计算机网络原理自考 - 大题 - - 归类复习

一、时延、数据传输速率、信道传输能力问题

1.数据传输速率：每秒能传输的二进制信息位数 R=1/T*log2N （位/秒，bps或b/s） 信号传输速率=码元速率=调制速率=波特率 B=1/T (波特，Baud)

信号传输速率和数据传输速率的对应关系：R =B ·log2N 2、奈奎斯特公式

无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系 ： B=2*H (Baud)

无噪信道信道数据传输能力的奈奎斯特公式: C =2·H·log2N (bps) 3. 有噪声情况下香农公式：

C =H·log2(1+S/N) (bps)

信噪比=10log10(S/N) （分贝）

4.采样定理：若对连续变化的模拟信号进行周期性采样,只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍,则采样值便可包含原始信号的全部信息。

? 设原始信号的最高频率为Fmax,采样频率为Fs,则采样定理可以用下式表示: Fs(=1/Ts)>=2Fmax或Fs>=2Bs

? Fs为采样频率 ? Ts为采样周期

? Fmax为原始信号的最高频率

? Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽

? 每次采样位数=log2量化级

? 数据传输速率(bps) =采样频率×每次采样位数 5. 时延=延迟(delay 或 latency)

总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延 传输时延 =数据块长度（比特）/信道带宽（比特/秒）

传播时延 =信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒） 处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间

例1：信噪比为30dB,带宽为3kHZ的信道的最大数据传输速率为多少？ 解：根据香农公式C =H·log2(1+S/N)

已知 H=3KHz， 10*log10(S/N)=30dB， log10(S/N)=30/10，

S/N=10 30/10=1000

C=3k×log2(1+1030/10)=3k×log2(1+1000)=30kbps.

例2：设利用12MHz的采样频率对信号进行采样，若量化级为4，试计算出在无噪声信道中的数据传输速率和所需的信道带宽。(08.4) 解：已知量化级4，采样位数=log2量化级 =log24=2位 采样频率12MHz

数据传输速率=采样频率*量化位数=12*2=24Mbps 根据奈奎斯特公式C =2·H·log2N， 24Mbps= 2·H·log24 H=6MHz

例3.月球到地球的距离大约为3.8×105 Km，在它们之间架设一条200Kbps的点到点链路，信号传播速度为光速，将一幅照片从月球传回地球所需的时间为501.3s。试求出这幅照片占用的字节数。

解：总时间=传播时间+传输时间 假设照片占用的字节数为L 总时间= 501.3s

传播时间= 3.8×105 Km / 3×108 m/s=1.3s 传输时间=总时间-传播时间= 501.3-1.3 =500s

L=500s×200Kbps /8 L=12.5MB

这幅照片占用的字节数为：12.5MB

例6．下列情况下，假定不对数据进行压缩，对于（a）~（d），计算实时传输所需要的带宽：

（a）HDTV高清晰度视频，分辨率为1920*1080，24位/像素，30帧/秒

（b）8比特POTS（普通的电话服务）语音频率，采样频率为8KHz （c）260比特GSM移动语音音频，采样频率为50Hz （d）24比特HDCD高保真音频，采样频率为88.2KHz 答: (a) 1920*1080*24 *30= 1.49Gbps

(b) 8KHz *8Bit=64Kbps (c)260*50 =13kbps (d)88.2*24=2116.8kbps

二、异步传输问题

群同步=异步传输=“起一止”式传输

例7：假设使用调制解调器，并采用1位起始位、1位停止位、无校验位的异步传输模式，在1分钟内传输7200个汉字，调制解调器至少应达到的传输速率为多少？（08.4）

解：一个汉字需要用2个字节表示，即每个汉字符传输位数(8+1+1)X2=20(位)

1分钟传输的7200个汉字，即需要传送7200 X20=144000位 调制解调器至少应达到的传输速率为 144000/60=2.4kbps