第二章 数据通信基础
基本知识
1、【单选、填空】传输方式
(1)按传输方向
- 单向通信：又称单工通信，只能有一个方向的通信，没有方向的交互
- 双向交替通信：又称半双工通信，通信双方都可以发送信息，但不能同时发送和接收
- 双向同时通信：又称全双工通信，通信双方可以同时发送和接收信息
(2)按时空顺序
- 并行通信：传输速度快，消耗材料多，不适合长距离传输
- 串行通信：速度慢，但节省设备线路开销，一般用于长距离数据传输
(3)按传送双方数据措施
- 异步通信
- 同步通信
(4)按是否调频
- 基带传输，对于数字基带信号的调制方法有调幅、调频、调相。
- 频带传输
2、【填空、简答】数字数据编码
(1)单极不归零码（NRZ）
(2)双极不归零码
(3)单极归零码（RZ）
(4)双极归零码
(5)差分码：又称相对码
(6)双相码（曼彻斯特码）
①表示：只有正负两种电平，每个比特持续时间的中间时刻要进行跳变，双向码就是利用该跳变编码信息，正（高）电平跳到负（低）电平表示1，负电平跳到正电平表示0
②特点：每个比特中间时刻都会有电平跳变
③优缺点：便于提取定时信息，且不会产生直流分量
(7)多元码
3、【填空】模拟信号的数字编码
(1)步骤
①将模拟信号转换为数字信号（A/D转换）：在信源编码环节要经过采样、量化和编码三个阶段
②将数字信号基带传输或调制传输
③将数字信号还原为模拟信号（D/A转换）
(2)方法
①抽样定理：用来回答如何抽样才能在接收端无失真还原抽样信号问题的理论依据，可分为低通抽样定理和带通抽样定理
②脉冲编码调制PCM：就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输
③编码：采样信号经过量化形成有限个信号电平，将这些电平用二进制码组表示的过程被称为编码，理论上码的位数越多，所显示的量化电平就越多，量化误差就越小
应用
1、【单选、填空】复用技术
(1)频分多路复用(FDM)：简称频分复用，是频域划分制
(2)时分多路复用(TDM)：
①定义：简称时分复用，是一种时域划分。
②异步时分多路复用(STDM)
③同步时分多路复用(ATDM)
④有点：
a.便于信号的数字化，实现数字通信
b.制造调试容易，更适合采用集成电路实现
c.生产成本低，具有价格优势
(3)波分多路复用(WDM)：简称波分复用
(4)码分多路复用(CDM)：简称码分复用
2、【单选、简答】差错控制技术
(1)检错重发：是一种典型的差错控制方式，也称为自动请求重传方式（ARQ），在数据通信网络，尤其是计算机网络中应用广泛。
①停止等待ARQ
| 工作方式 | 每发送一包数据之后就必须停下来等待接收方确认，仅当发送方收到接收方正确接收确认后，再继续发送下一包数据，如果收到否定确认，则重发刚刚发送的数据包 |
|---|---|
| 特点 | 简单、所需要的缓冲存储空间小，但信道效率低 |
②回退N步（GBN）ARQ
| 工作方式 | 发送方连续发送多个有唯一编号的数据包，接收方接受无差错的数据包，当发现有错误时，停止接收且发送NAKn（n为出错数据报编号），发送方需要在接收到NAKn是重新发送包括n号在内的后续数据包。 |
|---|---|
| 特点 | 对发送端的缓存能力要求较高，接收端的缓存能力要求很低。差错率低的情况下，会很大提高信道利用率，反之会导致大量出错数据包后到达的数据包被丢弃，造成大量的信道传输能力的浪费 |
③选择性重传ARQ
| 工作方式 | 发送方连续发送多个有唯一编号的数据包，接收方按顺序接收，丢弃差错数据包并发送NAKn进行反馈，对n号后的数据包进行缓存，直到收到重发的n号数据包，再依次顺序接收。发送方只需重新发送n号数据包 |
|---|---|
| 特点 | 发送端和接收端都需要有较大的缓存能力，与回退N步ARQ相比，减少了出错数据包之后正确到达接收端的数据包重传开销 |
(2)前方纠错：是接收端进行差错纠正的一种差错控制方法。
(3)反馈校验：接收端收到的数据原封不动的发回发送端，发送端通过比对接收端反馈的数据与发送的数据，可以确认接收端是否正确无误的接受了已发送的数据。
(4)差错编码
①原理：在待传输数据信息的基础上，附加一定的冗余位，该冗余位信息建立起数据信息的某种关联关系，将数据信息及附加的冗余信息一同发送到接收端，接收端可以检测冗余信息表征的数据信息的关联关系是否存在，如果存在则没错，否则就有错误。
②分类：
a.按差错编码的检错/纠错能力划分，差错编码可以分为：检错码和纠错码。
b.按数据信息与差错编码冗余信息之间的构成关系，可分为：线性码和非线性码。
c.按差错编码冗余信息与数据信息分组映射关系，可分为：分组码和卷积码。
d.按数据信息在编码后是否发生变化，可分为：系统码和非系统码。
e.按差错编码检错/纠错类型的不同，可分为：随机错误检测/纠正码和突发错误检测/纠正码。
3、【填空】交换技术
分组交换是目前数据通信中采用的基本技术，在计算机网络的早期，分组交换还是一个全新的概念。可分为虚电路分组交换和数据报分组交换。