第一篇：計算機通信原理

第2章 TCP/IP協議

2.1IP v4協議

2.1.1IP v4數據報格式

圖2-1IP數據報的格式

1.固定字段的含義

圖2-2ToS字段內部結構

計算機網絡原理與通信技術

2.IP頭部的可變部分

圖2-3一個字節選項的代碼格式

2.1.2IP v4地址

1.IP地址的含義和作用 2.IP地址的結構和類型

圖2-4IP地址結構和類型

3.IP地址的記法

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圖2-5點分十進制記法

4.IP子網和子網掩碼(subnet mask)

圖2-6子網掩碼的意義

5.IP地址的分配 6.IP地址的配置

圖2-7在Windows XP中指定IP地址

7.特殊的IP地址

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圖2-8路由器要配置多個IP地址

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2.1.3IP v4分段封裝

1.IP數據報與上層PDU的關系 2.IP數據報與下層PDU的關系

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圖2-9IP數據報分片

計算機網絡原理與通信技術 2.1.4IP v4功能模塊

圖2-10IP發送和接收數據報

2.1.5IP v4發送和接收流程

1.IP數據報在主機中的發送和接收過程

圖2-11IP封裝TCP的PDU形成IP數據報

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圖2-12以太網幀封裝IP數據報

圖2-13主機處理過程

2.IP數據報在路由器中的發送和接收過程

圖2-14IP與幀中繼尋址

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圖2-15FR結點機路由表

圖2-16路由器處理流程封裝前要獲得數據鏈路號。根據LAN-WAN接口協議生成WAN幀。

2.1.6IP v4路由選擇

1.路由選擇核心模塊

圖2-17路由選擇核心模塊

2.路由表

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圖2-18路由表的一般結構

3.路由選擇類型及其表項

圖2-19特定主機路由選擇

圖2-20特定網絡路由選擇

圖2-21默認路由選擇

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圖2-22IP路由選擇過程

2.2IP v6協議

2.2.1IP v6分組格式

圖2-23具有多個頭部的IP v6分組的一般形式

圖2-24IP v6分組基本頭部的格式（40字節長）

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2.2.2IP v6擴展頭部

1.逐跳選項擴展頭部 2.路由選擇擴展頭部

圖2-25路由選擇擴展頭部

3.分片擴展頭部

圖2-26分片擴展頭部的格式

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圖2-27用隧道技術將一個IP v6分組分成3個分組片

4.鑒別頭部

圖2-28鑒別頭部

圖2-29帶鑒別數據的IP v6分組

2.2.3IP v6地址

1.IP v6地址類型 2.IP v6地址記法 3.IP v6地址的格式

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圖2-30IP v6的地址格式（各字段長度未按比例畫出）

圖2-31運輸層在參考模型中的地位

計算機網絡原理與通信技術 2.3UDP 2.3.1運輸層協議概述

1.運輸層協議的功能 2.進程通信

圖2-32進程通信由運輸層協議提供

圖2-33端口號支持進程通信

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2.3.2UDP數據報格式

圖2-34UDP數據報格式

2.3.3UDP 校驗和算法

計算機網絡原理與通信技術 圖2-35帶偽頭部的用戶數據報 2.3.4UDP應用

2.4TCP 2.4.1TCP報文段格式

圖2-36TCP報文段格式

2.4.2TCP連接

1.TCP連接的含義

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圖2-38TCP連接

2.TCP連接的管理

圖2-39三向握手法

圖2-40四向握手法

計算機網絡原理與通信技術 2.4.3 TCP流量控制

1.滑動窗口的含義 2.窗口管理

圖2-41窗口在發送方緩存上滑動

圖2-42窗口增大了2B，發送方可以連續發送9B 20

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2.4.4 TCP擁塞控制

圖2-43當通信量太大時，會發生擁塞，網絡性能顯著下降

1.擁塞預警法

圖2-44加權公平隊列法

2.通信量整形

計算機網絡原理與通信技術

圖2-45漏桶算法

圖2-46令牌桶算法

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圖2-47令牌桶+漏桶算法

習題

1.在計算機網絡通信中應用廣泛的是哪個協議？ 2.簡述IP數據報組成字段的含義和作用。3.結合圖示說明IP地址結構和類型。4.結合圖示說明點分十進制記法的含義。5.結合圖示說明子網掩碼的意義。

