第六章 物理层
1.数字通信和数据通信有何不同？ P215
1）数字通信系统是指信道中传输的信号是离散的数字信号，
2）而数据通信系统是指在信源和信宿端处理的是二进制数据，在信道中传输的信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
2.简述单向通信、双向交替通信和双向同时通信的特点，并画出通信系统模型。 P216
1）单向通信：又称单工通信，即任何时间都只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。无线电广播就属于这种类型。
2）双向交替通信又称半双工通信，即通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送或同时接收，这种通信方式往往是一方发送另一方接收，如无线对讲机系统。
3）双向同时通信又称全双工通信，即通信双方可以同时发送和接收信息，电话网、计算机网络均属于全双工通信系统。
3.常见的物理介质有哪些？列举不同的物理介质并说明其主要特性。 P217
1.引导型传输介质
①架空明线
传输损耗降低；但易受天气和外界电磁干扰，对外界噪声敏感，带宽有限。
②双绞线：
可减少相邻导线的电磁干扰。主要用于基带传输，衰落随频率的升高而增大。
屏蔽双绞线：提高双绞线的抗电磁干扰能力，但成本高 非屏蔽双绞线：常用于以太网、局域网
③同轴电缆：
可有效抵抗电磁干扰。主要用于频带传输，如有线电视网络。
④光纤
1 光纤通信容量非常大，最高可达100兆比特/每秒
2 传输损耗小，中继距离长，对最远距离传输特别经济
3 抗雷电和电磁干扰性能好
4 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据
5 体积小，重量轻
2.非引导型传输介质
①地波传播
低频信号，2MHz以下，沿地球表面传播
②天波传播
较高频信号，2~30MHz，利用电离层的传播反射
③视线传播
高频信号，高于30MHz，采用视线无障碍的点对点直线传播，中继传输。
4.在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是多少？ P224
答：
M：信号状态数=相位×振幅
B=3kHz=3×10^3Hz
M=4×4
C=2Blog2M
=2×10^3log2^16
=6×10^3×4
=24kbit/s
5.什么是信道？信道有哪几种主要分类？每一类信道的主要特点是什么？ P222
（1）信道：
（2）分类：调制信道和编码信道
（3）特点：
①调制信道：
②编码信道：
6.一个用于发送二进制信号的3kHz信道，其信噪比为30dB，试计算其可以获得的最大数据传输率是多少？ P225
①公式：
②计算：
如果是理想无噪声二进制信道：
B=3kHz=3×10^3Hz
C=2×3×10^3log2^2=6kbit/s
对于信噪比为30dB的信道：
(S/N)dB=10log10(S/N)功率
30=10log10(S/N)功率
(S/N)功率=10^3=1000
C=Blog2(1+S/N)
=3×10^3×log2(1+1000)
≈30kbit/s
所以获得的最大数据传输率是6kbit/s。
7.数字基带传输系统主要有哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？ P226
（1）组成：信号形成器、信道、接收滤波器、抽样判决器、同步提取等部分。
（2）功能：
1.信号形成器：把原始的数字基带信号变换为适合信道传输特性的数字基带信号。
2.信道：实现从发送端到接收端的信号传送。
3.接收滤波器：滤除噪声，得到有利于抽样判决的基带波形。
4.抽样判决器：基于同步提取从信号中提取的定时脉冲，对接收滤波器输出的基带波形进行抽样判决，再生数字基带信号。
5.同步提取：使抽样判决器从信号中提取定时脉冲。
8.假设信息码为二进制符号序列10110010，请分别画出对应的单极非归零码（单极不归零）、双极归零码、差分码的信号波形。P226
（1）单极非归零码：
（2）双极归零码：
（3）差分码：
9.假设信息码为 100001000011000011，请给出对应的AMI码，并画出相应的信号波形（归零信号）。P228
10.设某2PSK传输系统的码元速率为1200Baud，载波频率为2400Hz，发送数字信息为10011101，试画出2PSK信号调制器原理框图，并画出2PSK信号的时间波形。 P234
11.什么是QAM调制？QAM调制的主要特点是什么？P237
（1）QAM调制：正交幅值调制（QAM）也称为幅值相位联合键控（APK），是一种具有高频带利用率，且可以自适应调整调制速率的调制技术。
（2）特点：频带利用率高、抗噪声能力强、调制解调系统简单等。
12.物理层接口特性有哪些？ P238
（1）机械特性：也叫物理特性，指明通信实体间硬件连接接口的机械特点，如接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。
（2）电气特性：规定了在物理连接上，导线的电气连接及有关电路的特性，一般包括接收器和发送器电路特性的说明、信号的电平、最大传输速率的说明等。
（3）功能特性：指明物理接口各条信号的用途，包括接口信号线功能的规定方法以及接口信号线的功能分类。
（4）规程特性：指明利用接口传输比特流的全过程，以及各项用于传输的事件发生的合法顺序，包括事件的执行顺序好数据传输方式。
