通信网络

引入本章节以局域网的视角，将物理层、数据链路层、网络层三层进行链接。前面课程虽没有涉及物理层内容，但其他课程（例如通信原理）已经打下了基础。 几种路由方式寻找路由，有几种不同的方式： 集中式：有一个节点对网络所有节点和拓补状态都非常了解，中心路由找出的路径是最优的。但是集中控制代价极高，而且有同步周期问题（需要不断从整个网络收集信息，需要收集耗费的时间尽可能短） 分布式：交换由每个节点完成，路由更复杂，但是鲁棒性更高 对于面向连接和面向无连接，决定路由的时机也不一样。 面向连接需要在通信之前就确定路由，并固定线路。 而面向无连接只有到达特定的节点后，下一条路的路由才会出现。 现有的4种路由模式 Fixed：在该模式下，某一进来的包固定得被转发至一个固定的出口 Flooding Random Adaptive Routine：这是目前分组交换网络中大量采样的路由方式。这种路由属于需要各节点的信息，根据当前的信息进行自适应路由，但在集群规模的扩大时，收集信息会导致网络时延增加、部署成本提高，无法满足算力需求和部署要求。 物理层的视角切入局域网（基于以太网）ALOHA纯AL ...

引入这一章的传输理论知识和实例分析都非常重要。 一条传输线中，波的参考的起始点称为“The driving point”，该point非传输线的头尾两端。因为在研究传输线时，研究的不是它的头尾，而是中间这一部分的特质。头尾需要单独讨论。 我们认为传输，是在远距离尺度上的。因此需要主要关注传输线上的时间差等。同时，由于干扰，传输线频率选择性衰减等因素，发射出去的放波会失真，在时域展宽等。 只有在长线分布下，才认为线内的电容，电阻等是均匀分布的。 常见的金属传输线有上图4种，其中，平行双导线的英文是 twin-wire。本章节主要研究平行双导线，其他的简略。平行双导线随着传输的工作频率增高，其辐射损耗会急剧增加，故这种传输线只适合于1000米波至大于10米波的低频段。 金属传输线（主要以双线为例）双线（twin-wire），是指的由两条传输线线构成一个完整的传输系统，如下图所示。 最典型的双线就是双绞线。双绞线也是金属线传播的一种典例，大部分金属线与双绞线分析方式类似。 在本课ch3中简略介绍过双绞线，在分析双绞线时，我们以微积分的概念将其切分，认为它们是平行的。在前面是对 ...

统计时分复用和同步时分复用同步时分复用（Synchronous Time Division Multiplexing, STDM）同步时分复用：这种同步在数据的帧之间插入时间信号，让调制出的信号自带同步信息。复用是将时间分割成小份，一个用户占用特定的一份实现的。如下图ABCD对应四个用户。 同步时分复用存在问题：当某个用户暂时无数据发送时，在自己的时分复用帧（时隙）上，信道是空闲的，但是参与复用的其它用户也无法使用这个暂时空闲的线路资源，这造成了资源浪费 统计时分复用（Statistical Time Division Multiplexing）统计时分复用：这种复用比同步时分复用更高效。同样是把时间切片，但并不是一个用户占一份时间，而是每个用户带上自己的标签（地址），“赶趟”即走。 如下图所示，虽然时间也被切片了，但是a走之后b来了，b跟着a走；b走之后b又来了，那下一个时隙又是b走。 吹吹水一开始的时候，采用的是频分复用。因为一开始的时候使用的频率较低，对频率的操作性较强，因此可以对在频域切分子信道。 后续使用时分复用时，同步是一个大问题，不良好的同步会导致滑码，丢帧等等。同步 ...

