率之间的关系为R N Bd log 2 M例：设信号码元时间长度为833 10 6s，当采用4电平传输时，求数据传信速率和调制速率。161200Bd833 10 6解：调制速率为N Bd数据传信速率为log 2 M 1200 log 2 42400bit / sR NBd数据传送速率定义一一单位时间内在数据传输系统的相应设备之间实际传送的平均数据量，又称有效数据传输速率。单位为比特/

8、秒（bit / S）、字符/秒或码组/秒。实际的有效数据传送速率是小于数据传信速率的。有效性指标一一频带利用率定义一一二系统的传输速率/系统的频带宽度（B ）（ 2-3）N BdBBd/Hzbit /（s Hz）B可靠性指标一一传输的差错率常用的有误码率、误字符率、误码组率等。它们的定义分别为:误码率二接收岀现差错的比特数/总的发送比特数误字符（码组）率 =接收出现差错的字符（码组）数总的发送字符（码组）数 信道容量C 带宽?log2 1信噪比；无噪声数字信道的信道容量： C 2Blog2M ；数据信号的传输一、数据信号及特性描述1、数据序列的电信号表示 单极性不归零信号： 1 为正， 0 为

9、平；单极性归零信号：1为正零，0为平；双极性不归零信号:1为正，0为负；双极性归零信号：1为正零，0为负零;伪三进制：1为正零或负零，0为零；差分信号：电位变化为正，不变为零；（注：图（f）中的差分信号是“ 1” 一一电平改变，“ 0” 一一电平不变，其规则也可以相反。） 例1:已知二进制数据序列为1010110，以矩形脉冲为例，画岀双极性归零信号的波形图（设T=T/2 ）。解：1 0 T c 1 1 0V V uMl£l例2:已知二进制数据序列为1100101，以矩形脉冲为例，画岀差分信号的波形图（假设“1电平改变，“ 0” 一一 电平不变；初始电平为 0）解：1 I I 00 I

10、 10附图2、传输信道及数据信号的基本传输方法基带传输频带传输（或称调制传输）数字数据传输 基带数据信号的频谱特性单极性码一一既有连续谱，也有离散谱;双极性码一一只有连续谱，没有离散谱;不归零码一一连续谱第一个零点为归零码一一连续谱的第一个零点为2fs；第二节数据信号的基带传输基带传输一一不搬移基带数据信号频谱的传输方式称为基带传输。一、基带传输系统构成模型（能画出下图）T|f)序啓耐u 1 r堆送形購谭锻翼(RW1M=TiflC|fltm附囹別图3-81波形形成一一信号从 1点到2点的过程叫波形形成。 各部分的作用：发送滤波器一一限制信号频带并起波形形成作用； 信道一一是信号的传输媒介，可以

11、是各种形式的电缆； 接收滤波器一一用来滤除带外噪声和干扰，并起波形形成作用; 均衡器一一用来均衡信道特性的不理想。网孔均衡一一用来消除“1 ”与(t)的误差二、理想低通形成网络 理想低通形成网络特性H(f)H(f) ej (f)H(f )幅度特性，(f)相位特性H(f)(3-10)式中，fN为截止频率，td为固定时延H ( f)图参见教材 P54图3-9h(t)2 fNsin 2fN(t td)2 f N (ttd )(3-11)设td0，h(t)波形如教材P55图3-10所示。理想低通冲激响应 h (t)的特点是:k 零点的位置t (td ) ,k 1, 2, 32fN 波形“尾巴”(即波形

12、的前导和后尾)以1/t的速度衰减。2、无符号间干扰的条件h（kT） . 1 （归一化值）k 0 （本码判决点）ok 0 （非本码判决点）3、奈氏第一准则奈氏第一准则用文字详细表述是：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 2 fN，这时系统输岀波形在峰值点上不产生前后符号间干扰。奈氏第一准则的三个重要参量:f N奈氏频带（Bfs 2 f N 奈氏速率BfN2Bd / Hz （极限）T ' 1/2 f n奈氏间隔例1 ：在比特速率相同下，采用多电平传输的符号速率要，从而使码元间隔T，最后导致奈氏带宽fN。答：（R NBd log 2