6.如果140.50.1.1對應的子網掩碼是255.255.255.0，那么該地址對應的網絡號是什么？該主機是網絡中第幾號主機？子網號的比特數是多少？ 7.IP地址的分配應該遵循什么原則？ 8.路由器為什么要配置多個IP地址？ 9.IP v4包括哪些功能模塊？ 10.簡述IP v4發送和接收流程。11.IP的路由選擇包括哪4種情況？

12.IP路由表中路由選擇表項排列的順序是什么？ 13.簡述IP v6的提出背景。14.簡述IP v6分組格式。

15.IP v6的擴展頭部包括哪些類型？ 16.IP v6地址包括哪些類型？ 17.IP v6地址記法有哪些特點? 18.簡述運輸層協議的功能。19.談一談你對進程通信的理解。

20.結合圖示說明UDP數據報字段的含義。

計算機網絡原理與通信技術 21.簡述UDP 校驗和算法。22.簡述UDP的功能特點。23.捎帶確認的含義是什么？

24.TCP報文段中序號字段的含義是什么？ 25.結合圖示說明TCP連接的含義。26.結合圖示簡述三向握手法的過程。27.終止TCP連接使用什么方法？ 28.簡述TCP流量控制的做法。29.TCP如何實現擁塞控制？

第二篇：計算機通信網絡原理實驗二

實驗二 局域網共享介質訪問控制方式CSMA/CD模擬

【實驗目的】

了解局域網共享介質訪問控制方式的必要性和重要性，掌握此類算法分析和設計的基本思路；進一步理解、掌握算法CSMA/CD基本原理，理解CSMA/CD算法；掌握所選的編程環境及編程調試的方法。

【實驗內容】

用MATLAB編寫一個仿真站點隨機訪問共享10Mbps信道的CSMA訪問控制程序。要求畫圖分析比較站點數（即網絡負載）對網絡吞吐量的影響。

【實驗原理】

CSMA/CD原理（參見教材）。

【實驗步驟】

1.復習CSMA工作原理，掌握此種局域網共享介質訪問控制方式工作過程；

2.按實驗內容要求設計程序框圖；

3.按程序框圖進行編碼調試；

4.運行程序，觀察分析實驗結果，并進行必要的改進；

5.撰寫實驗報告。

請大家自行安裝MATLAB軟件

實驗報告中給出代碼，仿真圖，并作出必要的分析

第三篇：通信原理

通信的目的：傳遞消息中所包含的信息。

消息：是物質或精神狀態的一種反映，例如語音、文字、音樂、數據、圖片或活動圖像等。信息：是消息中包含的有效內容。

信道：將來自發送設備的信號傳送到接收端的物理媒質。分為有線信道和無線信道兩大類。模擬通信系統是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統。

數字通信系統是利用數字信號來傳遞信息的通信系統。

信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸的有效性、完成模/數轉換

信道編碼與譯碼目的：增強抗干擾能力

加密與解密目的：保證所傳信息的安全

數字調制與解調目的：形成適合在信道中傳輸的帶通信號

同步目的：使收發兩端的信號在時間上保持步調一致。

數字通信的特點

優點：

抗干擾能力強，且噪聲不積累

傳輸差錯可控

便于處理、變換、存儲

便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸

易于集成，使通信設備微型化，重量輕

易于加密處理，且保密性好

缺點：

需要較大的傳輸帶寬

對同步要求高

通信系統的分類

按通信業務分類：電報通信系統、電話通信系統、數據通信系統、圖像通信系統 … … 按調制方式分類：基帶傳輸系統和帶通（調制）傳輸系統

調制傳輸系統又分為多種調制，詳見書中表1-1。

按信號特征分類：模擬通信系統和數字通信系統

按傳輸媒介分類：有線通信系統和無線通信系統

按工作波段分類：長波通信、中波通信、短波通信 … …

按信號復用方式分類：頻分復用、時分復用、碼分復用

通信方式：

單工通信：消息只能單方向傳輸的工作方式

半雙工通信：通信雙方都能收發消息，但不能同時收發的工作方式

全雙工通信：通信雙方可同時進行收發消息的工作方式

并行傳輸：將代表信息的數字信號碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸

優點：節省傳輸時間，速度快：不需要字符同步措施

缺點：需要 n 條通信線路，成本高

串行傳輸 ：將數字信號碼元序列以串行方式一個碼元接一個碼元地在一條信道上傳輸優點：只需一條通信信道，節省線路鋪設費用

缺點：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施

第四篇：通信原理課程設計[范文]

通

題目：

信 原 理課程設計

基于MATLAB的系統的2ASK仿真

五、設計心得和體會???????????????????????

