教材习题答案现代通信技术基础第3版严晓华清华大学出版社Word格式.docx
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对基带信号进行各种变换和处理,比如放大,调制等,使其适合于在信道中传输。
发送设备和接收设备之间用于传输信号的媒介。
接收设备:
对接收信号进行必要的处理和变换,以便恢复出相应的基带信号。
其功能与发送设备相对应。
受信者:
信息的接收者,与信源相对应,其作用是将恢复出来的基带信号转换成相应的原始信号。
噪声源:
噪声源是指系统内各种干扰影响的等效结果。
1.3简述现代通信系统模型功能中的各组成部分及其功能。
从通信网络的系统组成角度,可将其分为4个功能模块。
(1)接入功能模块
接入(access)功能模块(有线接入或无线接入)将消息数字化并变换为适于网络传输的信号,即进行信源编码;
其发信者和接收者可为人或机器,所接入的消息形式可为语音、图像或数据。
(2)传输功能模块
传输(transmission)功能模块(有线传输或无线传输)将接入的信号进行信道编码和调制,变为适于传输的信号形式,并满足信号传输要求的可靠性指标。
(3)控制功能模块
控制(control)功能模块由信令网、交换设备和路由器等组成,完成用户的鉴权、计费与保密,并满足用户对通信的质量指标要求。
(4)应用功能模块
应用(application)功能模块为网络运营商提供业务经营,包括智能网业务、话音、音视频的各种服务以及娱乐、游戏、短信、移动计算、定位信息和资源共享等。
1.4试述通信系统质量评价中有效性指标和可靠性指标的含义。
(1)有效性指标
·
模拟通信系统的有效性指标:
一般用系统有效带宽来衡量。
数字通信系统的有效性指标:
主要内容是传输容量。
传输容量的表示方法
信息传输速率:
指系统每秒钟传送的比特数。
符号传输速率:
指单位时间内所传送的码元数。
信息传输速率与符号传输速率的关系为:
Rb=NBlog2M
(2)可靠性指标
模拟通信的可靠性:
用输出信噪比来衡量。
数字通信系统的可靠性:
用传输差错率来衡量。
传输差错率的表示方法
误码率:
在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。
误比特率:
在传输过程中产生差错的比特数与传输的总比特数之比。
1.5试述通信网各基本要素的功能。
通信网络的基本要素为传输、交换和终端,其中传输与交换部分组成核心网。
(1)传输
传输系统是指完成信号传输的媒介和设备的总称。
其在终端设备与交换设备之间、以及交换系统相互之间链接起来而形成网络。
(2)交换
在通信网中,交换功能是由交换节点(即交换设备)完成的。
不同的通信网络由于所支持的业务特性不同,其交换设备所采用的交换方式也各不相同。
(3)终端
终端设备是通信网中的源点和终点。
除对应于信源和信宿之外,终端设备还包括了一部分变换和反变换装置。
1.6简述电信网的基本组成及其作用。
现代电信网的各种不同类型,可归纳为业务网和支撑网。
业务网(用户信息网)是现代电信网的主体,用于向公众提供诸如话音、视频、数据、多媒体等业务的通信网络,包括电话通信网、移动通信网、数据通信网、综合业务数字网、智能网、IP网络等。
业务网按其功能可分为传送网和交换网。
支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网,支持电信网的应用层、业务层和传送层的工作,提供保证网络正常运行的控制和管理功能。
1.7通信网的常用拓扑结构有哪些?