本节对应参考书CH7 引入在一次链路中的数据交换中，需要涉及以下任务： 帧同步（在这门课中不重要） 流控 错误控制 寻址 控制和发送数据 链路管理 流控（flow control）流控的作用是确保发送端发送的信息不会在因接收端处理速度不足而被忽略，也就是防止缓冲区溢出。 流控可以出现在通信协议中的任意一层，只要对等层采用流控协议即可（差错控制也是一样）。这一节只介绍了两种常见的流控手段，并没有带入特定协议，后续课程会带入协议深入介绍。 停等流控(stop & wait)工作流程： 发信端发送信息 接收端接受 接收端就绪接收后发送ACK信息 发送端传输下一帧 这是最简单，但非常有效的流控形式。可靠性较好，但是效率较低。 通常情况下，发送端会将一个大数据块分解成更小的块进行传输，因为： 接收端buffer大小有限 越长的数据出现错误的概率越高，若出现不可纠正错误则需要重传整个数据。分解成小块后可以独立重传小数据块，数据量小。 在共享的传输介质中，通常不允许单一通信长时间占用传输介质，因为这样会造成其他终端间的通信产生较大延迟。 滑窗流控(Sliding Window ...

这一章有笔记是因为院长w来听课了，所以写笔记还容易一点→_→…. 无线信道的性质信道均衡准则在信号经过非理想信道时，会产生 下图就展示了信道(红色)，Zero-forcing equalizer（蓝色），Minimum mean squared error (MMSE) equalizer（绿色）的频响。可以看到，大体趋势上均衡器与信道频响相反。 均衡器通常加在接收端滤波器后，如下图所示 错误控制编码错误控制编码可以大体上分为两类： Forward error-correction (FEC)：前向纠错 Automatic-repeat request (ARQ)：错误重传 FEC工作原理： 发送端在每段数据中添加冗余的bit, 这些比特通过某些算法与数据比特关联，称为前向纠错码 接收端根据收到的数据重新计算冗余比特 如果受到的纠错码无法匹配，则出现错误，尝试通过冗余比特逆向计算纠错。 FEC还可分为 块码(block codes) 和 卷积码(convolutional codes) 。 块码 对于块码而言，有编码率(code rate) 一概念： code\ rat ...

移动通信这门课Mirror上的笔记已经比较完善。加之由于各种各样的原因（指碳基人工智能念硅基人工智能辅助做的PPT的课程呈现方式），本课确实难以写出来笔记。这里只提供一个根据考点写的重点汇总。 我是学通信工程的，这个课程是通信工程捡史（简称史） CH1-Overview三种传输波地波传播（Ground Wave） 地波指贴着地面，随着地表弧度弯曲传播的电磁波，它的传播距离可以远超视觉地平线。 地波的频率大约为2MHz。典型的地波通信是AM广播。 天波传播（Sky Wave） 天波依靠电离层（ionized layer）反射传播，同样可以实现NLOS传播。天波传播用于业余无线电、CB 无线电和国际广播。 Line-of-Signt 传播。 地面和天波传播模式不能传输超过30 MHz的电磁波 ，此时必须使用LOS传播 衰落不要问我有什么区别，我也不知道，这课就是一坨屎，黑色的sh*t和黄色的sh*t我都能解释区别，这个我解释不了。我只能说我在看南邮通信原理里面记的快衰落和慢衰落是和相干时间有关的。 衰落有两套区分方法：快衰落<->慢衰落；大尺度衰落<->小 ...

引入（听 Baoninghai 讲讲故事的小节） 如同Overview中介绍，用于信息传输的介质可以分为引导式(guided)和非引导式(unguided, 通常其实就是无线)。 双绞线一直是传统通信的主力，但是双绞线对长距离高频信号的传递不行。同轴线可以弥补这个缺点，但是造价较为高昂。现在价格更低又对大容量长距离传输更友好的光纤占据了很大的市场，曾经广泛使用的双绞线和同轴线逐渐被光纤取代了。现在的趋势是将光纤向用户侧衍伸。 光纤因为自己材质是二氧化硅，因此对外部保护要求较高，且不能大幅度弯曲。现在有了新的材料，类似于“塑料”，解决了这个问题。因此现在光线入户得到了进一步推进。 光纤还有一些独特的优势，一是成本低；二是要窃听光纤内的内容，必须要在光纤接头处作出特殊处理，无法直接并联一根线进行窃听。 频段和其缩写这一页不作具体的要求，只需要大家熟悉 其中，几个比较重要的是： 语音通信的频带范围：300-3KHz 双绞线传输范围: 小于$10^8Hz$，这也就是为什么说双绞线对高频信号传输不友好 光纤和可见光都在$10^{14}%$至$10^{15}$，可见光通信（例如日光灯）现 ...

