《网络通信》Chapter 1 Introduction

Bilingual Course Network communications 网络通信 (For Master Students in the Department of Electronic Engineering) Chapter 1 Introduction Instructor: Dr. Tianshuang qiu School of the electronic and information Engineering Fall of 2004

1 Bilingual Course Network Communications 网络通信 (For Master Students in the Department of Electronic Engineering) Chapter 1 Introduction Instructor: Dr. Tianshuang Qiu School of the Electronic and Information Engineering Fall of 2004

Chapter 1 Introduction 口第1章是对第二部分到第四部分内容的总体介绍,向读 者展示一张“总图”。从本质上看,本书主要研究的主 题有四个:传输链路上的数据通信、广域网、局域网 协议与TCP/P协议体系。第1章对这些内容做了简要说 明

2 Chapter 1 Introduction  第1章是对第二部分到第四部分内容的总体介绍，向读 者展示一张“总图”。从本质上看，本书主要研究的主 题有四个：传输链路上的数据通信、广域网、局域网、 协议与TCP/IP协议体系。第1章对这些内容做了简要说 明

Introduction Communication Systems Source(信源):信息的发生地;把各种可能的消息变成电信号 口信源编码:对信源进行压缩、加密等操作,称为信源编码 Destination(信宿):信息的接收者,将信号再转变为消息 Transmitter(发送设备):将信源输出的信号变换成适合信道传 输的形式,并送往信道,又称为信道编码三 口例: Modem从PC机上获得一个数据流,将其转换成模拟信号,发送 ■ Channe|(信道):信号传输的通道,是发送与接收设备之间的桥梁 口常用的信道有 Twisted pair, Cable, Optical fiber, Space, Air etc. noise(噪声):传输过程中必然引入的非信息信号,如热噪声、脉 冲噪声、干扰与衰落等 Receiver(接收设备)把接收到的信号恢复成原始信号,即解调、 译码、解密等

3 §1-1 Introduction  Communication Systems ◼ Source（信源）: 信息的发生地；把各种可能的消息变成电信号  信源编码：对信源进行压缩、加密等操作，称为信源编码 ◼ Destination（信宿）:信息的接收者，将信号再转变为消息 ◼ Transmitter（发送设备）: 将信源输出的信号变换成适合信道传 输的形式，并送往信道，又称为信道编码  例：Modem从PC机上获得一个数据流，将其转换成模拟信号，发送 ◼ Channel（信道）:信号传输的通道，是发送与接收设备之间的桥梁  常用的信道有Twisted pair, Cable, Optical fiber, Space, Air etc. ◼ Noise（噪声）:传输过程中必然引入的非信息信号，如热噪声、脉 冲噪声、干扰与衰落等 ◼ Receiver（接收设备）:把接收到的信号恢复成原始信号，即解调、 译码、解密等

Typical Communication Systems 信源 发送设备 接女了 噪声

4 Typical Communication Systems 信源 发送设备 信道 接受设备 信宿 噪声

Communication modes 口 Simplex Transmission ■消息只能单方向传输 a Half-duplex transmission 双方均能发消息,但是不能同时收或同时发 a Full-duplex transmission 双方均可同时收发消息

5 Communication Modes  Simplex Transmission ◼ 消息只能单方向传输  Half-duplex Transmission ◼ 双方均能发消息，但是不能同时收或同时发  Full-duplex Transmission ◼ 双方均可同时收发消息 A B A B A B

The measurement of information 口信息/消息/信号 ■消息( Message):具体,一般不定量分b ■信息( Information):抽象,可以度量,定 ■信号( Signal):是信息(消息)的载体 口信息量:信息多少的度量 ■事件发生的可能性越小,使人感到惊奇与意外,其信息量↑, 即消息中的信息量与事件发生的概率紧密相关一 口事件出现的概率↓→信息量↑ 口事件出现的概率↑→信息量↓ 口P=1→信息量0;P=0→信息量=∞ 信息量的大小与消息的种类和事件的重要程度无关

6 The Measurement of Information  信息/消息/信号 ◼ 信息（Information）：抽象，可以度量，定量分析 ◼ 消息（Message）：具体，一般不定量分析 ◼ 信号（Signal）：是信息（消息）的载体  信息量：信息多少的度量 ◼ 事件发生的可能性越小，使人感到惊奇与意外，其信息量↑， 即消息中的信息量与事件发生的概率紧密相关  事件出现的概率↓→信息量↑  事件出现的概率↑→信息量↓  P=1→信息量=0；P=0→信息量=∞ ◼ 信息量的大小与消息的种类和事件的重要程度无关

信息量的定义 口信息量 1=log a[1/P(x)=log ap(x) 口若a=2,则信息量的单位为bit 口若a=e,则信息量的单位为nat 口若a=10,则信息量的单位为哈特莱 口P(x)为消息出现的概率

7 信息量的定义  信息量  若 ，则信息量的单位为bit  若 ，则信息量的单位为nat  若 ，则信息量的单位为哈特莱  为消息出现的概率 a = 2 I = log a[1/ P(x)] = −log aP(x) a =e a =10 P(x)

信息量的计算 口离散信源 ■所产生的消息是一种有限个状态的随机序列 口连续信源 ■所产生的消息的数目是无限的

8 信息量的计算  离散信源 ◼ 所产生的消息是一种有限个状态的随机序列  连续信源 ◼ 所产生的消息的数目是无限的

Communication Tasks(Table 1.1) a Transmission system utilization 日 Interfacing a Signal generation 吉 Synchronization 日 Exchange management d Error detection and correction 口F| ow contro 日 Addressing 口 Routing 日 Recovery 日 Message formatting Security 口 Network management

9 Communication Tasks (Table 1.1)  Transmission system utilization  Interfacing  Signal generation  Synchronization  Exchange management  Error detection and correction  Flow control  Addressing  Routing  Recovery  Message formatting  Security  Network management

Transmission system utilization a Transmission system utilization refers to the need to make efficient use of transmission facilities that are typically shared among a number of communicating devices. Various techniques(referred to as multiplexing)are used to allocate the total capacity of a transmission medium among a number of users. Congestion control techniques may be required to assure that the system is not overwhelmed by excessive demand for transmission services

10 Transmission system utilization  Transmission system utilization refers to the need to make efficient use of transmission facilities that are typically shared among a number of communicating devices. Various techniques (referred to as multiplexing) are used to allocate the total capacity of a transmission medium among a number of users. Congestion control techniques may be required to assure that the system is not overwhelmed by excessive demand for transmission services