计算机通信网络原理实验二

第一篇：计算机通信网络原理实验二

实验二 局域网共享介质访问控制方式CSMA/CD模拟

【实验目的】

了解局域网共享介质访问控制方式的必要性和重要性，掌握此类算法分析和设计的基本思路；进一步理解、掌握算法CSMA/CD基本原理，理解CSMA/CD算法；掌握所选的编程环境及编程调试的方法。

【实验内容】

用MATLAB编写一个仿真站点随机访问共享10Mbps信道的CSMA访问控制程序。要求画图分析比较站点数（即网络负载）对网络吞吐量的影响。

【实验原理】

CSMA/CD原理（参见教材）。

【实验步骤】

1.复习CSMA工作原理，掌握此种局域网共享介质访问控制方式工作过程；

2.按实验内容要求设计程序框图；

3.按程序框图进行编码调试；

4.运行程序，观察分析实验结果，并进行必要的改进；

5.撰写实验报告。

请大家自行安装MATLAB软件

实验报告中给出代码，仿真图，并作出必要的分析

第二篇：通信原理实验二

通信原理实验二

数字锁相环

一实验目的

1、了解数字锁相环的基本概念

2、熟悉数字锁相环与模拟锁相环的指标

3、掌握全数字锁相环的设计

二 实验仪器

1、JH5001 通信原理综合实验系统 2、20MHz 双踪示波器

3、函数信号发生器

三 实验原理和电路说明

数字锁相环的结构如图2.2.1 所示，其主要由四大部分组成：参考时钟、多模分频器（一般为三种模式：超前分频、正常分频、滞后分频）、相位比较（双路相位比较）、高倍时钟振荡器（一般为参考时钟的整数倍，此倍数大于20）等。数字锁相环均在FPGA 内部实现，其工作过程如图2.2.2 所示。

在图2.2.1，采样器1、2 构成一个数字鉴相器，时钟信号E、F 对D 信号进行采样，如果采样值为01，则数字锁相环不进行调整（÷64）；如果采样值为00，则下一个分频系数为（1/63）；如果采样值为11，则下一分频系数为（÷65）。数字锁相环调整的最终结果使本地分频时钟锁在输入的信道时钟上。

在图2.2.2 中也给出了数字锁相环的基本锁相过程与数字锁相环的基本特征。在锁相环开始工作之前的T1 时该，图2.2.2 中D 点的时钟与输入参考时钟C 没有确定的相关系，鉴相输出为00，则下一时刻分频器为÷63 模式，这样使D 点信号前沿提前。在T2 时刻，鉴相输出为01，则下一时刻分频器为÷64 模式。由于振荡器为自由方式，因而在T3 时刻，鉴相输出为11，则下一时刻分频器为÷65 模式，这样使D 点信号前沿滞后。这样，可变分频器不断在三种模式之间进行切换，其最终目的使D 点时钟信号的时钟沿在E、F 时钟上升沿之间，从而使D点信号与外部参考信号达到同步。在该模块中，各测试点定义如下：

1、TPMZ01：本地经数字锁相环之后输出时钟（56KHz）

2、TPMZ02：本地经数字锁相环之后输出时钟（16KHz）

3、TPMZ03：外部输入时钟÷4 分频后信号（16KHz）

4、TPMZ04：外部输入时钟÷4 分频后延时信号（16KHz）

5、TPMZ05：数字锁相环调整信号

四 实验内容以及观测结果

准备工作：用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字数字信号测试端口J007（实验箱左端）。1.锁定状态测量

用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步；

由上图可看出，将64KHz 的TTL 信号送入端口J007时，TPMZ03、TPMZ02上升沿对齐，环路锁定。

2.数字锁相环的相位抖动特性测量 数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。测量时，以TPMZ03 为示波器的同步信号，用示波器测量TPMZ02，仔细调整示波器时基，使示波器刚好容纳TPMZ02 的一个半周期，观察其上升沿。可以观察到其上升较粗（抖动），其宽度与TPMZ02 周期的比值的一半即为数字锁相环的时钟抖动。

由上图可看出上升较粗（抖动）宽度约为0.45格，整个周期约是6.2格，因而数字锁相环的时钟抖动为0.45/(6.2*2)=0.0363。

3.锁定过程观测

用示波器同时观测TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步； 复位通信原理综合实验系统，则FPGA 进行初始化，数字锁相环进行重锁状态。此时，观察它们的变化过程（锁相过程）。

在第一项实验内容锁相状态测量时，观测TPMZ03、TPMZ02 的波形上升沿对齐，环路锁定。复位通信原理综合实验系统，波形随即变为两直线，如上图，然后几秒后又重新恢复锁定状态。4.同步带测量