本节对应参考书章节CH2 通信协议通信协议的功能和结构通信协议的多层级化通信协议倾向于分为很多层，每层分管不同功能。这样每次需要升级时，只需要在单独的层上做改变，保证层对外暴露的接口不变即可。我们把这样很多层的协议系统称为”纵向栈(vertical stack)”。 通信协议的定义什么是通信协议(Protocol)？协议是允许对等层（peer layer）进行通信的一组规则或约定。 如何理解这个对等层呢？例如我们通过QQ互相发送消息，那人与人就是对等层，QQ与QQ就是对等层。我发送消息你看到消息是人与人这个对等层的通信。我们通过软件界面与QQ交互，QQ拿到要发送的消息并显示接收到的消息，这是QQ这一对等层。 协议必须包含（重点！）： 五星级 语法（Syntax） - 即，数据块由哪些组成，由什么开始，由什么结束，有效载荷如何解析等等。 语义（Semantics）- 即，数据帧内的控制信息，纠错Header等。包含 时序（Timing） - 即，事件顺序的详细说明 其中这个Timing 单独强调一下： 在电信传输理论与工程一课中，在中继时提到了“retiming”, 这里的tim ...

传输技术简介数据传输是以电磁波为数据载体，在发射器和接收器之间通过传播介质进行传播。这种传播可以被分为: 有引导（guided wave）：将波束引导至一个特定的物理路径 无引导（unguided wave）：波束自由传播 能够将电磁波导向的传播介质称为 guided media, 例如双绞线，同轴线，光纤等，波导（Wave guide）等。在讨论传输的时候，会有一个名词叫“介质波导”，它通常是指的有别于导体的波导介质，如光纤。 无法对电磁波进行导向的传播介质成为unguided media, 也称为 wireless（无线）, 例如空气，真空，海水等。 下面的介绍还包含：频率，频谱和带宽; 模拟信号和数字信号; 频谱和频率是什么（一般取大于半功率点的部分作为主频分量）; 数据速率(Data Rate)和带宽(Bandwidth) 的关系（这个关系其实就是通信原理里面那些，这里简单说了一下，特别强调了一下数字信号带宽和波形的影响（参考通信原理讲耐奎斯特带宽那节）； $\uarr$ 这些内容都属于基础必备知识，前面的课程都已经涉及太多太多遍了，这里就不写了。要是有不记得的去百度一下$ ...

本篇笔记是鲍宁海老师上课的口述记录而成，纯纯他如何讲我如何记。没有经过过多整理，所以内容可能有些乱且杂糅。但是考试重点均有cover 本节对应参考书章节CH1 三个时代三个时代（这一部分讲了2个星期 -> _ ->） 横向对比 Generation-1 Generation-2 Generation-3 描述 仅又很少的终端，能够接入网络的用户有限。采用模拟信号，Qos不太好 终端的价格开始逐渐下降（经历了一段时间才降下来），用户可以承担。但服务的费用很高，用户安装了终端却不舍得用。开始采用数字信号。在技术层面遇到了频率容量(capacity) 和 交移 (handover) 问题 传统电信业务的资费下降，用户可以承受。要继续扩大市场就需要发展更多的服务。 关注的技术 Transmission Switching Soft-switch 关键词 Reachability Accessibility Realizability 拓补结构 mesh star hybrid (mesh + star) 第二时代存在的两个问题的解释 Hand ...