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计算机网络信道容量题

发布时间: 2022-03-05 22:38:02

㈠ 求解 计算机网络应用题: 模拟电话系统信噪比为30dB,带宽W=3000Hz,计算信道容量

仙农公式,算一下就行
C = W×Log2(1+S/N) 式中:C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率
信噪比S/N要用db值换算一下, 10*lg(S/N) = 30, S/N=1000
C = 3000×Log2(1+1000)=29902bit/s
C就是信道容量29902

㈡ 信道容量的计算

信道的输入、输出都取值于离散符号集,且都用一个随机变量来表示的信道就是离散单符号信道。由于信道中存在干扰,因此输入符号在传输中将会产生错误,这种信道干扰对传输的影响可用传递概率来描述。
信道传递概率通常称为前向概率。它是由于信道噪声引起的,所以通常用它描述信道噪声的特性。
有时把p(x)称为输入符号的先验概率。而对应的把p(x|y)称为输入符号的后验(后向)概率。
平均互信息 I(X;Y) 是接收到输出符号集Y后所获得的关于输入符号集X的信息量。信源的不确定性为H(X),由于干扰的存在,接收端收到 Y后对信源仍然存在的不确定性为H(X|Y),又称为信道疑义度。信宿所消除的关于信源的不确定性,也就是获得的关于信源的信息为 I(X;Y),它是平均意义上每传送一个符号流经信道的信息量,从这个意义上来说,平均互信息又称为信道的信息传输率,通常用 R 表示。
有时我们所关心的是信道在单位时间内平均传输的信息量。如果平均传输一个符号为t秒,则信道平均每秒钟传输的信息量为Rt一般称为信息传输速率。
对于固定的信道,总存在一种信源(某种输入概率分布),使信道平均传输一个符号接收端获得的信息量最大,也就是说对于每个固定信道都有一个最大的信息传输率,这个最大的信息传输率即为信道容量,而相应的输入概率分布称为最佳输入分布。
信道容量是信道传送信息的最大能力的度量,信道实际传送的信息量必然不大于信道容量。
要使信道容量有确切的含义,尚须证明相应的编码定理,就是说当信息率低于信道容量时必存在一种编码方法,使之在信道中传输而不发生错误或错误可任意逼近于零。已经过严格证明的只有无记忆单用户信道和多用户信道中的某些多址接入信道和退化型广播信道。对某些有记忆信道,只能得到容量的上界和下界,确切容量尚不易规定。 为了评价实际信道的利用率,应具体计算已给信道的容量。这是一个求最大值的问题。由于互信息对输入符号概率而言是凸函数,其极值将为最大值,因此这也就是求极值的问题。对于离散信道,P(x)是一组数,满足非负性和归一性等条件,可用拉格朗日乘子法求得条件极值。对于连续信道,P(x)是一函数,须用变分法求条件极值。但是对于大部分信道,这些方法常常不能得到显式的解,有时还会得到不允许的解,如求得的P(x)为负值等。为了工程目的,常把信道近似表示成某些易于解出容量的模式,如二元对称信道和高斯信道。
对于其他信道的容量计算曾提出过一些方法,但都有较多的限制。比较通用的解法是迭代计算,可借助计算机得到较精确的结果。
对于连续信道,只需把输入集和输出集离散化,就仍可用迭代公式来计算。当然如此形成的离散集,包含的元的数目越多,精度越高,计算将越繁。对于信息论中的其他量,如信息率失真函数,可靠性函数等,都可以用类似的方法得到的各种迭代公式来计算。 从求信道容量的问题实际上是在约束条件下求多元函数极值的问题,在通常情况下,计算量是非常大的。下面我们介绍一般离散信道的平均互信息达到信道容量的充要条件,在某些情况下它可以帮助我们较快地找到极值点。(定理略去)
