《数据通信与网络》复习习题及答案二.docx

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《数据通信与网络》复习习题及答案二

《数据通信与网络复习》习题及答案

（二）

习题一

一、填空题

1、信息量的单位：

如果对数以2为底，单位为（比特）。

2、信息量的单位：

如果对数以e为底，单位为（奈特）。

3、信息量的单位：

如果对数以10为底，单位为（哈特莱）。

4、信号是确定的时间函数。

如果在某一时间间隔内，对一切的时间值，除若干不连续的点外，该函数都给出确定的函数值，这种信号就称为（连续）信号。

5、（随机）信号是指在它出现以前，总有某种程度的不确定性的一种信号。

这种信号不能用单一时间函数表达出来。

6、周期信号的重要特征：

信号的（幅值）（频率）（相位）。

7、表示系统中某点的绝对功率电平，使用（dBm），这是以1mW为参考的功率单位，因此，1mW的功率电平为（0dBm）。

8、噪声的分类，噪声一般分为：

（内部噪声）（自然噪声）（人为噪声）。

9、信号能量与噪声能量之比叫（信噪比）。

二、简答题

1、什么叫噪声？

答：

指本系统所要传输的信号以外，所有规则的和不规则的，可懂的与不可懂的对本系统产生影响的信号，这些非期望的信号称为噪声。

2、简述信息和消息的关系。

答：

信息和消息的关系：

消息中包含信息，消息不等于信息。

消息所包含信息的多少，与在收到消息前对某事件存在的不确定性有关。

3、信息量如何度量？

答：

一个消息所荷载信息量I，等于它所表示事件发生的概率P的倒数的对数。

4、什么是数据？

答：

是事先约定的具有某种含义的数字、字母或符号的组合。

即任何描述物体、概念、情况、形式的事实、数字、字母和符号。

5、什么是模拟信号？

答：

时间上连续，包含无穷多个信号值的信号称为模拟信号。

6、什么是数字信号？

答：

时间上离散，仅包含有限数目的信号值。

最常见的是二值信号。

7、什么是数字通信？

答：

数字通信：

在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输

8、什么是模拟通信？

答：

在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输。

9、数字通信的优点由哪些？

答：

数字通信的优点：

抗噪声（干扰）能力强；可以控制差错，提高了传输质量便于用计算机进行处理；易于加密、保密性强；可以传输语音、数据、影像，通用、灵活。

10、什么是周期信号？

答：

周期信号：

信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）

11、什么是时延？

答：

信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。

12、什么是衰耗？

答：

衰耗：

信号电能经过传输系统传输后，系统输出的电功率小于输入端的电功率。

13、什么是增益？

三、计算题

1、设有四个消息A、B、C、D分别以概率1/4，1/8，1/8，1/2传送，每一消息的出现是独立的。

试计算其平均信息量。

解：

I平均=1/4*log24+1/8*log28+1/8*log28+1/2*log22

=1.75bit

习题二

一、填空题：

1、可靠性指标常用的有（误码率）、（误码组率）、（误字符率）等。

（P2）

2、国际5号码是一种（7）单位代码。

3、EBCDIC码是一种（8）单位代码。

4、国际电报2号码是一种（5）单位代码。

5、工作速率是衡量数据通信系统通信能力的一个重要指标，包括：

（调制）速率、（传信）速率、（传送）速率。

6、就数据通信系统而言，其性能指标主要有：

（工作速率）、（有效性）、（可靠性）。

7、传输介质是传输数据的物理基础。

传输介质包括：

有线传输介质和（无线）。