1、心得和體會……………………………………………………………

2、致謝……………………………………………………………………

參考文獻????????????????????????????????

一、2ASK通信系統發展背景

隨著通信技術日新月異的發展，尤其是數字通信的快速發展越來越普及，研究人員對其相關技術投入了極大的興趣。為使數字信號能在帶通信道中傳輸，必須用數字信號對載波進行調制，其調制方式與模擬信號調制相類似。根據數字信號控制載波的參量不同也分為調幅、調頻和調相三種方式。因數字信號對載波參數的調制通常采用數字信號的離散值對載波進行鍵控，故這三種數字調制方式被稱為幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。經調制后的信號，通過信道傳輸，在接收端解調后恢復成數字信號。因此，調制解調技術是實現現代通信的重要手段，促進通信的快速發展。

現代通信系統要求通信距離遠、通信容量大、傳輸質量好。作為其關鍵技術之一的調制解調技術一直是人們研究的一個重要方向。從最早的模擬調幅調頻技術的日臻完善，到現在數字調制技術的廣泛運用，使得信息的傳輸更為有效和可靠。二進制數字振幅鍵控是一種古老的調制方式，也是各種數字調制的基礎。

二、仿真設計原理 1、2ASK信號的調制

2ASK技術是通過改變載波信號的幅值變化來表示二進制0或1的。載波0，1信息只改變其振幅，而頻率和相位保持不變。通常使用其最大值Acos(?t??)和0分別表示1和0.有一種常用的幅值鍵控技術是開關鍵控（OOK）在OOK中，把一個幅度取為0，另一個幅度取為非0,其優點是傳輸信息所需的能量下降了，且調制方法簡單.ＯＯＫ的產生原理如圖2、2ASK信號的解調

接收端接收信號傳來的2ASK信號，首先經過帶通濾波器濾掉傳輸過程中產生的噪聲干擾，再從中回復原始數據信號。常用的解調方法有兩種：包絡解調法和相干解調法。

相干解調法

相干解調也叫同步解調，就是利用相干波和接收到的2ASK信號相乘分離出包含原始信號的低頻信號，再進行抽樣判決恢復數字序列。相干波必須是與發送端同頻同相的正弦信號。Z（t）=y(t)cos(?t)=m(t)cos2(?t)=111m(t)[1+cos(2?t)]=m(t)+m(t)cos(2?t).式中1/2m(t)是基帶信號，2221/2m(t)cos(2?t)是頻率為2?的高頻信號，利用低通濾波器可檢測出基帶信號，再經過抽樣判決，即可恢復出原始數字信號序列{an},2ASK信號帶寬為碼元速率的2倍，即：B2ASK=2Rb.式中Rb為信息速率。

相干解調的原理圖如下

三、直接用MATLAB編程仿真

1、實驗框圖

在數字基帶傳輸系統中，為了使數字基帶信號能夠在信道中傳輸，要求信道應具有低通形式的傳輸特性。然而，在實際信道中，大多數信道具有帶通傳輸特性，數字基帶信號不能直接在這種帶通傳輸特性的信道中傳輸。必須用數字基帶信號對載波進行調制，產生

元速率Rb=1000Band,載波頻率為f=4kHZ.以下是仿真程序及注釋。例子中采用OOK鍵控方式實現2ASK調制。第一行為數字序列波***1的單極性不歸零碼，碼元寬度Tb=1/Rb=0.001s，第二行為載波波形，在一個碼元寬度，有4個周期的正玄波載波信號f=1/4Tb=4kHz;第三行為調整之后的波形，碼元1對應的調制后波形對應正玄波，0對應的調制后波形為0，結果滿足要求.。

%數字信號的ASK調制

3、使用MATLAB編程

Clear;

%清空空間變量 m=[1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1];

%數字信號序列 Lm=length(m);

%序列的長度

F=200;

%數字信號的帶寬

f=800;

%正弦載波信號的頻率 A=1;

%載波的幅度

Q=f/F;