信道容量定理只给出了达到信道容量时,最佳输入概率分布应满足的条件,并没有给出最佳输入概率分布值,也没有给出信道容量的数值。另外,定理本身也隐含着达到信道容量的最佳分布不一定是唯一的,只要输入概率分布满足充要条件式,就是信道的最佳输入分布。在一些特殊情况下,我们常常利用这一定理寻求输入分布和信道容量值。 对于给定离散无记忆信道,其符号转移概率分布已定,通过适当改变输入符号集上的概率分布,可使传信率达到最大值,即该信道容量公式 如右图8 。其中E是输入符号集上所有可能概率分布的集。
对于连续信道,应将式中概率分布换成概率密度,求和号换成积分号,即得出连续信道的容量公式。
容量的计算是在特定约束条件下,求传信率函数I(X;Y)的极大值问题。对离散信道的约束条件是输入符号的概率,对于连续信道,除了概率约束条件外,还可有不同的约束条件,如平均功率或峰值功率受限。由于I(X;Y)是输入分布(或密度)的上凸函数,故其极值即为最大值,可见,求容量在于求I(X;Y)的条件极值。简单情况下,离散信道可用拉格朗日乘子法求解,连续信道可用变分法求解。R.E.勃拉赫特提出的迭代算法可精确求解一般离散无记忆信道的容量,也可用来近似计算连续信道的容量以及率失真函数和可靠性函数。
常见的二元对称信道(BSC)的容量公式如图9 ,式中ε是符号出差错的概率。常见的加性白高斯噪声(AWGN)信道的容量公式如图10 ,式中S是信道允许的平均功率,N0是白高斯噪声的单边功率谱密度,F是信道许用带宽。当F→∞时有。令Eb表示每比特信息占有的能量,则S=REb,R是传信率。由图11及编码定理有,通称-1.6dB为仙农极限,它表示在无限带宽的AWGN信道中,传送1bit信息所需的最小Eb/N0。
实际离散信道的输入和输出常常是随机变量序列,用随机矢量来表示,称为离散多符号信道。
若在任意时刻信道的输出只与此时刻信道的输入有关,而与其他时刻的输入和输出无关,则称之为离散无记忆信道,简称为DMC(discrete memoryless channel)。
输入、输出随机序列的长度为N的离散无记忆平稳信道通常称为离散无记忆信道的N次扩展信道。
对于离散无记忆N次扩展信道,当信源是平稳无记忆信源时,其平均互信息等于单符号信道的平均互信息的N倍。
当信源也是无记忆信源并且每一时刻的输入分布各自达到最佳输入分布时,才能达到这个信道容量NC。 前面我们分析了单符号离散信道和离散无记忆信道的扩展信道。实际应用中常常会遇到两个或更多个信道组合在一起使用的情况。例如,待发送的消息比较多时,可能要用两个或更多个信道并行发送,这种组合信道称为并联信道;有时消息会依次地通过几个信道串联发送,例如无线电中继信道,数据处理系统,这种组合信道称为级联信道。在研究较复杂信道时,为使问题简化,往往可以将它们分解成几个简单的信道的组合。这一节我们将讨论这两种组合信道的信道容量与其组成信道的信道容量之间的关系。
独立并联信道的信道容量才等于各信道容量之和。
级联信道是信道最基本的组合形式,许多实际信道都可以看成是其组成信道的级联。两个单符号信道组成的最简单的级联信道X→Y→Z 组成一个马尔可夫链。根据马尔可夫链的性质,级联信道的总的信道矩阵等于这两个串接信道的信道矩阵的乘积。求得级联信道的总的信道矩阵后,级联信道的信道容量就可以用求离散单符号信道的信道容量的方法计算。