8、计算机局域网中经常使用的双绞线有（UTP）和（STP）。

9、数据通信包括两方面的内容：

（数据传输）和（数据传输前后数据处理）。

10、如果当调制速率为2400波特（Bd）时，数据传信速率为7200比特／秒（bit/s），为（8）电平数据传输。

二、简答题

1、什么叫数据通信？

答：

按照某种协议连接的信息处理装置和数据传输装置，进行数据的传输和处理。

计算机与计算机之间或计算机与终端之间的通信称为数据通信，通信中传送的是数据信号，因此，也可以说数据通信是传送数据业务的通信。

2、简述数据通信与数字通信的区别。

答：

数字通信：

先将模拟信号转换成数字信号再传输。

数字信号在信道上的传输方式有：

基带传输--基带数字信号直接在电缆信道上传输。

频带传输--将基带数字信号的频带搬移到无线等信道上再传输。

数据通信：

数据终端产生的是数字形式的信号（即数据信号），信道上可能以：

模拟信号的形式传输---频带传输（将基带数据信号的频带搬移到话音频带上再传输）数字信号的形式传输---基带传输--基带数据信号直接在电缆信道上传输。

3、简述数据通信系统的构成。

答：

比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成.

4、简述数据通信系统的主要性能指标。

答：

数据通信系统而言，其性能指标主要有：

工作速率、有效性和可靠性。

5、误码率如何度量？

答：

误码率是用接收出现差错比特数与总的发送比特数之比。

因为误码是一种系统的随机现象，所以测量误码率时一定得有足够误码统计时间。

6、数据传送速率如何度量？

答：

定义：

单位时间内在数据传输系统的相应设备之间实际传送的平均数据量，又称有效数据传输速率。

7、简述数据通信网的几种拓扑结构。

答：

数据通信网可以连成多种拓扑结构，典型的拓扑结构有5种:

（a）总线结构;（b）环型结构;（c）星形结构;（d）树型结构;（e）网状结构;

8、简述DTE的组成。

答：

DTE的组成主要由：

数据输入、输出设备和传输控制器组成。

其中传输控制器主要执行与通信网络之间的通信过程控制（即传输控制），包括差错控制、终端的接续控制、传输顺序控制和切断控制等（完成这些控制要遵照通信协议）。

三、计算题

1、已知8进制数字码元速率为2400Bd，试问变换成2进制信号时的信息速率为多少？

解：

R=2400*log28=7200bit/s

2、已知4进制数字码元速率为2400Bd，试问变换成2进制信号时的信息速率为多少？

解：

R=2400*log24=4800bps

3、对于二电平数字信号，每秒钟传输300个码元，问此传码率RB等于多少？

若该数字信号0和1出现是独立等概率的，那么传信率Rb等于多少？

解：

RB=300Bd,

Rb=300*log22=300bps

4、设数据信号码元长度为833×10-6秒，如采用16电平传输，试求数据传信速率和调制速率？

解：

RB=1/T=1/（833×10-6）=1200Bd

R=1200×log216=4800bps

5、一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码，求其平均误码率。

解：

2.5秒传输码元数为：

2.5/0.1*106=2.5

所以，平均误码率为：

1/（2.5×106）=4×10-7

习题三

一、填空题

1、（异步）传输方式一般以字符为单位传输。

2、在串行传输中，目前主要存在两种方式，即（同步）传输和（异步）传输。

3、（调制）速率反映信号波形变换的频繁程度。

4、数据传输是有方向性和时间性的，根据数据电路的传输能力可以有三种不同的传输方式（单工传输）、（半双工传输）和（全双工传输）。

5、在异步传输中，为可靠传送一个ASCII码字符，采用无校验方式，停止信号长度为2个码元，其传输效率为（70%）。

6、衡量数字通信系统性能的主要指标是（有效性）和可靠性两项指标。

7、多路复用技术主要有:

（TDM）（FDM）（WDM）。

8、异步传输的终止位表示一个字符的结束，极性为（“0”）。

二、简答题

1、什么叫调制技术？

答：

将一种数据形式转换成适合于在信道上传输的某种电信号形式，这类技术统称为调制技术。

2、简述数据通信系统中的信道主要有哪三种类型？

答：

目前数据通信系统中的信道主要有三种类型：

物理实线传输媒介信道（如双绞线电缆、同轴电缆等）

 电话网传输信道 

数字数据传输信道 

3、什么是频带传输？

答：

利用调制解调器搬移数据信号频谱的传输制度。

目的是为了适应传输信道的频率特性。

4、最基本的数字数据→模拟信号调制方式有哪三种？

答：

（1）幅移键控方式（ASK）

（2）频移键控方式（FSK）

（3）相移键控方式（PSK）

5、什么叫单工通信？

答：

单工传输：

在通信线路上，数据只可按一个固定的方向传送而不能进行相反方向传送的通信方式，称为单工通信。

6、什么是双工通信？

答：

可同时双向传输数据的通信方式称为全双工通信。

7、什么是半双工通信？

答：

数据可以双向传输，但不能同时进行，采用分时间段传输，在任一时刻只允许在一个方向上传输主信息，这种通信方式称为半双工通信。

8、什么是广义信道？

答：

传输媒介加上一些相应的通信设备或转换设备。

三、计算题

1、异步传输中，假定停止位为2位，1位偶校验，数据位为8位，传输效率为多少？

解：

η=8/（1+1+2+8）=66.6%

习题四

一、填空题

1、不经调制的原始数据信号称为（基带信号）。

2、在一个码元时间内或者有电压（电流），或者无电压（电流），电极性单一（无负极性），码元之间无时间间隔的码称为（单极性码）。

3、由正电平表示二进制符号“1”、负电位表示二进制符号“0”的码型称为（双极性码）。

4、（双极性归零）码波形是由正向脉冲表示二进制符号“1”，负向脉冲表示二进制符号“0”。

正向脉冲和负向脉冲都在码元间隔时间内返归到零。

5.（差分）码波形是以相邻码元的电平变化来表示二进制符号“1”，电平不变化表示二进制符号“0”。

6.（多元码）波形是一种在一个码元间隔时间内信号电平可以是多个不同的电平，用于表示信息的多种不同符号或符号组合，可以达到更高速率的数据传输。

7、在传输中G.703接口上传输2048Kbit/s时通常采用的信号编码方式（HDB3）。

二、简答题

1、对传输用的基带信号的主要要求有哪两点？

答：

对传输用的基带信号的主要要求有两点：

（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；

（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。

2、简述AMI码在将信息码编成传输码时遵循规则。

答：

原信息码的“0”仍编为传输码的0；原信息码的“1”在编为传输码时，交替地变换为+1，-1，+1，-1，…。

3、简述HDB3码的编码规则。

答：

HDB3码是先把原始信息代码变换成AMI码，然后检查其序列中连续0串的长度，长度<4时，AMI码不变；长度≥4时，把该串的第4个0符号变换成与该串之前的非0符号（+1或-1）同极性符号。

