计网复习——物理层习题
1. 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，基带信号，带通信号，数字数据，数字信号，码元，单工通信，半双工通信，全双工通信，串行传输，并行传输。
数据：是运送信息的实体。
信号：是数据的电气的或电磁的表现。
模拟数据：即连续数据，即数据的变化是连续的。
模拟信号：即连续信号，其特点是代表信息的参数的取值是连续的。
基带信号：即来自信源的信号，也就是基本频带信号。
带通信号：把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。经过载波调制后的信号称为带通信号。这种信号仅在一段频率范围内（即频带）能够通过信道。
数字数据：即离散数据，即数据的变化是不连续的（离散的）。
数字信号：即离散信号，其特点是代表信息的参数的取值是离散的。
码元：码是信号元素和字符之间的事先约定好的转换。码元实际上就是码所包含的元素。在采用最简单的二进制编码时，一个码元就是一个比特。但在比较复杂的编码中，一个码元可以包含多个比特。
单工通信：又称为单向通信，即只能由一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信：又称为双向交替通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接收）。这种通信方式时一方发送另一方接收，过一段时间后再反过来。
全双工通信：又称为双向同时通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息。
串行传输：数据在传输时是逐个比特按照时间顺序依次传输的。
并行传输：数据在传输时采用了n个并行的信道。在每一个信道上，数据仍然是串行传输的，即逐个比特按照时间顺序依次传输。但把这n个信道一起观察时，就可看出，数据的传输是n个比特。
2. 物理层的接口有哪几个方面的特性？各包含些什么内容？
物理层的接口有以下四方面的特性：
（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
3. 假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得多高的数据率（bit/s）？
加入我们用二进制数字来表示这16个不同等级的振幅，那么需要使用4个二进制数字。现在一个码元就可以表示4个比特。因此码元速率为2000码元/秒时，我们得到的数据率就是4倍的码元速率，即80000 bit/s。
4. 用香农公式计算一下，假定信道带宽为3100Hz，最大信息传输速率为35kbit/s，那么若想使最大信息传输速率增加60%，问信噪比S/N应增大到多少倍？如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍，问最大信息速率能否再增加20%？
将以上数据带入香农公式，得出：35000=3100log2(1+S/N)35000=3100log_{2}(1+S/N)35000=3100log2(1+S/N)。
log2(1+S/N)=35000/3100=350/31=lg(1+S/N)/lg2 log_{2}(1+S/N)=35000/3100=350/31=lg(1+S/N)/lg2 log2(1+S/N)=35000/3100=350/31=lg(1+S/N)/lg2
lg(1+S/N)=lg2∗350/31 lg(1+S/N)=lg2*350/31 lg(1+S/N)=lg2
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