第二章 單元測(cè)試參考答案.pdf

第二章第二章 單元測(cè)試參考答案單元測(cè)試參考答案 1 簡(jiǎn)述物理層的概念和基本功能 答 物理層是物理信道實(shí)體之間合理安排的中間系統(tǒng) 為比特流傳輸所需物理連接的建立 維 持和釋放提供機(jī)械性的 電氣性的 功能性的和規(guī)程性的手段 2 簡(jiǎn)述信息 數(shù)據(jù)和信號(hào)的基本概念 以及通信系統(tǒng)的構(gòu)成 答 信息信息是人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí) 即人腦對(duì)客觀事物的反映 既 可以是對(duì)物質(zhì)的形態(tài) 大小 結(jié)構(gòu) 性能等部分或全部特征的描述 也可以是事物或外部聯(lián)系 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是一種承載信息的實(shí)體 是表征事物的具體形式 例如文字 聲音和圖像等 數(shù)據(jù)可 分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式 模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間連續(xù)變化的物理量 例如聲音的大 小和溫度的變化等 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指離散的不連續(xù)的量 例如文本信息和整數(shù) 信號(hào)信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn) 是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼 信號(hào)在通信系統(tǒng)中可分為模擬 信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)包括信源 發(fā)信終端 傳輸介質(zhì) 收信終端和信宿 如下圖 3 簡(jiǎn)述采樣定理 以及脈沖編碼調(diào)制的基本步驟 答 采樣定理表達(dá)公式為 1 2 或 其中 fs為采樣頻率 Ts為采樣周期 Fmax為原始信號(hào)的最高頻率 Bs為原始信號(hào)的 帶寬 PCM 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的步驟包括三個(gè)階段 采樣 量化和編碼 其中 采樣 每隔一段時(shí)間對(duì)模擬信號(hào)取樣 取樣所得到的數(shù)值代表原始信號(hào)值 量化 將采樣所得到的信號(hào)幅度按 A D 轉(zhuǎn)換器的量級(jí)分級(jí)并取整 使連續(xù)模擬 信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間上和幅度上離散的離散值 編碼 用若干位二進(jìn)制組合表示已取整得到的信號(hào)幅值 將離散值變?yōu)橐欢ㄎ?數(shù)的二進(jìn)制編碼 4 什么是基帶傳輸和頻帶傳輸 頻帶傳輸?shù)恼{(diào)制方法有哪些 答 信源發(fā)信終端傳輸介質(zhì)收信終端信宿 噪聲 一種從終端到信道都是數(shù)字的傳輸系統(tǒng) 數(shù)據(jù)在傳輸之前不需要進(jìn)行任何調(diào)制和解 調(diào)等工作 在信道中直接傳輸用高低電壓來表示 0 和 1 的基帶信號(hào) 因此這種傳輸方式 也稱為基帶傳輸 基帶是指原始信號(hào)所占的基本頻帶 用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參數(shù)進(jìn)行控制 而模擬信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)就是載波 因 此這種傳輸方式也稱為頻帶傳輸頻帶傳輸 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同參數(shù)或它們的組合進(jìn)行 調(diào)制 因此 形成了移幅鍵控 Amplitude Shift Keying ASK 移頻鍵控 Frequency Shift Keying FSK 和移相鍵控 Phase Shift Keying PSK 三種基本數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式 5 簡(jiǎn)述不歸零編碼 NRZ 曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼的區(qū)別 答 不歸零碼是指使用負(fù)電壓 低 表示 0 使用正電壓 高 表示 1 的一種編碼 且每 個(gè)碼元占滿一個(gè)時(shí)鐘周期 由于每個(gè)碼元在結(jié)束前沒有自動(dòng)回到零電平的功能 因此這 種技術(shù)稱為不歸零制 Non Return to Zero NRZ 曼徹斯特碼的編碼規(guī)則為 在每個(gè)碼元的 1 2 周期處產(chǎn)生一個(gè)跳變 通常從高電平跳 變到低電平表示 1 而從低電平跳變到髙電平表示 0 反之也可 差分曼徹斯特編 碼規(guī)則是在每一個(gè)碼元的正中間進(jìn)行一次電平的變換 在表示 1 時(shí) 其前半個(gè)碼元的 電平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平一樣 在表示 0 時(shí) 則其前半個(gè)碼元的電平與 上一碼元的后半個(gè)碼元的電平相反 即用每位開始時(shí)有無電平的跳變來 1 或 0 的 編碼 但不論碼元是 1 或 0 在每個(gè)碼元的正中間的時(shí)刻 一定要有一平的轉(zhuǎn)換 使用不歸零碼點(diǎn)的主要缺點(diǎn)是 難以確定一位的結(jié)束和另一位的開始 并且出現(xiàn)一 長(zhǎng)串連續(xù)的 1 或連續(xù)的 0 時(shí) 接收端無法從收到的比特流中提取位同步信號(hào) 曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼碼型由于每傳輸一位電壓都存在一次跳變 有利于同 步信號(hào)的提取 同時(shí) 每一位正電平或負(fù)電平存在的時(shí)間相同 如果采用雙極型碼 可 抵消直流分量 但是 由于每位都存在跳變 編碼后的脈沖頻率為傳輸頻率的 2 倍 多 占用信道帶寬 相對(duì)于曼徹斯特碼 差分曼徹斯特碼可以獲得較好的抗干擾性能 6 異步傳輸和同步傳輸?shù)漠愅c(diǎn)是什么 答 異步傳輸也稱為字符同步 在異步傳輸中 數(shù)據(jù)被劃分成字符分組獨(dú)立進(jìn)行傳輸 