一、 网络基本概念
1. 计算机网络定义
利用通信线路将地理分散、具有独立功能的计算机系统和通信设备连接，依靠网络软件及通信协议实现资源共享 和信息传递 的系统。
核心要素：通信线路、独立设备、网络协议、资源共享。
2. 计算机网络发展四阶段
| 阶段 | 时间 | 典型技术/系统 | 核心特征 |
|---|---|---|---|
| 诞生阶段 | 20世纪60年代中期前 | 飞机订票系统 | 单计算机中心远程联机系统，终端无CPU/内存（如前端机FEP）。 |
| 形成阶段 | 60年代中期-70年代 | ARPANET | 多主机互联，IMP转接形成通信子网（传输）+资源子网（处理）。 |
| 互联互通 | 70年代末-90年代 | TCP/IP、OSI体系结构 | 统一网络体系结构，开放标准化（解决厂商设备互联难题）。 |
| 高速发展 | 90年代至今 | 互联网（Internet） | 光纤/高速网络技术普及，网络透明化（如"庞大计算机系统"）。 |
考点提示：
- 各阶段典型系统与技术（如ARPANET、TCP/IP）。
- 子网划分：通信子网（传输） vs. 资源子网（处理）。
考题示例：
Q ：第二代计算机网络的核心特征是什么？
A：多主机通过通信线路互联，由IMP（接口报文处理机）构建通信子网，主机组成资源子网。
二、 通信技术
1. 通信基础模型
- 信道：信息传输通道，分物理信道（有线/无线介质）和逻辑信道（虚拟路径）。
- 信号变换流程 ：
发信机 ：信源编码 → 信道编码 → 交织 → 脉冲成形 → 调制 。
收信机 ：解调 → 采样判决 → 去交织 → 信道译码 → 信源译码。
2. 关键技术详解
| 技术 | 作用 | 实例 |
|---|---|---|
| 信源编码 | 模拟信号→数字信号，压缩冗余（如PCM编码）。 | GSM语音：PCM + RPE-LTP压缩。 |
| 信道编码 | 增加冗余位，实现检错/纠错（仅纠正零星误码）。 | 汉明码、卷积码。 |
| 交织 | 打乱数据顺序，将连续误码转为零星误码，提升纠错能力。 | 移动通信抗突发干扰。 |
| 脉冲成形 | 优化波形降低带宽需求（非垂直边沿，减少高频需求）。 | 替代矩形脉冲，节省信道资源。 |
| 调制 | 信息加载到高频载波（如QPSK、QAM）。 | 无线通信中的载波信号承载数据。 |
3. 复用与多址技术
- 复用技术 ：单信道传输多路数据。
- FDM（频分复用）：按频率划分信道（如ADSL语音上行/下行分带宽）。
- TDM（时分复用）：按时间片分配信道。
- CDM（码分复用）：按编码区分数据。
- 多址技术 ：多用户共享信道，接收端分离数据（TDMA、FDMA、CDMA）。
关键区别：复用是信道内多路传输，多址是用户级资源共享（含资源分配算法）。
4. 香农公式（核心考点）
C=Blog2(1+SN) C = B \log_2(1 + \frac{S}{N}) C=Blog2(1+NS)
- C：信道容量（bps）
- B：带宽（Hz）
- S/N ：信噪比（线性值，非dB）
应用：提升容量可通过增大带宽或提高信噪比（如5G高频段大带宽设计）。
考点提炼与考题
高频考点
- 香农公式计算（单位换算、信噪比dB与线性值转换）。
- 信号处理流程（信源编码 vs. 信道编码目的差异）。
- 复用技术对比（FDM/TDM/CDM应用场景）。
- 计算机网络发展阶段标志性技术（如ARPANET、TCP/IP）。
考题示例
-
选择题：
下列哪项技术用于解决连续误码问题？
A. 信源编码 B. 交织 C. 调制 D. 脉冲成形
答案：B -
计算题：
某信道带宽4kHz，信噪比30dB，求最大传输速率。
解 ：
S/N线性=1030/10=1000S/N_{\text{线性}} = 10^{30/10} = 1000S/N线性=1030/10=1000
C=4000×log2(1+1000)≈4000×9.97≈39.88 kbpsC = 4000 \times \log_2(1+1000) ≈ 4000 \times 9.97 ≈ 39.88 \text{ kbps}C=4000×log2(1+1000)≈4000×9.97≈39.88 kbps
学习建议：
- 重点掌握香农公式计算 与信号变换流程（可画流程图记忆）。
- 对比复用/多址技术差异，结合实例（如ADSL、5G）理解应用场景。
- 阶段演进需关联技术突破（如IMP→TCP/IP→光纤）。