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1、 1 北京邮电大学函授、远程教育北京邮电大学函授、远程教育 数据通信数据通信课程课程教案教案（实时指导教案）（实时指导教案） 课程介绍课程介绍 一、使用教材名称、作者及出版社一、使用教材名称、作者及出版社 教材名称： 数据通信原理 （第 4 版） 作 者：毛京丽、董跃武 出版单位：北京邮电大学出版社 二二、教学目的、教学目的 数据通信是一门非常重要的专业课，通过本课程的学习，能使学生对数据通信基本 概念、 数据通信网等有一个较全面的了解， 并能掌握一定的数据通信基本理论和有关数据通 信技术的一些应用技能。 学好这门课为学习后续课程打下一个良好的基础， 同时也会对从事通信和计算机等方面 的工作有
2、一定的帮助。 三三、教学基本要求、教学基本要求 本实时指导教案所列内容为重点内容，详见教学大纲 。 四四、课程安排、课程安排 1、课程实时指导安排 本门课安排 2 次实时指导与答疑。 具体安排： 第 1 次（2 小时）课程介绍；第 1 章主要内容、第 2 章 2.1、2.2 主要内容 第 2 次（2 小时）总复习 2、阶段作业 本门课安排 4 次阶段作业（在课程空间里有些章节后面） ，均是客观题，网上提交(每次 作业均可反复提交，并取最高分计入总评成绩)。 3、考核方式 4 次阶段作业，占总成绩的 40%； 期末考试为闭卷考试，卷面分数 100 分，占总成绩的 60%。 五五、网上教学资料、网
3、上教学资料 1、教学大纲 2、课程空间里的在线课程 3、综合练习题及答案（课程资源-学生学习资源） 4、课程教案（此教案，课程资源-学生学习资源） 5、实时指导课件（课程资源）等 六六、学习方法、学习方法建议建议 1、按时下载网上各种教学资料 2、按照教学大纲要求的重点学习 2 3、认真学习课程空间里的在线课程 4、在学习完各章内容后认真做综合练习题 5、按时完成阶段作业 注：请同学们注：请同学们上实时指导课时带着此教案上实时指导课时带着此教案 各章重点内容各章重点内容 第第 1 1 章章 概述概述 1.11.1 数据通信数据通信基本基本概念概念 1.1.1.1.1 1 数据与数据信号数据与数
4、据信号 P1 1.1.1.1.2 2 数据通信的概念数据通信的概念 P1 1.1.1.1.3 3 传输代码传输代码 国际 5 号码（7 单位代码）ASCII 码（常在后面加 1 位奇偶校验码） 国际电报 2 号码（5 单位代码） EBCDIC 码（8 单位代码） 1.21.2 数据通信系统的构成数据通信系统的构成 数据通信系统的概念 P5 数据通信系统的构成 P5 图 1-1 三大组成： 数据终端设备 数据电路 组成 中央计算机系统 数据链路与数据电路的关系 只有建立了数据链路通信双方才能有效、可靠地进行数据通信。 1.1.4 4 数据传输方式数据传输方式 1.1.4 4. .1 1 并行传输
5、与串行传输（按代码传输的顺序分）并行传输与串行传输（按代码传输的顺序分） P12 1.1.4 4. .2 2 同步传输和异步传输（按同步方式分）同步传输和异步传输（按同步方式分） 概念、优缺点 P13 1.1.4 4. .3 3 单工、半双工和全双工传输（按数据电路的传输能力分）单工、半双工和全双工传输（按数据电路的传输能力分） P14 1.1.5 5 数据通信系统的主要性能指标数据通信系统的主要性能指标 1.1.5 5. .1 1 有效性指标有效性指标 1、数据传输速率 调制速率 数据传信速率 概念、公式、关系 P15 数据传送速率 3 数据传信速率与调制速率之间的关系为： MNRBd2lo
6、g BdNR (二进制) BdNR (多进制) 数据传送速率小于数据传信速率。 例：设信号码元时间长度为s610833，当采用 16 电平传输时，求数据传信速率和调制速率。 答：调制速率为 BdTNBd120010833116数据传信速率为 sbitMNRBd/480016log1200log22 2、频带利用率（真正衡量数据通信系统的有效性指标） 定义 P16 1.1.5 5. .2 2 可靠性指标可靠性指标传输的差错率传输的差错率 常用的有误码率、误字符率、误码组率等。定义 P16 例 1-1 P16 1.1.5 5. .3 3 信道容量信道容量 定义 P16 公式 模拟信道的信道容量)1
7、 (log2NSBC NS NS dBlg10)( )(dB 数字信道的信道容量MBC2log2 例 1、已知仅存在加性高斯白噪声的信道容量为sbit /6 . 9，其信号噪声功率比为dB30，求 此模拟信道的带宽为多少？ 答： dBNS30lg10 1000103NSskbitBNSBC/6 . 9)1001(log)1 (log22 HzHzB2 .9639632. 02lg/1001lg6 . 91001log6 . 92 例2、 已知仅存在加性高斯白噪声的信道容量为32.6skbit/， 其模拟信道的带宽为3000Hz， 求信号噪声功率比为多少？ 答：2lg)1lg( )1 (log2