每個(gè)字符分組包含起始位 數(shù)據(jù)位 校驗(yàn)位 可選項(xiàng) 和停止位 在異步傳輸方式中 各字 符分組所含比特?cái)?shù)相同 因此傳輸每一字符所用的時(shí)間相同 各字符分組作為獨(dú)立的單 位被傳輸 其中的每個(gè)比特位都同步 但是傳輸?shù)淖址纸M間并不要求同步 同步傳輸是對(duì)一組字符組成的數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)幀 進(jìn)行同步 也稱為幀同步 其同步方式 是指在數(shù)據(jù)幀之前加入同步字符 同步字符之后可以連續(xù)發(fā)送任意多個(gè)字符 即同步字 符表示一組字符的開始 在同步方式中 整個(gè)數(shù)據(jù)幀在發(fā)送方和接收方被同步后 才作 為一個(gè)單元傳輸 不需要對(duì)每個(gè)字符添加表示起始和停止的控制位 因此數(shù)據(jù)傳輸額外 開銷小 傳輸效率高 但是同步方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 傳輸中的一個(gè)錯(cuò)誤將影響整個(gè)字符組 而異步傳輸中的同樣錯(cuò)誤只影響一個(gè)字符的正確接收 因此 這種方式主要用于需高速 數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備 7 簡(jiǎn)述單模光纖和多模光纖的區(qū)別 答 光纖分為單模光纖和多模光纖 其中單模光纖 Single Mode Fiber SMF 是指光纖中 的光信號(hào)僅與光纖軸成單個(gè)可分辨角度的單光線傳輸 而多模光纖 MultiMode fibre MMF 是指光纖中的光信號(hào)與光纖軸成多個(gè)可分辨角度的多光線傳輸 多模光纖的纖芯較粗 可傳多種模式的光 但其模間色散較大 這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率 而且隨距離 的增加會(huì)更加嚴(yán)重 因此多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近 一般只有幾公里 單模光纖的 纖芯較細(xì) 只能傳一種模式的光 其模間色散很小 適用于遠(yuǎn)程通訊 且傳輸速率較高 單模光纖的性能優(yōu)于多模光纖 8 常用的信道復(fù)用技術(shù)有哪些 答 信道復(fù)用技術(shù)主要包括頻分復(fù)用 時(shí)分復(fù)用 波分復(fù)用和碼分復(fù)用 9 如果有 4 個(gè)站進(jìn)行碼分多址通信 且這 4 個(gè)站的碼片序列分別為 A 1 1 1 1 1 1 1 1 B 1 1 1 1 1 1 1 1 C 1 1 1 1 1 1 1 1 D 1 1 1 1 1 1 1 1 試問這 4 個(gè)站的碼片序列設(shè)置是否合理 如果收到的碼片序列為 1 1 3 1 1 3 1 1 試問是哪個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù) 發(fā)送的是 1 還是 0 答 因?yàn)?A B 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 A C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 A D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 B C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 B D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 C D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 0 A A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 B B 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 C C 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 D D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 所以 4 個(gè)站的碼片序列設(shè)置合理 又因?yàn)?A 1 1 3 1 1 3 1 1 8 1 8 B 1 1 3 1 1 3 1 1 8 1 8 C 1 1 3 1 1 3 1 1 8 0 D 1 1 3 1 1 3 1 1 8 1 所以 C 和 D 發(fā)送了數(shù)據(jù) 其中 C 發(fā)送 0 而 D 發(fā)送 1 10 設(shè)單路語音信號(hào)的最高頻率是 4kHz 采樣頻率為 8kHz 采用 PCM 編碼傳輸 試問采樣 后按 256 級(jí)量化 則傳輸系統(tǒng)的最小帶寬是多少 答 最小帶寬 8 8 64kbps 11 已知模擬話路信道的帶寬為 3 4kHz 如果接收端信噪比 30dB 此時(shí)信道容量是多少 如果要求該信道的傳輸速率為 4800bps 則接收端要求的最小信噪比 PS PN 為多少 答 PS PN 10 30 10 1000 信道容量 3 4 log2 1 1000 34kbps 接收端要求的最小信噪比 PS PN log10 24800 3400 1 10 0 022dB 12 實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制的基本思路是什么 目前數(shù)據(jù)通信中主要的差錯(cuò)控制方式有哪些 答 基本思路 可以在發(fā)送前按照某種差錯(cuò)編碼規(guī)則給有效數(shù)據(jù)加上校驗(yàn)碼 冗余碼 當(dāng) 信息到達(dá)接收端后 再按照相應(yīng)的校驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)收到的數(shù)據(jù)是否正確 這種技術(shù)就稱為 差錯(cuò)控制 所加的校驗(yàn)碼稱之為差錯(cuò)控制碼 目前數(shù)據(jù)通信中主要的差錯(cuò)控制方式有奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余等 13 寫出 1001110 和 1100101 兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼 答 奇校驗(yàn)碼 10011101 11001011 偶校驗(yàn)碼 10011100