（1）用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J007。用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03 同步；正常时环路锁定，该两信号应为上升沿对齐。

（2）缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

（3）调整函数信号发生器频率，使环路锁定。缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步，记录下失步前的频率。

（4）计算同步带。

同步带=66.12KHz-61.88 KHz=4.24 KHz。

5.捕捉带测量

（1）用函数信号发生器产生一个64KHz 的TTL 信号送入数字信号测试端口J0007。用示波器同时测量TPMZ03、TPMZ02 的相位关系，测量时用TPMZ03同步；在理论上，环路锁定时该两信号应为上升沿对齐。

（2）增加函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步；然后缓慢降低函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

上图同步一刻的频率是66.03KHz。

（3）降低函数信号发生器输出频率，使TPMZ03、TPMZ02 两点波形失步；然后缓慢增加函数信号发生器输出频率，直至TPMZ03、TPMZ02 两点波形同步。记录下同步一刻的频率。

（4）计算捕捉带。

捕捉带=66.03-62.07=3.96KHz。

六 实验总结

（1）分析总结数字锁相环与模拟锁相环同步带和捕捉带的大致关系。

对于这次数字锁相环实验，由实验内容2，还有查阅相关资料，可以了解到数字锁相环在锁定时，输出信号存在相位抖动是数字锁相环的固有特征。也正是由于这个相位抖动特性，使得数字锁相环的同步带和捕捉带的带宽相对较窄，有实验内容4、5加以验证，而且同步带与捕捉带大致相等。

第一次实验模拟锁相环，同步带，捕捉带的宽度都很大，而且我测得的同步带带宽要比捕捉带带宽大了约5KHz，数字锁相环的同步带捕捉带还没有5KHz。（2）实验心得体会

这次实验是紧承着上一次实验的，我觉得自己做实验过程中没有遇到太大障碍，就是在实验原理方面掌握的不是太好,自己觉得对双踪示波器和函数信号发生器的操作还是挺熟练的，没有在波形显示上遇到问题。

第三篇：通信原理实验二

实验二：PCM系统仿真

班级： 学号： 姓名： 实验室： 实验时间： 指导老师：

实验目的：

1、掌握脉冲编码调制原理；

2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。

3、理解非均匀量化的优点。

实验内容：

对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。

实验步骤：

1)产生一个周期的正弦波x(t)cos 2 pi t ，以1000Hz频率进行采样，并进行8级均匀量化，用plot函数在同一张图上绘出原信号和量化后的信号。代码及图见附录。

2)以32Hz的抽样频率对x(t)进行抽样，并进行8级均匀量化。绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图(后三个用stem函数)。代码及图见附录。

3)以2000Hz对x(t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。代码及图见附录。

4)在编码位数为8和12时采用均匀量化，在输入信号衰减为0～50 dB时，以均匀间隔5 dB仿真得到均匀量化的量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。注意，输入信号减小时，量化范围不变；抽样频率为2000 Hz。代码及图见附录。

实验思考题：

1.图2-3表明均匀量化信噪比与量化级数(或编码位数)的关系是怎样的？

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求。

2.分析图2-5，A律压缩量化相比均匀量化的优势是什么？

答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求

心得体会：

附录：

ＰＣＭ代码：

输入信号和量化信号代码及波形：

采样样值和8级均匀量化后的样值，量化误差代码及波形

均匀量化信噪比随编码位数变化

量化信噪比随信号衰减的变化情况

第四篇：计算机通信网络实验总结

网络实验总结

这学期的网络实验我确实学到了不少网络通信方面的知识，串口通信，路由器、交换机的基本知识，通信网络的构成，如何组织规划一个网络。路由器的配置，交换机的配置，三层交换机的路由功能、虚拟机的建立和使用等等。

总体感觉不错，在实验的过程中锻炼了自己的动手能力，对一些通信设备有了感官上的了解，软件模拟和实际却是有很大的不同，我们学习专业知识就应该多实践，不能仅仅只是停留在软件模拟，那总归是空想，不能通过实践的检验，模拟一千遍也没用，到实际动手时还是什么都不会。通过实际动手，还可以激发同学们的学习热情，让同学们有兴趣去主动的学习，而且更加珍惜难得的上课时间。

串口通信实验，串口线的焊接工艺很重要，要多练习，掌握焊接技巧。

焊接完毕，塑料外壳不能急于安装，要先测试各个接口是否连通或者短路，以及是否与金属外壳短路。2号和3号针脚是分别用于接收数据（ＲＸＤ）和发送数据（ＴＸＤ），实现串口通信。５号针脚用于接地（ＧＮＤ）。测试完毕，合格之后再安装塑料外壳。装上外壳之后还要再测试，测试合格，才能用来连接两台计算机。