13、M ）下降增大下降例2: 一个理想基带传输系统，若奈氏带宽fN不变，采用8电平传输时的传信速率R8与4电平传输时的传信速率 R4的关系为（）答：奈氏带宽fN不变符号速率NBd 2fN则不变R4 N Bd log 2 4R8 N Bd log 2 83所以 R8r42理想低通形成网络的特点："满足奈氏第一准则（无符号间干扰）。频带利用率达到 2Bd/Hz的极限。波形“尾巴”衰减较慢对定时脉冲的精度要求较高物理上不可实现。三、具有幅度滚降特性的低通形成网络一一滚降低通1、滚降低通特性滚降低通特性参见教材P56图3-11滚降系数f /fN，°1 (0时是理想低通)fs2 fN2B

14、 (1)fNSN(Bd/Hz)B (1 )fN 1滚降低通形成网络是否满足无符号间干扰的条件结论：若滚降低通网络的幅度特性|H(f)以C点(fN ,1/2 )呈奇对称滚降，则其输岀响应波 形h(t)在取样判决点无符号间干扰(即满足奈氏第一准则)例1 ： 一滚降低通网络的幅度特性 | H ( f)如图所示，试判断此滚降低通网络是否满足无符号间干扰的条件解：此滚降低通网络不满足无符号间干扰的条件。因为：虽然它的幅度特性呈奇对称滚降，但滚降的对称点不是 (fN ,1/2),而是(1.5fN ,1/2 )例2： 一形成滤波器幅度特性如下图所示。如果符合奈氏第一准则，其符号速率为多少a为多少采用八电平传

15、输时，传信速率为多少 频带利用率n为多少 Bd/HzflHz)解：如果符合奈氏第一准则,H(f )应以C点(fN ,呈奇对称滚降，由图示可得:20004000 200023000Hz符号速率fs2 fN2 30006000 Bd滚降系数4000 300010001300030003频带利用率L 6000 1.5Bd/HzB 4000例3:按奈氏第一准则设计一个基带传输系统。该系统采用4电平传输，滚降系数0.2，传信速率为128kbit/s。试定性画出系统的传递函数幅度特性,并标岀(1)fN,fN,(1)fN位置。解：RN Bd log 2 MN Bdlog2128 1064000Bdlog2

16、4(1(1N Bd26400032000 Hz(1(10.2)0.2)3200025600 Hz3200038400Hzf| KHz |2、升余弦滚降低通H(f) 表达式参见教材 P56 ( 3-18)升余弦滚降低通 H( f )特性参见教材 P56图3-12h(t) 2fNsin 2 f Ntcos t /T2 2 214 2t2/T22 fNt(3-19)h(t)波形参见教材 P57图3-13滚降低通形成网络的特点：可满足无符号间干扰的条件。频带利用率不能达到 2Bd / Hz的极限。波形“尾巴”衰减较快。物理上可实现。四、部分响应形成系统概念一一部分响应形成系统是一种可实现的传输系统，它

17、允许存在一定的、受控的码间干扰，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，又可近似地物理实现。这类系统称为部分响应形成系统。形成思路一一如果形成波形是两个(或两个以上)在时间错开的测2 M所组成，例如2 fNtSI"2 M +测2 5 (t 卫 ，这样合成波的表达式在分母通分之后将岀现t2 (或t3等)项,2 fNt2fN(t T)即波动衰减是随着t2 (或t3等)而增加，从而加快了响应波形的前导和后尾的衰减。1、第一类部分响应形成系统(余弦低通)(1) h(t)公式h(t)hi(t)h2(t)sin 2 fNt2 fNtsin2fN(t T)2 fN(