%頻率比，即一個碼元寬度中的正弦周期個數，為適配下面的濾波器參數選取，Q>=1/3 M=500；

%一個正弦周期內的采樣點數 t=(0:M-1)/M/f;

%一個正弦信號周期內的時間

carry1=repmat(A*sin(2*pi*f*t),1,Q);%一個碼元寬度內的正弦載波信號 Lcarry1=length(carry1);

%一個碼元寬度內的信號長度 carry2=kron(ones(size(m)),carry1);%載波信號

ask=kron(m,carry1);

%調制后的信號 N=length(ask);

%長度 tau=(0:N-1)/(M-1)/f;

%時間 Tmin=min(tau);

%最小時刻 Tmax=max(tau);

%最大時刻 T=ones(size(carry1));

%一個數字信號1 dsig=kron(m,T);

%數字信號波形 subplot(3,1,1);

%子圖分割 plot（tau,dsig）

%畫出載波波形 grid on

%添加網 axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])

%設置坐標范圍 subplot(3,1,2)

%子圖分割 plot(tau,carry2)

%畫出載波波形 grid on

%添加網絡

axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A]);%設置坐標范圍 subplot(3,1,3)

%子圖分割 plot(tau,ask)

%畫出調制后的波形 grid on

%添加網絡

axis([Tmin Tmax-1.2*A 1.2*A])%設置坐標范圍

y=(x(t_judge));

%抽樣判決時刻的信號值 y_judge=1*(y>=th)+0*(y<=th);

%抽樣判決信號的0階保持 y_value=kron(y_judge,ones(size(carry1)));

%抽樣判決后的數字信號波形 n_tau=tau+0.5/F;

%抽樣判決后的信號對應時間 subplot(4,1,3)

plot(n_tau,y_value)

axis([min(n_tau)max(n_tau)grid on subplot(4,1,4)plot(tau,dsig)

axis([Tmin Tmax-0.2 1.2])grid on

1、圖示

%子圖分割

%畫出抽樣判決后的數字信號波形-0.2 1.2])

%畫出原始信號波形與解調后信號作對比

四、仿真結果

011

為使仿真過程清晰，忽略了信道的傳輸延時等，僅考慮了抽樣判決點選取時的延時0.5Tb，因碼元波特率RB=1000Band，碼元寬度Tb=1/Rb=0.001s 故0.5Tb=0.0005s，從圖中標注可以看出，信號的起始點為0.0005s。

五、設計心得和體會

1、心得和體會

通過本次課程設計，我們主解了要了2ASK調制與解調原理，特別是2ASK調制解調電路的MATLAB實現與調制性能分析，把本學期學的通信原理等通信類科目的內容應用到本課程設計中來，進一步鞏固復習通信原理，MATLAB等課程，以達到融會貫通的目的。

通過對通信系統原理和MATLAB的學習，在通過硬件實現時會時不時地會出現一些問題，諸如：某個芯片的用法、其適用范圍、其典型應用時會出現的問題、濾波器的設計、模擬電路中反饋電阻與控制增益器件的調節等等，都需要理論知識和實踐經驗結合才能解決。在此期間，首先，通過查閱相關書籍、文獻，搞清楚原理框圖，為今后的實驗及論文寫作奠定比較扎實的理論；其次，在原理圖的基礎之上，設計具體的硬件實現流程圖，利用將一個大而復雜的系統分解轉化為多個小而簡單的模塊的思想，在進行整合、連接，將復雜的問題簡單化。了解了更多關于通信的知識，對以后的學習和工作又了莫大的幫助。通過本次課程設計，加強了對通信系統原理的理解，學會查尋資料、方案比較，以及設計計算及仿真等環節，進一步提高了分析解決實際問題的能力。在學習通信原理理論后進行一次電子設計與制作，鍛煉了分析、解決電子電路問題的實際本領。為進一步學習計算機網絡，數據通信，多媒體技術等課程打下堅實的基礎。運用學習成果把課堂上學的系統化的理論知識，嘗試性的應用于實際設計工作，并從理論的高度對設計工作的現代化提高一些有真惰性的建議和設想，檢驗學習成果，看一看課堂學習與實際工作到底有多大差距，并通過綜合分析，找出學習中存在的不足，以便為完善學習計劃，更邊學習內容提供實踐依據。