试分析各种拓扑形式的特点。
通信网的网络拓扑结构是指终端、节点或两者之间的连接与分布形式。
网络拓扑结构的基本形式主要有网状网、网孔型网、星型网、复合型网、环型网、总线型网、树型网等。
(1)网状网
多个节点或用户之间互连而成的通信网称为网状网。
该结构中网络链路的冗余度高,路由选择的自由度大,网络的可靠性和稳定性较好,但传输链路利用率低。
网状网一般用于通信业务量大或需重点保证的部门或系统(如军事通信网),以保证信息传递的可靠性。
(2)网孔型网
网孔型网是不完全网状网,其大部分节点间有线路直接相连,一小部分业务量相对较少的节点之间不需直达线路,以提高线路利用率,改善经济性,但稳定性略有降低。
(3)星型网
星型网是一种以中央节点控制全网工作的辐射式互连结构。
各用户间需要通信时,都需通过中央节点转接。
与网状网相比,星型网具有传输链路少的优点;
但由于中央节点负荷繁重,一旦出现故障,全网将会瘫痪。
(4)复合型网
复合型网以星型网为基础,并在信息量较大的区域构成网状网结构。
复合型网采取由若干节点来分担中央节点的负荷,并能实现本地交换。
该网络结构兼取了网状网和星型网的优点,较经济合理并具有一定的可靠性。
复合型网络结构在实际通信网中较常见。
(5)环型网
通信网各节点被连接成闭合的环路称为环型网。
网中任何两个节点间都要通过闭合环路才能实现互相通信,环型网中每个节点的地位相同,都可获得并行使用控制权,易实现分布式控制;
不需进行路径选择,控制较简单;
网中传送信息的延迟时间固定,有利于实时控制;
可采用高速数字式传输信息,不需要调制解调器,接口线路及连接结构也较简单。
(6)总线型网
在总线型网中,所有的节点连接在同一总线上,是一种通路共享的结构,互相通信的总线能实现双向传输。
若一条总线太长或节点太多,可将一条总线分成若干段,段与段间再通过中继器互连。
总线型结构网具有良好的扩充性能,可以使用多种存取控制方式,不需要中央控制器,有利于分布式控制,在计算机局域网中获得广泛的应用。
(7)树型网
树型网可视为星型拓扑结构的扩展,节点按层次进行连接,信息交换主要在上、下节点之间进行。
树型结构主要用于用户接入网或用户线路中;
另外,主从同步网方式中的时钟分配网也采用树型结构。
1.8试列出有线信道常用介质的主要应用特点。
在有线传输信道中,电磁波沿有线媒介传播并构成直接信息流通的通路。
有线媒介包括平衡电缆(双绞线)、同轴电缆、多芯电缆和光缆等。
在构成有线信道完成长距离的信息传输时,除需具有各种导引线外,还包括再增音和均衡处理。
(1)平衡电缆
平衡电缆(对称电缆)又称双绞线。
平衡电缆中每对信号传输线间的距离比明线小,包于绝缘体内,外界破坏和干扰较小,性能也较稳定。
平衡电缆的质量和可靠性比早期的架空明线好,通信容量也相对较大,但其损耗随工作频率的增大而急剧增大。
双绞线在通信网中应用广泛,广泛使用于用户环路,即从用户终端至复接设备或交换机之间,如电话线、局域网线等,其带宽有限,而且传输距离短。
(2)同轴电缆
同轴电缆有粗缆、中同轴和细缆之分,其传输带宽较宽,是容量较大的有线信道。
在同轴电缆中,电磁波在外管和内芯之间传播,无发射损耗,也较少受外界干扰,可靠性和传输质量都很好。
该类线路每公里衰减的分贝数大致与频率的平方根成正比,在高频端可传输足够的信号能量,带宽和传输容量都较大,其缺点是造价高,施工复杂。
有线电视网络大量采用了同轴电缆,计算机局域网中也部分采用了同轴电缆。
在传输容量和传输距离方面,同轴电缆优于双绞线但远不及光纤,故不适于宽带网络的主干线路,可用于从光节点到用户的短距离高速通信。
(3)光缆
光缆是以光波为载频,以光导纤维(简称光纤)为传输媒介的一种通信信道。
光纤的基本结构由纤芯和包层组成。