这个符号用V表示，对应+1记为+V，-1记-V。

当相邻V间非0符号为偶数个时，应再将该串的第1个0符号变换成+B或-B

4、简述双相码的编码规则。

答：

原始序列中的符号“0”编成01，将符号“1”编成10。

01与10可以看做是相位相反的两组方波。

5、简述CMI码的编码规则。

答：

编码规则是：

对符号“1”用11和00交替表示，对符号“0”用01表示。

三、计算题

1、某一待传输的图片约含2.25×106个象元。

为了很好的重现图片需要16个亮度电平。

假若所有这些亮度电平等概率出现，试计算用3min传送一张图片时所需要的信道带宽（设信道中信噪功率比30dB）。

解：

R=2.25×106×lg216/180=5×104b/s

C=B*log2（1+s/n）>=5×104b/s

B>=5×103Hz

2、把下列码变换成HDB3码，10000110000000010011。

解：

10000110000000010011变换为

HDB3：

+000+-+-00-+00+-00+-

3、一条数字信道的带宽为10000HZ，如采用4电平传送，试求信道容量。

答：

解：

C=2*10000*log24=40000bps

4、模拟电话信道的带宽为3000HZ，假设信噪比为30dB试求信道容量。

解：

C=B×log2（1+s/n）=3000×10=30000bps

习题五

一、填空题

1、时域均衡器的组成主要是由（横截滤波器）构成，它是由多级抽头迟延线、可变增益电路和求和器组成的线性系统。

2、实际通信系统中，总的传输特性一般不能完全理想，会造成码间干扰，通常采用（均衡）来克服这种不理想所造成的失真。

3、均衡器的实现可以有两种方式：

（频域均衡）和（时域均衡）。

4、频带利用率的极限为（2Bd/Hz）。

5、接收端获得或产生符合要求的定时时钟信号的过程称为（时钟同步），或称为位同步或比特同步。

二、简答题

1、什么叫基带传输？

答：

直接利用基带信号通过传输信道进行传输的方式称为基带传输。

2、眼图有何意义？

答：

眼图的意义

1.最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻；

2.对定时误差的灵敏度可同眼图的斜边这斜率决定，斜率越陡，对定时误差就越灵敏；

3.图的阴影区的垂直高度表示信号幅度畸变范围；

4.图中央的横轴位置应对应判决门限电平；

5.在抽样时刻上，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限（或称噪声边际），即若噪声瞬时值超过这个容限，则就可能发生错误判决。

3、简述时域均衡的思路。

答：

是消除接收的时域信号波形的取样点处的码间干扰，并不要求传输波形的所有细节都与奈氏准则所要求的理想波形完全一致。

因此可以利用接收波形本身来进行补偿以消除取样点的符号间干扰，提高判决的可靠性。

4、简述奈氏第一准则。

答：

如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为fN时，则该系统中允许的最高码元（符号）速率为2fN，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后符号间干扰。