端口属性设置时，要“还原为默认值”，使每秒传送位数为9600B。

交换机的配置与管理实验，主要是进行交换机的配置与管理，把交换机的端口划分Vlan。两个不同的交换机上相同的Vlan可以相互通信，前提是24口要打上Trunk。

如果使用三层交换机，因为其具有路由的功能，可以将Vlan设置IP地址，这样使用三层交换机的路由功能，可以使不同的Vlan之间也可以跨交换机互相通信。

通过交换机之间的端口聚合，可以加大通信的数据传输效率，大大节省通信时间。

Winsock通信编程实验，完成了WinSock通信，使用VB编程完成两台计算机之间的Winsock通信。两台计算机都可以同时作为服务器和客户端，只要在属性中设置好两台计算机中WinSock组件的属性即可，如IP地址，通信端口号等。

在选择端口时，应特别小心，因为有些可用端口号是为“已知的”（即固定的）服务保留的，如文件传输协议和超文本传输协议，即FTP（21号端口）和HTTP（一般为8080端口）。

路由器配置与管理实验，路由器是根据路由表进行选路和转发的，而路由表里就是由一条条路由信息组成。

在配置静态路由时，要考虑到所有的网络，不能有疏漏。配置静态路由，下一跳是到此路由到目标网络路径上最近的一个路由的前端口IP地址。一般情况下，如果网络比较简单，可以尽量用默认路由来配置路由器。

ACL实验，标准ACL占用路由器资源很少，是一种最基本最简单的访问控制列表格式。应用比较广泛，经常在要求控制级别较低的情况下使用。如果要更加复杂的控制数据包的传输就需要使用扩展访问控制列表了。

分工协作很重要，必须同组人员协调一致。

写ACL 规则时，如果前面几条规则是deny某种类型的数据包通过的话，那么一定要在最后加上一条perimt any，让其它不满足条件的数据包通过。

网络互连的实验，通过这次实验，我了解了虚拟机的一些具体内容，也看到了虚拟机给我们的工作带来的便利。虚拟机是个很有用的技术，可以在一台主机上虚拟出多台计算机，实现不同的工作要求。

一个域名对应一个IP地址，而一个IP地址可以对应多个域名，它们有三种形式，分别为主机名、别名、邮件名，所以多个域名可以同时被解析到一个IP地址。通过这次实验，让我对网络配置管理这一方面有了更多的了解。

对于我们通信专业，我感觉应该多一些交换机路由器的规划与配置，少做一些与计算机有关的东西。因为计算机部分的东西已经有计算机专业的同学在学习，古语云，“术业有专攻”，我就感觉我们学校我们这个专业学了太多的知识，我不是否认学那些知识没有，只是觉得我们应该集中精力搞好自己专业的东西，学有余力再

去学习其他的知识。

我个人认为我们应该更偏向于电子方面，而不是计算机方面。虽然我们专业放在了计算机学院，但也可以少学一点计算机的知识啊！好像有点扯远了。

还有，最好能让我们每个人都亲自动手独立去根据理论网络连接一下真实的网络，自己动手做出一个完整的通信网络。

讲到课程考核，我感觉不光要有期末考试，还应该加上平时的实验考核，这样不仅能学到知识，而且期末考试也就不会太紧张了。

这学期的网络实验，朱老师和陈老师两位老师都很认真负责，而且同学们反映确实也学到了不少知识，用一句话说就是“这学期的网络实验没白上”。

再次对朱老师和陈老师两位老师认真负责的教导表示感谢！

第五篇：计算机通信原理

第2章 TCP/IP协议

2.1IP v4协议

2.1.1IP v4数据报格式

图2-1IP数据报的格式

1.固定字段的含义

图2-2ToS字段内部结构

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2.IP头部的可变部分

图2-3一个字节选项的代码格式

2.1.2IP v4地址

1.IP地址的含义和作用 2.IP地址的结构和类型

图2-4IP地址结构和类型

3.IP地址的记法

计算机网络原理与通信技术

图2-5点分十进制记法

4.IP子网和子网掩码(subnet mask)