18、t T)(3-21)设td0g(t) gl (t) g2(t) ( td1 0 )( td2 T)(2) H(f)参见教材P58图3-15(a)H12(f )特性参见教材P59图3-16H (f)特性参见教材P59图3-17cf2cose N ,0 f fH(f)2fN0, f fNB fN.fs2fN2Bd / HzBf N1Ttd4fN2f(余弦低通)(3)分析h(t)特性参见教材P58图3-14hit)（-7）魁萝）（V）F）h（t）波形的特点:零点的位置tk4 fN3, 5, 72波形的“尾巴”以1/t的速度衰减h（t）波形是否无码间干扰结论：第一类部分响应形成系统的h（t）波形有码间

19、干扰。但若取样判决点选在波峰往前（或往除的。3题）后）T/2处，只有前（或后）一个码元对它有干扰，此干扰是固定的，可以消但有误码扩散问题。解决的办法是采用有预编码的第一类部分响应系统。（4）有预编码的第一类部分响应系统（余弦低通）（综合练习习题与解答计算题第参见教材 P58图3-15（ b）akbk预编码bkakbk 1（3-22）bkCk相关编码ckbkbk 1（3-23）例：ak1 110 1 0 1 1 1 0 0 1 01bk01 010 1 1 0 1 0 0 0 1 11Ck1 1i0 1 2 1 1 1 0 0 1 211发端Ck1 1110 1 2 1 1 1 0 0 1112

20、收端（设无误码，CkCk)ak1 110 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1ck的规律 ak0，Gk0或2（ Ck是伪三电平）ak 1,Ck1第一类部分响应系统的特点:有码间干扰，但是固定的，可以消除的 频带利用率能达到 2Bd/Hz的极限。-波形“尾巴”衰减较快。-物理上可实现。2、第四类部分响应形成系统(正弦低通)(1) h(t)公式h(t)hi (t)h2(t)sin 2 fN tsin 2 fN(t 2T)2 fNt2fN(t 2T)(3-26)g(t) gi(t) g2(t) H(f)参见教材P59图3-18Hi2(f)参见教材P60图3-19H(f).ffj_f_j2sine

21、N ,0N0 ffNH 13(f)H (f)参见教材P60图3-20(正弦低通)B fN2fN2Bd / Hz(3)分析h(t)特性 h(t)波形的特点：2波形的“尾巴”以1/t的速度衰减第四类部分响应形成系统的h(t)波形有码间干扰。但是固定的，可以消除的。也有误码扩散问题，解决的办法是采用有预编码的第四类部分响应系统。(4)有预编码的第四类部分响应系统(正弦低通)BI3J8有阿码的釉畑分軸系境方邮bkakbk 2(3-29)( 3-30)4bkbk 2II例：ak1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0IIIbk0 01 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1IiIck1 0-1

22、 1 0-1 1 0-1 1 0 0 发端ck1 0-1 1 0-1 1 0-1 1 0 0收端（设无误码， ckck）IIak 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0ak 0, q 0Ck的规律（Ck是伪三电平）ak 1g 1第四类部分响应系统的特点：有码间干扰，但是固定的，可以消除的。频带利用率能达到 2Bd/Hz的极限。波形“尾巴”衰减较快。物理上可实现。五、数据传输系统中的时域均衡时域均衡的作用（综合练习习题与解答简答题第 8题）时域均衡的思路一一是消除接收的时域信号波形的取样点处的码间干扰，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完全一致。因此可以利用接收波形本

23、身来进行补偿以消除取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。2、时域均衡的基本原理时域均衡的均衡目标一一调整各增益加权系数Ck，使得除n 0以外的yn值为零，这就消除了符号间干扰。例：一个三抽头的时域均衡器，其输入波形如下图所示，其x 20.1,x 10.2, X01,X1 0.4,X20.2,当 k >2 时，Xk0,求当输岀波形 y（t）满足无符号间干扰的条件时，各增益加权系数应为多少Ny i c 1X0 CoxYo C 1X1 C0X0yi c 1X2 C0X1满足无符号间干扰时，ckXn k k N1ckXn k k 11 c1 X 2c1X 1C1X0有：c 10.2c00.1g