㈢ 请问哪里有关于计算机网络的选择题,填空题及答案

看答案请拖拉空白处,其中红色为本人做错区域
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第二部分
非选择题

二、填空题(本大题共17小题,每空0.5分,共20分)
21.计算机网络的发展和演变可概括为面向终端的计算机、计算机-计算机网络和开放式标准化网络三个阶段。
22.计算机网络的功能主要表现在硬件资源共享、软件资源共享和用户间信息交换三个方面。
23.串行数据通信的方向性结构有三种,即单工、半双工和全双工。
24.模拟信号传输的基础是载波,载波具有三个要素,即幅度、频率、相位。数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制,有三种基本的数字调制形式,即移频幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。
25.最常用的两种多路复用技术为频分多路复用和时分多路复用,其中,前者是同一时间同时传送多路信号,而后者是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信号使用。
26.HDLC有三种不同类型的帧,分别为信息帧、监控帧、无编号帧。
27.X.25协议的分组级相当于OSI参考模型中的网络层,其主要功能是向主机提供多信道的虚电路服务。
28.到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分乃至整个网络性能下降的现象,称为阻塞 现象。严重时甚至导致网络通信业务陷入停顿,即出现死锁 现象。
29.OSI的会话层处于传输层提供的服务之上,为表示层提供服务。
30.会话层定义了两类同步点,分别为主同步点和次同步点。其中后者用于在一个对话单元内部实现数据结构化。
31.OSI表示层的主要功能为语法转换、语法协商和连接管理。
32.FTAM是一个用于传输、访问 和管理 开放系统中文件的信息标准。它使用户即使不了解所使用的实际文件系统的实现细节,也能对该文件系统进行操作。
33.在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层(运输层)相对应的主要协议有TCP和UDP,其中后者提供无连接的不可靠传输服务。
34.在TCP/IP层次模型的第三层(网络层)中包括的协议主要有IP、ICMP、ARP及RARP。
35.载波监听多路访问CSMA技术,需要一种退避算法来决定避让的时间,常用的退避算法有非坚持算法、1-坚持算法和P-坚持算法三种。
36.ATM的信元具有固定的长度,即总是53字节,其中5 字节是信头(Header),48字节是信息段。
37.WWW上的每一个网页(Home Page)都有一个独立的地址,这些地址称为统一资源定位(URL)。
三、名词解释(本大题共4小题,每小题2分,共8分)
38.信道容量
信道容量是最大数据传输速率,是信道传输能力的极限。单位bps
39.不归零码NRZ
在一个码元的全部时间里发生或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度。这们的编码称为不归零码NRZ。
40.多路复用(Multiplexing)
通信或计算机网络中,传输媒体的带宽或容量往往大于传输单一信道能力,为了有效利用通信线路,可以利用一条信道传输多路信号,这种方法称为信道的多路复用。简称为多路复用(Mulitplexing)
41.奇偶校验码
四、简答题(本大题共3小题,每小题4分,共12分)
42.简述CSMA技术的P—坚持算法规则。
答:1.监听总线,如果总线空闲则以P的概率发送,而以(1-p)的概率延迟一个时间单位.
2.延迟一个时间单位后,再重复1
3.如果总线是忙的,继续监听直至总线空闲并重复1

43.简述Novell NetWare对文件服务器的共享硬盘提供的5级可靠性措施。
44.简述使用“拨号网络”连接Internet所需进行的准备工作。
这道题最垃圾,简直是回到原始社会,严重脱节.
答:1.选择ISP,获得帐号
2.准备"猫"和电话线
3.安装"拔号网络"
4.安装TCP\IP协议并绑定到"拔号网络适配器"
5.输入TCP\IP相关信息
6.用"拔号网络"与ISP建立连接
五、计算题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
45.采用相—幅调制(PAM)技术在带宽为32KHz的无噪声信道上传输数字信号,每个相位处都有两种不同幅度的电平。若要达到192Kbps的数据速率,至少要有多少种不同的相位?
解:C=2*H*log2N
192 = 2*32*X
X = 3
log2N = 3
N = 8
8/2 = 4,所以面4种不同的相位
46.速率为9600bps的调制解调器,若采用无校验位、一位停止位的异步传输方式,试计算2分钟内最多能传输多少个汉字(双字节)?
解:9600/((1+1+ 8) * 2)* 2*60 = 57600(个),即每秒钟传输个数*120秒.
47.长2km、数据传输率为10Mbps的基带总线LAN,信号传播速度为200m/μs,试计算:
(1)1000比特的帧从发送开始到接收结束的最大时间是多少?
解:1000bit/10Mbps + 2km/200m/us = 100us + 10us = 110us
(2)若两相距最远的站点在同一时刻发送数据,则经过多长时间两站发现冲突?
2km/200m/us = 10 us.
六、应用题(本大题共5小题,共25分)

48.(4分)某8比特数据经“位填充”后在信道上用曼彻斯特编码发送,信道上的波形如下图所示,试求原8比特的数据。
49.(5分)浏览器的主要访问功能,可以通过点击“工具栏”上的按钮来实现,点击后退可以返回前一页,点击前进可以进入下一页,点击停止可以终止当前显示页的传输,点击刷新可以更新当前显示页,点击主页可以返回浏览器预定的起始页。
50.(4分)安装TCP/IP协议的步骤如下:打开“控制面板”中的“网络”图标,进入“网络”对话框,在配置选项卡中点击“添加”按钮,进入“请选择网络组件类型”对话框,选择协议,点击“添加”按钮,再在“选择网络协议”对话框中的厂商栏内选“Microsoft”,在“网络协议”中选TCP/IP。
51.(5分)试根据发送滑动窗口变化过程,在下图所示各发送窗口下标出“发送帧序号”或“接收确认帧序号”说明。(参照第一窗口说明)
52.(7分)具有6个节点的分组交换网的拓扑结构如下图所示,若依次建立5条虚电路:
①ABCD
②BCD
③AEFD
④BAE
⑤AECDFB
(1)列出各节点的路由表及相关节点连接图示(用箭头线);