为了使光波在光纤中传输时的衰减最小,以便传输尽量远的距离,一般将光波的波长选择在光纤传输损耗最小的波长上。
光纤通信传输频带宽、通信容量大,传输距离长、损耗低,抗电磁干扰能力强、无串音干扰、保密性强,体积小、重量轻,需要额外的光电转换过程。
经过多年的建设与发展,我国现有的基础传输网络主要构建在光通信网上,光缆已取代同轴电缆,成为基础传输网的干线和本地信道。
1.9试分析恒参信道与变参信道对传输性能的影响。
(1)恒参信道
恒参信道的主要传输特性常用振幅–频率特性和相位–频率特性来描述。
若信道的振幅–频率特性不理想,将产生频率失真,该失真会使信号波形产生畸变。
在传输数字信号时,波形畸变将引起相邻码元波形之间传输部分重叠,造成码间串扰。
若信道的相位–频率特性不理想,将产生相位失真,该失真对于模拟话音通道的影响不大,但会引起数字波形失真而造成码间干扰,使误码率增大。
此外,恒参信道还可能存在非线性失真、频率偏移和相位抖动等导致信号失真的因素。
(2)变参信道
各种变参信道所具有的共同特性为:
信号的传输衰减随时间而变;
信号的传输时延随时间而变;
存在对信号传输质量影响很大的多径传播现象,且每条路径的长度(时延)和衰减均随时间而变化。
1.10试述通信系统抗干扰的实际意义。
干扰是一种电信号,是一种由噪声引起的对通信产生不良影响的效应,即来自通信系统内、外部的噪声对接收信号造成的骚扰或破坏。
抗干扰是通信系统需要解决的主要问题之一。
1.11有线通信,无线通信。
1.12有效性,可靠性。
1.13误码率,误比特率。
1.14加性噪声,乘性噪声。
1.15c
1.16c
1.17e,d
1.18c
1.19试从个人通信的角度阐述现代通信技术的发展与应用。
略。
1.20列举并分析与社会生活相关的通信设备与通信业务(各举5例)。
1.21试述对国家通信职业资格制度的认识。
1.22试分别归纳现代通信系统和现代通信网的分类。
(1)现代通信系统分类
按通信业务分类
按传输内容:
可分为单媒体通信与多媒体通信。
按传输方向:
可分为单向传输与交互传输。
按传输带宽:
可分为窄带通信与宽带通信。
按传输时间:
可分为实时通信与非实时通信。
按传输介质分类
有线通信:
传输介质为电缆和光缆。
无线通信:
借助于电磁波在自由空间的传播来传输信号。
按调制方式分类
基带传输:
将未经调制的信号直接在线路上传输。
频带传输:
先对信号进行调制后再进行传输。
按信道中传输的信号分类
可分为模拟通信和数字通信。
按收发者是否运动分类
可分为固定通信和移动通信。
按多地址接入方式分类
可分为频分多址通信、时分多址通信、码分多址通信等。
按用户类型分类
可分为公用通信和专用通信。
(2)现代通信网分类
我国现有的通信网络大致可分为3类:
电信网、计算机通信网和有线电视网。
从不同的角度出发,现代通信网有如下各种分类方法:
按通信的业务类型分类:
电话通信网、广播电视网、数据通信网、计算机通信网、多媒体通信网和综合业务数字网等。
按通信网采用传输介质分类:
有线传输网、无线传输网。
按通信的传输手段分类:
光传输网、无线通信网、卫星通信网、微波中继网、载波通信网等。
按通信网采用的传送模式分类:
电路交换网、分组交换网、异步传送网(ATM)等。
按通信服务的区域分类:
市话通信网、长话通信网和国际通信网,以及局域网、城域网和广域网等。
按通信服务的对象分类:
公用通信网、专用通信网。
按通信传输处理信号形式分类:
模拟通信网和数字通信网。
按通信的活动方式分类:
固定通信网和移动通信网。
1.23试述互联网+ICT融合背景下
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