24、00.4c 1 co 0.2g10.2c 1 O.4co c 0解方程求得：c 1 O.2O co0.85G O.3O（注：教材中的示例假设X（t）只有3个取值，即当 k > 1时，Xk o）数据传输系统的眼图 最佳采样时刻：在眼睛张开得最大的地方代表最佳采样时刻； 垂直张开度：反映系统对噪声的容限； 水平张开度：反映了传输系统的过门限点失真； 正负不对称度：表示系统所存在的非线性失真的程度； 定时抖动灵敏度：斜率，反映了系统对定时偏差的灵敏度；第三节数据信号的频带传输频带传输一一又称调制传输，它是需要对基带数据信号进行调制以实现频带搬移，即将基带 据信号的频带搬到话音频带上再传输。数字

25、调制的基本方法有三种：-数字调幅（ASK）-数字调相（PS&-数字调频(FS&频带传输系统参见教材P69图3-33各部分的作用： 1点：数据信号为单或双极性不归零码(2点的信号叫基带信号S(t)；发送低通一一数据信号经发送低通基本上形成所需要的基带信号发送低通一般是基带形成滤波器的一部分，2点的功率谱近似为基带形成滤波器的H ( f )形状)调制 将基带信号的频带搬到载频(载波频率)附近的上下边带，实现双边带调制。假设基带形成滤波器为第一类部分响应系统，2点的功率谱 PS(f)与调制后的双边功率谱PE(f)如附图27所示。1»fli单靱14瞬|f、0tf单税性码RS2

26、7(Ps( f )中有直流分量f PE ( f)中便有载频fc分量，直流分量调到 fc处)发送带通一一形成信道可传输的信号频谱(取单或双边带等传输)。接收带通一一除去信道中的带外噪声。解调 是调制的反过程，解调后的信号中有基带信号和高次产物。接收低通一一除去解调中岀现的高次产物，并起基带波形形成的作用(接收低通是基带形成滤波器的另一部分)。取样判决一一对恢复的基带信号取样判决还原为数据序列。(8点的信号要满足无符号间干扰的条件)频带传输系统与基带传输系统的区别在于在发送端增加了调制，在接收端增加了解调，以实现信号的频带搬移，调制和解调合起来称为Modem。从信号传输的角度，一个频带传输系统就相

27、当于一个等效的基带传输系统。符号速率fs 2fN二、数字调幅概念一一以基带数据信号控制一个载波的幅度，称为数字调幅，又称幅移键控，简写为ASK。1、ASK信号及功率谱分析2ASK 1不变，0归零；抑制载频的2ASK 1不变，0相反；2ASK信号的带宽是基带信号带宽的两倍；调制后实现了双边带调制数据序列是单极性码一一PS(f )中有直流分量一一 PE( f )中有载频分量(2ASK)数据序列是双极性码一一PS( f )中无直流分量一一 PE( f )中无载频分量(抑制载频的2ASK)调制后的带宽B调 2B基2(1) fN (设基带形成滤波器为滚降低通)例：发送数据序列为100110，分别画岀单极

28、性不归零和双单极性不归零调制的2ASK信号波形(设fc 2fs)O解:帚握帖暑:J 1I 00T1 0 |i单(0性不心專码1"遇押AAAAAAAAAAA/2ask *WV/cos阪上ZASKwwwvwwvWWWWWSt® 31三、数字调相PSK,概念一一以基带数据信号控制载波的相位，称为数字调相，又称相移键控，简写为 '二相调相分类四相调相'相调相八相调相L十六相调相.绝对调相一一参考相位：未调载波-相对调相一一参考相位：前一符号的已调载波相位1、二相数字调相画图方法：1、信息代码 2PSK波形规律：“异变，同不变”，指：若本码元与前一码元相异，则本码元内

