武汉理工大学计算机网络复习重点

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第二章

1．数字信号与模拟信号有哪些区别？

答：模拟信号是用一系列连续变化的电磁波或电压信号来表示；数字信号是用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。

2．奈氏准则与香农公式在数据通信中的意义是什么？

答：奈氏准则指出了：码元传输的速率是受限的，不能任意提高，否则在接收端就无法正确判定码元是1还是0(因为有码元之间的相互干扰)。奈氏准则是在理想条件下推导出的。在实际条件下，最高码元传输速率要比理想条件下得出的数值还要小些。电信技术人员的任务就是要在实际条件下，寻找出较好的传输码元波形，将比特转换为较为合适的传输信号。需要注意的是，奈氏准则并没有对信息传输速率(b/s)给出限制。要提高信息传输速率就必须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。这就需要有很好的编码技术。

香农公式给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽(以赫兹为单位)和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信息的传输速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何办法。至少到现在为止，还没有听说有谁能够突破香农公式给出的信息传输速率的极限。若要得到无限大的信息传输速率，只有两个办法：要么使用无限大的传输带宽(这显然不可能)，要么使信号的信噪比为无限大，即采用没有噪声的传输信道或使用无限大的发送功率(当然这些也都是不可能的)。

香农公式

2.2.2 信道的最大信息传输速率

1948年，香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的最大信息传输速率。当用此速率进行传输时，可以做到不产生差错。用公式表示，则信道的最大信息传输速率或信道容量C可表达为

(2.4)

式(2.4)就是著名的香农公式。

例2.3 若标准电话信道带宽为3.1kHz，信噪比为2 500，则其最大的信息传输速率C为多少？

根据香农公式(2.4)有

奈氏准则

理想低通信道的最高码元传输速率=2W(Baud)

其中W是理想低通信道的带宽，单位为Hz，数字信号可用一系列离散的电压脉冲表示，每一个脉冲称为一个信号码元Baud=码元/秒

3．基带信号与宽带信号的传输各有什么特点？

答：(1)基带信号是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。(2)宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。基带信号进行调制后，其频谱移到较高的频率处。由于每一路基带信号的频谱被搬移到不同的频段上，因此合在一起后并不会互相干扰。这样做可以在一条线路中同时传送许多路的数字信号，因而提高了线路的利用率。

4．什么是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码？其特点如何？

答：曼彻斯特编码将每个二进制比特周期分为两个相等的时间段，前半段时间发送该比特值的补码状态；后半段时间再发送这个比特的原码状态。曼切斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半，当传输“1”时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；而传输“0”

差分曼彻斯特编码由曼彻斯特编码变化而来。在每个比特周期开始初若不发生跳变则表示比特“1”，否则表示比特“0”。但是在比特周期的两时间段之间必须存在跳变。具有比曼彻斯特编码更好的噪声抑制特性。它在每个时钟位的中间都有一次跳变，传输的是“1”还是“0”，是在每个时钟位的开始有无跳变来区分的。

5．什么是频分制多路复用？什么是时分制多路复用？

答：频分多路复用就是将多路信号在频率位置上互相分开，但同时在一个信道内传播。

时分多路复用是将通信线路传输时间分成若干个时间段，这些时间段轮流分配给不同的通信方，在某一时刻，传输信道上只能传送某一通信方的信息。

6．常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？

答：(1)双绞线：抗电磁干扰，模拟传输和数字传输都可以使用双绞线。(2)同轴电缆：同轴电缆具有很好的抗干扰特性。(3)光纤：传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济；抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰，保密性好，