(2)指出当报文分组沿虚电路HA→A→E→C→D→F→B→HB传输时虚电路号的变更情况。

㈣ 信道带宽与信道容量的区别这是道题

带宽是理论的,可以通过香农公式计算,需要信噪比数据,
容量是实际的

什么是网络带宽和信道容量

严格的说,带宽是指传输介质中的频率宽度(上下限频率之间的距离),信道容量是指在一定信噪比条件下,信道的最大信息传输能力,两者的关系是C=Blog2(1+S/N)。
上面这个公式也就是香农公式,主要是给搞通信的人用的。
常说的网络带宽,是用信道容量来借代,主要是给人以直观印象。

㈥ 计算机网络高手,帮忙来啦

1。 局域网 城域网 广域网
2。全双工 半双工
3。LLC MAC
4。星形 总线 环形
5。同轴电缆(一楼错了) 光纤 双绞线
6。(一楼错了,这题是说数据编码中数字传输信号,不归零码NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码)
7。寄生性 传染性 潜伏性 隐蔽性 破坏性
8。TCP和IP的含义并不是协议(一楼错的),楼主自己去网上找
9。故障管理 计费管理 配置管理 性能管理 安全管理

二.名次解释 参照一楼的

四.简答题
1。上传不了图,帮不了你
2-4,我网上找


1。 6MHZ*LOG24=12MHZ(比特) 12000Kbps比特

2。P(X)=X5+X4+X2+1=110101

1010001101=101000110100000

101000110100000/110101=1010001101 01110即101000110101110
实际发送的码元:101000110101110

假设传输过程中无差错,写出接收方的检错过程:
101000110101110 /110101=0
为0即验证101000110101110 中的冗余码为01110是正确的。

3。吃完饭在说吧。好饿~~

㈦ 计算机网络技术,信道带宽计算公式

根据香农公式,最大信道容量C=B*log2(1+SNR)
20K/4=4K*log2(1+SNR)
解该方程即可.注意SNR不是分贝,最后结果10*logSNR

㈧ 懂计算机网络的来做做这个题

计算最大信息传送速率C公式:C=H*log₂(1+S/N) (bit/s)。公式中:H为信道带宽,S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)公式中的S/N是为信号与噪声的功率之比,为无量纲单位。如:S/N=1000(即,信号功率是噪声功率的1000倍)。此处C=64kb/s; H是信道带宽,此处H= 3kHz,代入上述公式,可计算出SNR(S/N) = 2641634,换算为dB形式,就是 64.2 dB。

此结果说明,在3kHz的电话信道中想要传输64kb/s的数据需要极高的信噪比。另外,信道容量不仅与信道带宽成正比,同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类。

拓展资料:

通常音频电话连接支持的带宽B=3kHz,而一般链路典型的信噪比是30dB,即S/N=1000,因此有C=3000×log2(1+1000),近似等于30kbps,因此如果电话网的信噪比没有改善或不使用压缩方法,“猫”将达不到更高的速率。

综合业务数字网(ISDN)出现后,用户线的数字化技术有了巨大发展:取消了音频带宽3 kHz的限制,使双绞线带宽得到充分利用,传输数据速率达到144 kbps(2B+D)。

但ISDN的速率对宽带业务而言还远远不够,更高速度的数字用户环路技术应运而生,其中目前使用较多的就是ADSL(非对称数字用户线环路)。ADSL采用频分复用技术,在保留了传统电话带宽(0~4kHz)的同时,另外开辟了10~130 kHz和130~1100 kHz两个频带分别用于上下行数据传输,此外ADSL还采用了全新的数字调制解调技术,传输带宽的扩展和调制技术的革命,使其上行可达1Mb/s速率,下行速率更可高达8Mb/s。

㈨ 香农公式(计算机网络技术)的计算题

根据香农公式,最大信道容量C=B*log2(1+SNR)

20K/4=4K*log2(1+SNR)

解该方程即可。注意SNR不是分贝,最后结果10*logSNR

㈩ 计算机网络基础与管理什么叫信道容量

信道容量:信道能无错误传送的最大信息率。对于只有一个信源和一个信宿的单用户信道,它是一个数,单位是比特每秒或比特每符号。
1、信道容量是信道的一个参数,反映了信道所能传输的最大信息量,其大小与信源无关。对不同的输入概率分布,互信息一定存在最大值。我们将这个最大值定义为信道的容量。一但转移概率矩阵确定以后,信道容量也完全确定了。
2、尽管信道容量的定义涉及到输入概率分布,但信道容量的数值与输入概率分布无关。我们将不同的输入概率分布称为试验信源,对不同的试验信源,互信息也不同。其中必有一个试验信源使互信息达到最大。这个最大值就是信道容量。