29、2PSK信号的初相位相对于前一码元内2PSK信号的末相变化n;否则不变。2、 信息代码 2DPSK波形规律：“ 1变，0不变”，指：信息代码（绝对码）为 1时，本码元内2DPSK信号的初相位相对于前一码元内2DPSK信号的末期相变化n;否则不变。解：wvwVvwwv-WvVwwmCOS OutzreK例2:已知2DPSK的波形如下图所示，设初始相位为0,数据信号为“ 0”时，载波相位改变 0,数据信号为“ 1”时，载波相位改变趴。试写岀所对应的数据序列（设fc NBd）2dpsk tWWA/V*酊團38解：所对应的数据序列为：010 0 1 0（3 ）二相调相的功率谱密度及频带利用率二相调相（

30、包括 2PSK和 2DPSK的功率谱密度及频带利用率与抑制载频的2ASK的功率谱密度及频带利用率相同。B 2(1 )fNbit /(s Hz)1例1:四相调相的相位变化如附图40所示，假设基带数据信号序列为01,试写岀4DPSK已调波老相疊ABMH知】对应的相位，并画岀其矢量图（假设初始相位为0 ）。综合练习习题与解答画图题第8题）解：解题思路：首先将数据信号序列以二位数字为单位进行分组，然后再求每组数字的相位，如下题：01的相位为（初始相位为 0+3 n /4=3 n /4） ,11的相位为（前一相位 3 n /4+ n /4= n） ，00的相位为（前 一相位 n +5 n /4=9 n

31、/4= n /4 ），依此类推。基带数据信号序列0 11 10 01 00 1相位（初始相位为0）3 n /4nn /403n /4矢量图（T）/例2:已知4DPSK已调波对应的相位如下表所示（假设初始相位为0,相位变化规则按 B方式工作），写出所对应的基带数据信号序列。相位（初始相位为0）n /4n3 n /40基带数据信号序列解:相位（初始相位为0）n /4n3 n /40基带数据信号序列1 10 11 00 0四、数字调频画图方法：相位连续的2FSK 1不变，0频率扩大一倍；相位不连续的2FSK 1不变，0频率扩大一倍，且 0的初始相位为0;差错控制第一节差错控制的基本概念一、差错分类和

32、错误图样1、差错分类差错可以分为两类:随机差错突发差错三、差错控制方式检错重发或叫自动反馈重发（ ARQ实时性差;前向纠错（FEC监督码多混合纠错检错（HEC）前两者的混合，效率折中信息反馈又称回程校验（IRQ ）发送端不需要纠错能力第二节检错和纠错的基本概念一、差错控制的基本原理码的纠检错能力是靠信息的冗余度换取的信息码+监督码=码组k + r = n监督码码的纠检错能力f信道的传输效率（编码效率）Jk(4-6)编码效率R 一n、码距与检错和纠错能力几个概念-码组的重量-码距例：一码组集合3 -._ '.,1 0 1 1 13 1 1 0 0 10 0 0 1 031 1 0 1 0

33、-汉明距离此码组集合的汉明距离d min =2汉明距离与检错和纠错能力的关系为检测e个错码，要求最小码距为：dmin为纠错t个错码，要求最小码距为:dmin2t 1为纠错t 个错码，同时检测 e 个错码，要求最小码距为：dminet1三、纠错编码的分类（1）按码组的功能分有检错码和纠错码两类。（2）按码组中监督码元与信息码元之间的关系分有线性码和非线性码两类。（3）按照信息码元与监督码元的约束关系可分为分组码和卷积码（前后若干组的信息码元 有关）两类。（4）按照信息码元在编码前后是否保持原来的形式不变可划分为系统码和非系统码。（5）按纠正差错的类型可分为纠正随机错误的码和纠正突发错误的码。（6