8、NSBNSBC 27. 32lg3000326002lg)1lg(BC NS4 09.186111027. 3NSdBNS7 .3209.1861lg10lg10 1.7 1.7 数据通信网概述数据通信网概述 1.7.1 1.7.1 数据通信网的构成数据通信网的构成 P20 1.7.2 1.7.2 数据通信网的分类数据通信网的分类 P21 1.8 1.8 计算机网络基本概念计算机网络基本概念 1.8.1 1.8.1 计算机网络的概念计算机网络的概念 P22 1.8.5 1.8.5 数据通信网数据通信网与计算机网络的关系与计算机网络的关系 P24 第第 2 2 章章 数据信号数据信号的的传输传输
9、 数据信号的传输有 3 种基本方法：基带传输、频带传输和数字数据传输。 基带传输不搬移基带数据信号频谱的传输方式； 频带传输经过调制将基带数据信号的频谱搬移到相应的频带上再进行传输； 数字数据传输在数字信道中传输数据信号。 2.1 2.1 数据信号及特性描述数据信号及特性描述 2.1.1 2.1.1 数据序列的电信号数据序列的电信号表示表示 P29 图 2-1 例 1、已知二进制数据序列为 0 0 1 1 0 1 0，以矩形脉冲为例，画出差分信号的波形图（假 设“0”电平改变， “1” 电平不变；初始电平为 0） 答： 例 2、已知差分信号的波形如图 1，假设“1”电平改变， “0” 电平不变
10、；初始电 平为 0，写出所对应的二进制数据序列。 答：数据序列为 1 1 0 1 0 1 1 2.1.2 2.1.2 基带数据信号基带数据信号的功率谱特性的功率谱特性 5 几种数据序列功率谱（2/1P） ： 功率谱的特点： 单极性码既有连续谱，也有离散谱 双极性码只有连续谱，没有离散谱 不归零码连续谱第一个零点为sf 归零码连续谱第一个零点为 2sf 2.2.2 2 数据信号的基带传输数据信号的基带传输 基带传输的概念 P33 2.2.2 2. .1 1 基带传输系统基带传输系统的的构成构成 P33 图 2-6 波形形成信号从 1 点到 2 点的过程叫波形形成。 各部分的作用： P34 形成网
11、络的概念(包括发送滤波器、信道、接收滤波器和均衡器) 2.2.2 2. .2 2 几种形成网络的归纳几种形成网络的归纳 )( fH )(th )/(HzBd符号间干扰情况 特 点 理 想 低 通 0 Nf NfB P34 图 2-8（0dt） 波形“尾巴”以（t1） 速度衰减 2 满足奈氏第一准则（文字描 述） 三要素： Nf奈氏频带 Nsff2奈氏速率 NfT2/1奈氏间隔 见 下 6 滚 降 低 通 0 Nf)1 ( NfB)1 (Nff 波形“尾巴”衰减快 12可满足奈氏第一准则 条 件 ：)( fH以C点（2/1 ,Nf）呈奇对称滚降 见 下 理想低通形成网络的特点： 满足奈氏第一准则
12、（无符号间干扰） 。 频带利用率达到HzBd /2的极限。 波形“尾巴”衰减较慢。 物理上不可实现。 滚降低通形成网络的特点： 可满足无符号间干扰的条件。 频带利用率不能达到HzBd /2的极限。 波形“尾巴”衰减较快。 物理上可实现。 例 2-1 P37 2.2.2 2. .3 3 时域均衡时域均衡 时域均衡的思路 P40 均衡原理 P40 时域均衡的目标 P40 2.3 2.3 数据信号的频带传输数据信号的频带传输 频带传输的概念 P44 2.3.1 2.3.1 频带传输系统的构成频带传输系统的构成 P45 图 2-21 1 点：数据信号为单或双极性不归零码，其功率谱为： 发送低通数据信号
13、经发送低通基本上形成所需要的基带信号（2 点的信号叫基 带信号)(ts） 发送低通有三种情况： （1）基带形成滤波器（的一部分）2 点的功率谱近似为基带形成滤波器传递函数)( fH的形状。 （推导的结果） 7 （ 实际发送低通一般采用第一种情况） （2）假设无发送低通2 点的功率谱与 1 点的功率谱相同 （此时发送低通的作用由发送带通完成） （3）假设发送低通是简单的频带限制2 点的功率谱为： （为了分析问题方便） 调制将基带信号的频带搬到载频附近的上下边带，实现双边带调制。 （设基带形成滤波器为滚降低通） 8 （)( fPs中有直流分量)(fPE中便有载频cf分量，直流分量调到cf处） 发送
14、带通形成信道可传输的信号频谱（取单或双边带等传输） 。 接收带通除去信道中的带外噪声。 解调是调制的反过程，解调后的信号中有基带信号和高次产物。 接收低通除去解调中出现的高次产物，并起基带波形形成的作用。 取样判决对恢复的基带信号取样判决还原为数据序列。 （8 点的信号要满足无符号 间干扰的条件） 要点： 符号速率Nsff2 2.3.2 2.3.2 数字调幅数字调幅 概念 P45 1、ASK 信号的双边功率谱的几个要点 调制后实现了双边带调制 数据序列是单极性码 )( fPE中有载频分量（2ASK） 数据序列是双极性码 )( fPE中无载频分量（抑制载频的 2ASK） 调制后的带宽基调BB2Nf)12（设基带形成滤波器为滚降低通） 2、2ASK 信号的波形（设无发送低通） 2ASK： “1”输出载波，“0”输出 0 抑制载频的 2ASK： “1”输出载波，“0”输出负载波 P46 图 2-23 3、单边带调制和残余边带调制的概念 P48 2.3.2.3.3 3 数字调相数字调相 概念 P50 分类 二相调相*