5、简述频域均衡的思路。

答：

是利用幅度均衡器和相位均衡器来补偿传输系统幅频特性和相频特性的不理想，就可消除符号间干扰。

三、计算题

1、若某基带传输系统的形成特性为

1/3600|f|<=900

H（f）=（1/3600）×cos2[（π/3600）×（|f|-900）]900<|f|<=2700

0|f|>2700

试求：

①该系统的萘氏速率；

②该形成系统的滚降系数α；

③频带利用率为多少。

解：

①萘氏速率=2FN=2*（2700+900）/2=3600Bd

2α=900/1800=0.5

3η=3600/2700=1.33Bd/Hz

习题六

一、简答题

1、调制按载波参量的变化可分为（调幅）（调频）（调相）。

2、在调制解调器中都选择（正弦波）信号作为载波。

3、以基带数据信号控制一个载波的幅度，称为（ASK）。

4、作为调制信号的数据序列是（单）极性码时，已调信号中有直流分量。

5、作为调制信号的数据序列是（双）极性码时，已调信号中无直流分量。

6、2FSK根据前后码元载波相位是否连续，可分为：

（相位连续的2FSK）和（相位不连续的2FSK）

7、2ASK信号的带宽是基带信号带宽的

（2）倍。

习题七

一、填空题

1、数字数据传输中的时分复用有：

比特交织复用和（字符交织）复用。

2、X.50建议规定采用（6+2）的包封格式。

3、X.51建议规定采用（8+2）的包封格式。

4、数字数据传输中的（时分复用）就是将多个低速的数据流合并成高速的数据流，而后在一条信道上传输。

5、如果DTE发出数据信号的时钟与PCM信道时钟是非同步的，即没有相互控制关系，则称为（异步方式）。

6、m序列中长度为1的游程占总游程数的（1/2），长度为2的游程占总游程的（1/4）。

7、m序列中0、1个数出现概率比例为（1：

1）。

8、八级线性反馈移存器产生的m序列的周期长度为（255）。

9、在数字数据传输中，CCITT颁布了X.50建议和X.51建议来规范将用户数据流复用成（64kbps）的复用信号的包封方法。

10、CCITT（ITU－T）X系列建议是通过（数字数据）网进行数据传输的系列标准。

二、简答题

1、简述在X.50建议中，包封格式中的F比特和S比特的作用。

答：

F比特在复用时构成复用帧的帧同步码；S比特表示本包封中数据的状态，S=1表示包封内D比特为数据信息，S=0表示包封内D比特为控制信息。

2、简述数字数据传输主要两个优点。

答：

数字数据传输主要有下述两个优点：

（1）传输质量高。

（2）信道传输效率（速率）高。

3、简述m序列的性质。

答：

均衡性：

在m序列的一个周期中，“0”“1”的数目基本相等。

“1”比“0”多一个。

m序列中，长度为1的游程占总游程数的一半；长度为2的游程占总游程的1/4，长度为k的游程占总游程数的2-k。

且长度为k的游程中，连0与连1的游程数各占一半。

伪噪声特性。

4、什么叫扰码？

答：

所谓扰乱，就是将输入数据按某种规律变换进行变换，使之具有足够的随机性。

5、扰码的目的。

答：

三、计算题

1、试计算十级线性反馈移位寄存器所产生的m序列的各长度游程的数量。

、

解：

十级线性反馈移位寄存器所产生的m序列的各长度游程的总数量为

2（10-1）=512个，

则长度为1的游程个数为：

1/2*512=256

则长度为2的游程个数为：

1/4*512=128

则长度为3的游程个数为：

1/8*512=64

则长度为4的游程个数为：

1/16*512=32

则长度为5的游程个数为：

1/32*512=16

则长度为6的游程个数为：

1/64*512=8

则长度为7的游程个数为：

1/128*512=4

则长度为8的游程个数为：

1/256*512=2

则长度为9的游程个数为：

1/512*512=1

则长度为10的游程个数为：

1/512*512=1

习题八

一、填空题

1、按码组的功能分有检错码和（纠错码）两类。

2、按码组中监督码元与信息码元之间的关系分有（线性码）和（非线性码）两类。

3、按照信息码元与监督码元的约束关系可分为（分组码）和（卷积码）两类。

4、按照信息码元在编码前后是否保持原来的形式不变可划分为（系统码）和（非系统码）。

5、按纠正差错的类型可分为纠正（随机错误）的码和纠正（突发错误）的码。

6、在一种编码中，任意两个许用码组间距离的最小值称为（汉明距离）。

7、把两个码组中对应码位上具有不同二进制码元的位数定义为两码组的（距离）。

8、四种差错控制方式中，不需反向信道的是（FEC）。

9、四种差错控制方式中，实时性最好的是（FEC）。

10、四种差错控制方式中，实时性最差的是（IRQ）。

11、四种差错控制方式中，不需要纠错、检错编译码器的是（IRQ）。

12、实际公用数据通信网一般采用的差错控制方式是（HEC）。

13、在具体实现检错重发系统时，通常有3种形式：

（停发等候重发）（返回重发）（选择重发）。

14、突发差错产生的原因是（脉冲）噪声。

二、简答题

1、简述差错控制编码的目的。

答：

由于数字信号在传输过程中受到干扰的影响，使信号码元波形变坏，故传输到接收端后可能发生错误判决。

由信道中乘性干扰引起的码间干扰，通常可以采用均衡的办法纠正，而加性干扰的影响则要从其它途径解决。

差错控制编码即是减少加性干扰造成错误判决的措施之一。

2、简述差错控制的基本思路。

答：

信息码序列按照一定的规则加入若干“监督码元”后进行传输，监督码元与信息码序列之间存在某种确定的约束关系。

在接收数据时，检验信息码元与监督码元之间的约束关系，如该关系遭到破坏，则在接收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。

3、简述码距与检错和纠错能力的关系。

答：

汉明距离与检错和纠错能力的关系:

（1）dmin>=e+1（e为检错个数）

（2）dmin>=2t+1（t为纠错个数）

（3）dmin>=e+t+1（e>t） 

4、简述前向纠错方式的基本思路。

答：

前向纠错系统中，发送端的信道编码器将输入数据序列变换成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并自动纠正。

三、计算题

1、已知两码组为（000000）（111111），求出该码的汉明距离。

若该码用于检错，能检测出多少位错码？

若用于纠错，能纠正多少位错码？

解：

解：

汉明距离为6，若用于检错，能够检测出5位错码；

若用于纠错，能够纠正2位错码。

2、设发送数据序列和接收数据序列如下，请写出差错序列和错误图样，突发长度为多少？

发送数据序列：

11010100111

接收数据序列：

01101011011

解：

差错序列为：

发送数据序列：

11010100111

接收数据序列：

01101011011

--------------------------

10111111100

错误图样为：

101111111

突发长度为：

9

3、已知一个码组集有七个码组为001110，010101，011011，100011，101101，110110，111000，求该码组集的最小码距。

解：

该码组集的最小码距为3。

习题九

一、填空题

1、每个码组中的1的个数都是一样的码字称为（恒比码）。

2、汉明码的信息位数和监督位数之间应该满足（2r>=k+r+1）的关系。

3、码长为10的正反码，信息位为11010，则监督位为（11010）。

4、码长为7的汉明码，编码效率为（57%）。

二、简答题

1、简述奇偶监督码的功能。

答：

（1）只能检测奇数个错误，而不能检测出偶数个错误。

（2）适合检测随机差错。

2、简述水平奇偶监督码的构成思路。

答：

将经过奇偶监督编码的码元序列按行排成方阵，每行为一组奇偶监督码，但发送时则按列的顺序传输，接收端仍将码元排成发送时方阵形式，然后按行进行奇偶校验。

3、简述二维奇偶监督码的功能。

答：

（1）可发现某行或某列上奇数个错误

（2）能检测出所有长度不大于方阵中行数（或列数）的突发错误。

（3）能检测出偶数个错误。

但若偶数个错误恰好分布在矩阵的四个顶点上时，这样的偶数个错误是检测不出来的。

（4）可以纠正一些错误，当某行某列均不满足监督关系而判定该行该列交叉位置的码元有错，从而纠正这一位上的错误。

（可纠正只发生在某一行或某一列的奇数个错误）

4、简述正反码的编码规则。

答：

编码规则为：

（1）当信息位中有奇数个“1”时，监督位是信息位的简单重复；

（2）当信息位有偶数个“1”时，监督位是信息位的反码。

5、简述正反码的解码规则。

答：

先将接收码组中信息位和监督位,按位相加，得到一个5位的合成码组，然后，由此合成码组产生一校验码组。

若接收码组的信息位中有奇数个“1”，则合成码组就是校验码组；若接收码组的信息位中有偶数个“1”，则取合成码组的反码作为校验码组。

最后，观察校验码组中“1”的个数，按规则进行判决及纠正可能发现的错码。

习题十

一、填空题

1、在循环码中，一个（n，k）码有（2k）个不同码组。

2、循环码中任一许用码组经过循环移位后（将最右端的码元移至左端，或反之）所得到的码组为（许用码组）。

二、简答题

1、什么是线性分组码？

答：

线性码是指信息位和监督位满足一组线性方程的码；分组码是监督码仅对本码组起监督作用，既是线性码又是分组码称为线性分组码。

2、简述线性分组码的主要性质。

答：

答：

（1）封闭性

所谓封闭性，是指一种线性码中的任意两个码组之模二和仍为这种码中的一个码组。

这就是说，若A1和A2是一种线性码中的两个许用码组，则（Al+A2）仍为其中的一个码组。

（2）码的最小距离等于非零码的最小重量（因为线性分组码具有封闭性，因而两个