34、）按照每个码元取值来分可分为二进制码与多进制码。第三节 简单的差错控制编码奇偶监督码（ r =1， k 不一定）1、概念偶监督码一一信息码与监督码合在一起“1 ”的个数是偶数奇监督码一一信息码与监督码合在一起“1 ”的个数是奇数2、监督方程偶监督方程奇监督方程 例：1 0 1 1 0 1 11 （偶）0（奇）收端根据监督方程是否满足可判断是否有误码最小码距为 2 ；3、检错能力（1 ）只能检测奇数个错误，而不能检测出偶数个错误。（2）适合检测随机差错。二、水平奇偶监督码构成思路将经过奇偶监督编码的码元序列按行排成方阵， 每行为一组奇偶监督码， 但发送时则按列的顺序 传输，接收端仍将码元排成发送

35、时方阵形式，然后按行进行奇偶校验。例：数据序列1101 1010 1110 1001 （设每4位码元为一组）11011（以偶监督为例）101001110110010监督码发送的数据序列为：0011010 检错能力可发现某一行上所有奇数个错误。能检测岀所有长度不大于方阵中行数的突发错误。例：某系统采用水平奇监督码，其信息码元如下表，试填上监督码元，并写出发送的数据序列， 这样的发送数据序列能检测突发差错的长度最大为多少信息码元监督码元1000011 1010001000 0101101001 1011110011 0001100111 011解：信息码元监督码元1000011 101000010

36、00 01011101001 10111110011 00001100111 0110发送的数据序列为:000能检测突发差错的长度最大为5二维奇偶监督码（又称行列监督码、方阵码或水平垂直奇偶监督码）思路二维奇偶监督码是将水平奇偶监督码推广而得。它的方法是在水平监督基础上对方阵中每一列再进行奇偶校验（即将数据序列排成方阵，每一行每一列都加奇或偶监督码），发送按列（或行） 的顺序传输。接收端仍将码元排成发送时方阵形式，然后每一行每一列都进行奇偶校验。例：数据序列 1100 1010 1110 1001 （设每4位码元为一组）11000（以偶监督为例）10100111011001000011监督码监

37、督码发送的数据序列为（按列的顺序传输）：000001100101 检错能力（1）可发现某行或某列上奇数个错误。能检测岀所有长度不大于方阵中行数（或列数）的突发错误。能检测岀偶数个错误。但若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岀来的。(4)可以纠正一些错误，当某行某列均不满足监督关系而判定该行该列交叉位置的码元有错，从 而纠正这一位上的错误。例1:某系统采用水平垂直偶校验码，试填岀下列矩阵中5个空白码位。0 1 0 1 1 0 1 01 1 1 0 0 0 0()0 0 0( )1 1 0 01 0( )1 1 1 0 10 0 0 0( )0 1()解：0 1 0

38、1 1 0 1 01 1 1 0 0 0 0(1)0 0 0(0)1 1 0 01 0(1)1 1 1 0 10 0 0 0(1)0 1(0)例2:如果水平垂直奇偶校验码中的码元错误情况如下图所示，试问能否检验岀来、*卜f J*/解：不能检验出来第四节 汉明码及线性分组码一、汉明码(综合练习习题与解答计算题第10题)1、(n, k)汉明码n 为码长，k 为信息位数，监督位数r=n-k ；r与n的关系为2r 1n 或 2rk r 1(4-12)例1:n15r 4, k 15 411n7r 3,k7 34例2:如信息位为7位，要构成能纠正1位错码的汉明码，至少要加几位监督码其编码效 为多少解：k

39、72r1nk r 7 r2r8 r根据估算得岀r 463.6%编码效率为R冬nk7k r 7 4或者说 R63.6%2、（ 7，4）汉明码(n 7, k 4, r3)监督方程（可产生（7, 4）汉明码）参见教材 P113 （ 4-16 ）或（4-17 ）由此监督方程可求岀监督码，附在信息码后即可得到（7, 4）汉明码例：已知信息码为 1101，求所对应的（7，4）汉明码。解：由监督方程求监督码S1a6a5a4a2S2a6a5a3a1(4-13 )s( 4-15)S3a6a4a3a。表4-4参见，教材P112例：接收端收到某（7，4）汉明1码为1001010，此(7,4）汉明码是否有错错码位置为

