计算机网络第二章习题解析：傅立叶系数与信道容量

"这篇资料是关于计算机网络课程的第二章课后习题整理，主要涉及了数据传输率、信道特性、编码技术、卫星通信、网络传输时间等多个方面的知识点。" 1. 傅立叶系数是信号处理中的概念，用于分析周期性信号的频域特性，但在计算机网络中，它更多的是在信号与系统的领域内讨论，与数据通信的模拟信号处理有关。 2. 数据传输率计算基于奈奎斯特定理，无噪声信道下，1毫秒采样一次的4kHz信道最大数据传输率为4kbps。若有噪声，信噪比为30dB意味着信号强度是噪声的1000倍，数据传输率会因信道质量下降而降低。 3. 对于电视信道，6MHz的带宽与4级数字信号结合，可计算出每秒发送的比特数。使用公式2B = log2M（M为信号级别），得到数据率，这里为24Mbps。 4. 信噪比为20dB的3kHz信道，根据香农定理，可计算最大数据传输率。信噪比每增加10dB，传输能力翻倍，因此最大数据率为6kbps。 5. T1载波在50kHz线路上的信噪比需求可通过香农定理计算，确保满足数据传输的最小要求。 6. 光纤作为传输介质的优势在于高带宽、低损耗、抗干扰性强，但缺点可能包括安装和维护成本较高、技术要求复杂等。 7. 频谱带宽计算，1微米波长对应的0.1微米频谱带宽为1THz。 8. 计算屏幕图像传输所需的带宽，考虑分辨率（2560x1600像素）、每个像素的位深度（24比特）和帧速率（60fps），得到总带宽需求。然后根据1.30微米波段的光速和频率-波长关系，计算所需波长。 9. 尼奎斯特定理适用于所有类型导体，包括单模光纤，不过在实际应用中，光纤的性能往往远超尼奎斯特限制。 10. 天线直径与无线电波波长的关系决定了天线的工作效率，给定的天线直径范围对应约30MHz至150MHz的频率范围。 11. 激光束对准探测器的角度要求可通过几何光学原理计算得出。 12. 铱星卫星通信系统中，发射器与卫星间的切换间隔取决于卫星轨道周期和卫星数量。 13. 数据包在GEO、MEO、LEO卫星之间的端到端传输时间涉及卫星距离、信号传播速度等因素。 14. 卫星通信的延迟包括信号传输时间、卫星交换时间和地球曲率影响等，可通过几何方法计算。 15. NRZ、MLT-3和曼彻斯特编码的带宽需求取决于编码方式的特性，如NRZ需要与数据速率相同，而曼彻斯特编码则需要两倍数据速率。 16. 4B15B编码中，为了确保信号跳变，考虑编码规则，至少每4个比特时间会有一次信号变化。 17. 电话端局数量的计算涉及到电话号码的分配规则，通过组合数学计算得出总数。 18. 简单电话系统的延迟分析包括端局到长途局以及长途局到另一端局的信号传输时间。 这些习题涵盖了计算机网络的基础知识，包括信号传输、网络架构、编码技术以及通信延迟等多个方面，对于理解和掌握计算机网络原理有重要作用。