2、致謝

在此，首先要感謝蔡老師對我們一直以來的關心和照顧，細心給我們解答疑惑，幫助我們更好的學習，同時還要謝謝同學們熱情的幫助。最后，祝老師新年快樂！笑口常開！

參考文獻

[1]《通信原理》（第2版）樊昌信 等編著

國防工業出版社 北京

2012年 [2]《MATLAB信息工程工具箱技術手冊》魏巍 主編 國防工業出版社 北京 2004年 [3]《MATLAB通信仿真開發手冊》孫屹 主編 李妍 編著國防工業出版社 北京2004年

第五篇：通信原理課程設計

通 信 原

理

課

程 設計

班級：

姓名：

學號：

任課教師：

Simulink建模仿真實現頻分復用

? 設計目的

掌握頻分復用工作原理

學會使用Simulink建模仿真

? 設計題目涉及的理論知識

當一條物理信道的傳輸能力高于一路信號的需求時，該信道就可以被多路信號共享，例如電話系統的干線通常有數千路信號的在一根光纖中傳輸。復用就是解決如何利用一條信道同時傳輸多路信號的技術。其目的是為了充分利用信道的頻帶或時間資源，提高信道的利用率。

信號多路復用有兩種常用方法：頻分復用（FDM）和時分復用（TDM）。時分復用通常用于數字信號的多路傳輸。頻分復用主要用于模擬信號的多路傳輸，也可用于數字信號。

頻分復用是一種按頻率來劃分信道的復用方式。在FDM中，信道的帶寬被分成多個相互不重疊的頻段（子通道），沒路信號占據其中一個子通道，并且各路之間必須留有未被使用的頻帶（防護頻帶）進行分隔，以防止信號重疊。在接收端，采用適當的帶通濾波器將多路信號分開，從而恢復出所需要的信號。

在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號（如原理圖中的輸入信號1、2、3這3路信號）所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同（或略寬）的子信道；然后在每個子信道上傳輸一路信號，以實現在同一信道中同時傳輸多路信號。多路原始信號在頻分復用前，先要通過頻譜搬移技術將各路信號的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號的帶寬不相互重疊（搬移后的信號如圖中的中間3路信號波形）；然后用不同的頻率調制每一個信號，每個信號都在以它的載波頻率為中心，一定帶寬的通道上進行傳輸。為了防止互相干擾，需要使用抗干擾保護措施帶來隔離每一個通道。? 設計思想（流程圖）

整個系統的流程為：

輸入正弦信號→低通濾波器→調制器→帶通濾波器→高斯信道→帶通濾波器→解調→低通濾波器→輸出信號 ? 仿真模塊

正弦信號；Sine Wave模塊

低通濾波器 ：Analog Filter Design-lowpass模塊

調制器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調制技術。

DSB AM Modulator Passband模塊 DSBSC AM Modulator Passband模塊 SSB AM Modulator Passband模塊

帶通濾波器：Digital Filter Design模塊

信道：AWGN channel,加性高斯白噪聲信道。

解調器：Analog Passband Modulation ,提供模擬調制技術。

DSB AM Demodulator Passband模塊 DSBSC AM Demodulator Passband模塊 SSB AM Demodulator Passband模塊 輸出：Scope模塊 加法：Sum 模塊

? 仿真模型和模塊的參數設置

參數設置 仿真結果設置Sine Wave模塊參數，雙擊模塊刪除默認值輸入新的設置 設置Amplitude 為1 設置Frequency為2*pi 設置Samples per frame 為0.01 低通濾波器

設置filter order為8

設置 passband edge frenquency 為30

3帶通濾波器 信道

設置 Initial seed 67

設置 Mode Variance from mask 調制器

設置 Carrier frenquency 100 6 解調器

設置Carrier frenquency 100

結論（結果分析）

通過對以上三個不同的信號進行低通、帶通濾波和AM、DSB、SSB的調制解調得出三個不同的波形。從而知道頻分復用利用同一個信道同時傳輸多路信號的，充分利用信道的頻帶或時間資源，提高信道的利用率。盡管在傳輸和復用過程中，調制解調等過程會不同程度的引入非線性失真，而產生各路信號的相互干擾，但是頻分復用仍然可以普遍應用在多路載波電話系統中。

Simulink是一個很好的應用工具，我學習到如何建模和仿真。在軟件中掌握模塊的功能以及應用，順利的建立模型，進行仿真，得到結果。