40、何解：计算较正子S1 a6a5a4a21 0001S2a§a5a3a11 0111S3a§a4a3a。1 0100较正子为110，此（7，4)汉明码有错，错码位置为a5 0（7，4）汉明码的d min3厶匕士人厶H . 冃匕检错*2位或1纠错1位（7，4）汉明码的Rk 457%可知此（7，4）汉明码是否有错以及差错的确切位置n 7汉明码属于线性分组码a2a6a5a4110 0a1a6a5a3111 1aoa6a4a3101 0此（7，4）汉明码为1101010（2）纠检错方法接收端收到(7，4）汉明码，由下述方程计算较正子S（S1,S2,S3），然后查表4-4、线性分组码概

41、念线性码是指信息位和监督位满足一组线性方程的码；分组码是监督码仅对本码组起监督作 用，既是线性码又是分组码称为线性分组码。2、线性分组码的主要性质（1）封闭性所谓封闭性，是指一种线性码中的任意两个码组之模二和仍为这种码中的一个码组。（2 ）码的最小距离等于非零码的最小重量例1：根据此性质可求岀表4-5的（7，4）汉明码的dmin 3例2:已知一个线性分组码的码组集合为：000000, 001110 , 010101 , 011011 , 100011 , 101101 , 110110 , 111000 求该码组集合的汉明距离。解：根据线性分组码的性质可以求出此码组集合的汉明距离为3。第五节循

42、环码循环码是线性分组码中一类重要的码。一、循环码的循环特性校正子的校验：S1=a6+a5+a4+a2;S2=a6+a5+a3+a1;S3=a6+a4+a3+a0;S1S2S3指岀错码；码的多项式码组 A an 1an 2 a1a0n 1n 210(4-38)多项式 A(x)an 1xan 2x a1xa0x例 1: A=1011011643A(x) x x x x 1例2:已知A（x）x6x5x31，写岀对应的码组解：A=1101001循环特性循环性一一即循环码中任一许用码组经过循环移位后（将最右端的码元移至左端，或反之）所得到的码组仍为它的一许用码组。参见教材 P117表4-6例：已知（7,

43、 3）循环码的一个许用码组，试将所有其余的许用码组填入下表。信息位监督位信息位监 督位a6 a5 a4a3 a? a°a6 a5 a4a3 a2 a1 aoo o 10 111解:信息位监督位信息位1监督 位a5 a4a3 a? a1 a°a§ a5 a4a3 a? a1 a°0 0 10 1111 1 10 0 100 1 011101 1 00 10 11 0 1110 01 0 010 110 1 110 0 10 0 00 0 0 0卷积码其监督位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简单差错控制协议停止等待协

44、议重复帧是一种不允许出现的差错，解决办法是使发送端给每一个数据帧带上不同的发送序号; 发送缓冲区要保留该数据帧的副本备用；自动重发请求（ARQ）自动重发方式一一返回重发，即出错帧后的各帧都要重发; 选择重发只重发出错帧；连续ARQ协议选择重发ARQ协议发送方式:连续发送连续发送传输效率比较咼最高控制方式比较简单比较复杂缓冲存储器发送端有发送、接收端都有成本较低较高滑动窗口协议意义一一限制已经发送的但未被确认的数据帧的数目；发送窗口尺寸与编号比特数n的关系：WT 2n 1第四章数据交换空分交换（空间不同）时分交换（占用不同的时隙）建立一条实际的物理链路； 与传统电话网相比：不需要调制解调器；采用

45、的信令格式和通信过程不同；交换电路部分 核心是交换网主要设备 ；控制电路部分优点： 信息的传输时延小； 交换机对用户的数据信息不存储、分析和处理； 信息的编码方法和信息格式由通信双方协调，不受网络限制；缺点： 电路持续时间较长； 电路资源被通信双方独占； 电路交换机不具备变码、变速等功能； 有呼损，当对方用户终端忙活交换网负载过重而交不通，则出现呼损； 传输质量较差； 报文交换方式存储转发方式，不是交互式和实时的，不过可以设置优先级；通信控制器组成 中央处理机 ； 外存储器不利于实时通信，适用于大众电报和电子信箱业务；分组交换 报文交换的切割板； 一般终端需经过分组装拆设备 PAD 才能接入分