图2-6子网掩码的意义

5.IP地址的分配 6.IP地址的配置

图2-7在Windows XP中指定IP地址

7.特殊的IP地址

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图2-8路由器要配置多个IP地址

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2.1.3IP v4分段封装

1.IP数据报与上层PDU的关系 2.IP数据报与下层PDU的关系

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图2-9IP数据报分片

计算机网络原理与通信技术 2.1.4IP v4功能模块

图2-10IP发送和接收数据报

2.1.5IP v4发送和接收流程

1.IP数据报在主机中的发送和接收过程

图2-11IP封装TCP的PDU形成IP数据报

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图2-12以太网帧封装IP数据报

图2-13主机处理过程

2.IP数据报在路由器中的发送和接收过程

图2-14IP与帧中继寻址

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图2-15FR结点机路由表

图2-16路由器处理流程封装前要获得数据链路号。根据LAN-WAN接口协议生成WAN帧。

2.1.6IP v4路由选择

1.路由选择核心模块

图2-17路由选择核心模块

2.路由表

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图2-18路由表的一般结构

3.路由选择类型及其表项

图2-19特定主机路由选择

图2-20特定网络路由选择

图2-21默认路由选择

计算机网络原理与通信技术

图2-22IP路由选择过程

2.2IP v6协议

2.2.1IP v6分组格式

图2-23具有多个头部的IP v6分组的一般形式

图2-24IP v6分组基本头部的格式（40字节长）

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2.2.2IP v6扩展头部

1.逐跳选项扩展头部 2.路由选择扩展头部

图2-25路由选择扩展头部

3.分片扩展头部

图2-26分片扩展头部的格式

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图2-27用隧道技术将一个IP v6分组分成3个分组片

4.鉴别头部

图2-28鉴别头部

图2-29带鉴别数据的IP v6分组

2.2.3IP v6地址

1.IP v6地址类型 2.IP v6地址记法 3.IP v6地址的格式

计算机网络原理与通信技术

图2-30IP v6的地址格式（各字段长度未按比例画出）

图2-31运输层在参考模型中的地位

计算机网络原理与通信技术 2.3UDP 2.3.1运输层协议概述

1.运输层协议的功能 2.进程通信

图2-32进程通信由运输层协议提供

图2-33端口号支持进程通信

计算机网络原理与通信技术

2.3.2UDP数据报格式

图2-34UDP数据报格式

2.3.3UDP 校验和算法

计算机网络原理与通信技术 图2-35带伪头部的用户数据报 2.3.4UDP应用

2.4TCP 2.4.1TCP报文段格式

图2-36TCP报文段格式

2.4.2TCP连接

1.TCP连接的含义

计算机网络原理与通信技术

图2-38TCP连接

2.TCP连接的管理

图2-39三向握手法

图2-40四向握手法

计算机网络原理与通信技术 2.4.3 TCP流量控制

1.滑动窗口的含义 2.窗口管理

图2-41窗口在发送方缓存上滑动

图2-42窗口增大了2B，发送方可以连续发送9B 20

计算机网络原理与通信技术

2.4.4 TCP拥塞控制

图2-43当通信量太大时，会发生拥塞，网络性能显著下降

1.拥塞预警法

图2-44加权公平队列法

2.通信量整形

计算机网络原理与通信技术

图2-45漏桶算法

图2-46令牌桶算法

计算机网络原理与通信技术

图2-47令牌桶+漏桶算法

习题

1.在计算机网络通信中应用广泛的是哪个协议？ 2.简述IP数据报组成字段的含义和作用。3.结合图示说明IP地址结构和类型。4.结合图示说明点分十进制记法的含义。5.结合图示说明子网掩码的意义。

6.如果140.50.1.1对应的子网掩码是255.255.255.0，那么该地址对应的网络号是什么？该主机是网络中第几号主机？子网号的比特数是多少？ 7.IP地址的分配应该遵循什么原则？ 8.路由器为什么要配置多个IP地址？ 9.IP v4包括哪些功能模块？ 10.简述IP v4发送和接收流程。11.IP的路由选择包括哪4种情况？

12.IP路由表中路由选择表项排列的顺序是什么？ 13.简述IP v6的提出背景。14.简述IP v6分组格式。

15.IP v6的扩展头部包括哪些类型？ 16.IP v6地址包括哪些类型？ 17.IP v6地址记法有哪些特点? 18.简述运输层协议的功能。19.谈一谈你对进程通信的理解。

20.结合图示说明UDP数据报字段的含义。

计算机网络原理与通信技术 21.简述UDP 校验和算法。22.简述UDP的功能特点。23.捎带确认的含义是什么？

24.TCP报文段中序号字段的含义是什么？ 25.结合图示说明TCP连接的含义。26.结合图示简述三向握手法的过程。27.终止TCP连接使用什么方法？ 28.简述TCP流量控制的做法。29.TCP如何实现拥塞控制？