46、组交换网； 最基本的思想是实现通信资源的共享，具体采用统计时分复用；优点： 传输质量高；（差错控制、流量控制） 可靠性高（自由选择传输路径）； 为不同种类的终端相互通信提供方便 （以建议的规程向用户提供统一的接口）； 能满足通信实时性要求（传输时延小，变化范围不大）； 可实现分组多路通信（每个分组都有控制信息）； 经济性好（交换机的大存储容量，降低了网内设备的费用，还有中继线的使用费用）；缺点： 网络附加的控制信息较多，传输效率较低； 要求交换机有较高的处理能力； 传输方式：交换数据包方式（UDP）:以报文形式发送，每个分组独立寻找路径，在网络终点需要重新排序；分 组型终端有排序功能，一般没有

47、；对网络拥塞或故障的适应能力较强， 虚电路方式:在终端之间建立逻辑上的连接，不独占线路和交换机的资源；终端与交换机， 机之间（来源不同）的逻辑信道号都不一样；特点:一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除 3 个阶段，对于数据量较大的通信传输效率高；终端之间的路由在数据传送前已被决定；不需对分组重新排序，时延较小，不容易造成分组丢失;重连接： 在源节点处保留用户呼叫的信息；由源节点处开始建立新的虚电路； 每个节点都保留用户呼叫的信息，在故障线路的点处继续建立新的虚电路;分组长度的选取：分组长度：L=h+x；分组交换机发送一个分组的时间为tqL传输能力一分组到达率？ L分组长度和交换机费用： 存

48、储器费用一一与分组长度成正比 分组处理费用一一与分组数量成正比;最佳分组长度与误码率:最高信道利用率：nmax (1 . hPe)2 ； 分组长度以164096B之间的2的n次方字节为标准分组长度;4、帧方式分组交换的一种，在数据链路陈上使用简化的方式传送和交换数据单元的一种方式；简化了分组交换网中分组交换机的功能，从而降低了传输时延， 节省了开销，提高了信息传输效率；几种交换方式的比较电路交换报文交换分组交换网络时延最小大较小可靠性-般较高高统计时分复用不是是是突发业务适用性无较好好电路利用率低高高异种终端相互通信不可以可以可以实时性会话业务适用不适用适用开销最小大最大通信协议通信协议一一事

49、先制定一些通信双方共同遵守的规则、约定；开放系统互连参考模型服务一一指某一层及其以下各层通过接口提供给上层的一种能力;物理层T数据链路层T网络层T运输层T会话层T表示层T应用层；物理层的典型协议：RS-232C, RS-449/422/423,和等；数据链路层的常用协议：基本型传输控制规程和高级数据链路控制规程HDLC;网络层的协议是分组级协议； 物理接口标准的基本特性机械特性一一描述连接器即接口接插件的插头、插座的规格，尺寸、针的数量与排列情况， 主要由ISO制定；电气特性一一描述了接口的电气连接方式；功能特性一一描述了接口电路的名称和功能定义；、规程特性描述了接口电路间的相互关系、动作条件、及在接口传输数据需要执行的时间顺序；CCITT、；数据链路传输控规程概述为了保证DTE与网络之间或DTE与DTE之间有效、可靠地传输数据信息。功能：帧控制一一封装成帧；透明传输；差错控制一一采用纠错编码技术；流量控制一一对链路上的信息流量进行调节；链路管理一一对控制信息的基本管理；异常状态的恢复一一当链路发生异常时，能够自动重新启动恢复到正常工作状态； 基本型传输控制规程特征：以字符为基本传输信息单位；差错控制方式采用检错重发