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数据通信基础
数据通信基础包括：数据通信基本概念 、传输介质、数据编码 、数字调制技术、脉冲编码调制、通信方式和交换方式、多路复用技术等等。
编辑于2022-03-14 07:14:26
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数据通信基础
6.1 数据通信基本概念
一、通信系统模型 通信中产生、发送信息的一端称为信源，接收信息的一端称为信 宿，而信源和信宿之间的通信线路称为信道。
二、信道特性 信道包括模拟信道和数字信道。信道最重要的一个特性就是信道 容量，就是信道上数据所能够达到的传输速率
1、带宽 模拟信道的带宽W=最高频率f2 -最低频率f1。 两者都是由信道的物理特性决定的，信道的电路制成后，带宽就 决定了，因此它是影响信道传输速率的客观性因素。
2、噪声 信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，这种干扰就称为噪声， 它会使得信道的传输速率降低。
3、计算信道的数据速率
4、误码率 误码是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压，致使信号在 传输中遭到破坏，产生误码。 误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%
5、信道延迟 信道延迟是指信号从源端到达宿端需要的时间。 信道延迟与源端和宿端的距离有关，也与具体信道中的信号传播 速度有关。 在电缆中的传播速度一般为光速的77％，即200 m/us左右。 例如500m同轴电缆的时延大约是2.5us 卫星信道的单程时延大约是270 ms
6.2 传输介质
计算机网络中可以使用各种传输介质来组成物理信道，这些传输 介质的特性不同，所以根据不同的应用场合，不同的性能要求， 采用不同的传输介质： （1）有线传输介质 （2） 无线传输介质
1、双绞线 把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合 起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。
2、同轴电缆 由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护 塑料外层所组成，广泛用于传输较高速率的数据。
3、光纤 是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光 传导工具。传输原理是光的全反射。
多模光纤:多模光纤是在给定的工作波长上能以多个模式同时传输的光纤。 多模光纤适合于近距离传输。
单模光纤: 单模光纤的直径减小到只有一个光的波长大小，它可使光线沿直线传播，而不会产生多次反射。传输频带宽，传输容量大。单模光纤的光源使用定向型很好的激光二极管。单模光纤的损耗较小，传输距离远
4、无线电 无线电的频带是有限的。上限为在300GHz（吉赫弦），而下限 频率在各类规范中不统一，常见的说法有三种分别为3kHz～ 300GHz（国际电信联盟规定）、9kHz～300GHz、10kHz～ 300GHz。
5、微波 微波是指频率在0.3GHz～300GHz范围的电磁波，目前主要是 使用2GHz～40GHz的频率范围。
6、红外线 红外线的主要特点 (1)不能穿透坚实的物体，防窃听的安全性要比无线电系统好。 (2)几乎不会受到电气、天电、人为干扰，抗干扰性强。 (3)红外线通信机体积小，重量轻，结构简单，价格低廉。 (4)必须在直视距离内通信，且传播受天气的影响。
7、激光 激光通信系统组成设备包括发送和接收两个部分
6.3 数据编码
二进制数字信息在传输过程中可采用不同的代码，这些代码的抗噪性和定时能力各不相同。 *最基本的数字编码有单极性码、极性码、双极性码、归零码、不归零码、双相码六种。 *常用于局域网的有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。 *常用于广域网的4B/5B码、8B/10B码。
（1）基本编码
1、极性编码
极性编码极包括正极和负极。 ***单极性码：只使用一个极性，再加零电平（正极表示0,零电平表示1); ***极性码使用了两极（正极表示0,负极表示1); ***双极性码则使用了正、负两极和零电平（典型的双极性码是信号交替反转编码AMI,它使用零电平表示0, 1则使电平在正、负极间交替翻转）
2、归零性编码
归零性编码 归零性指的是编码信号量是否回归到零电平。归零码就是指码元中间的信号要回归到零电平。不归零码则不回归零（而是当1时电平翻转，0时不翻转），也称为差分机制。
3、双相码
双相码通过不同方向的电平翻转（低到高代表0,高到低代表1),这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步，这也是曼彻斯特编码的基础。
（2）应用性编码
曼彻斯特编码曼彻斯特编码（简称曼码）是一种双相码，用低到高的电平转换表示0,用高到低的电平转换表示1(有教程描述正好相反，即用低到高的电平转换表示1,用高到低的电平转换表示0,都是正确的），它可以实现自同步，常用于802. 3以太网。
差分曼彻斯特编码（简称分曼码）是在曼彻斯特编码的基础上 加上了翻转特性，遇1翻转，遇o不变，常用于令牌环网。使用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码时，每传输1bit的信息，就要求线路上有2次电平状态变化（2波特），因此要实现100Mbps的传输速率，就需要有200MHz的带宽，即编码效率只有50%。
（3）多电平编码
多电平编码 码元可取多个电平之一，每个码元可代表几个二进制位。这样，多电平码的数据速率大于波特率，因而提高了带的利用率。但它的抗噪性不好，在传输过程中容易畸变。
（4）4B/5B编码、8B/6T编码、8B/10B编码
4B/5B编码、8B/6T编码和8B/10B编码正是因为曼码的编码效率不高，所以在带宽资源宝贵的广域网和速度要求更高的局域网中，就面临困难。因此就出现了mbnb编码，也就是将m比特位编码成为n波特（代码位）的编码。
(1)8B/6T 100Base-T4 [试题 2017] 即3类UTP，它采用的信号速度为25MHz，需要四对双绞线，不使用曼彻斯特编码，而是三元信号，每个周期发送4比特，这样就获得了所要求的100Mb/s，还有一个33.3Mb/s的保留信道。该方案即所谓的8B6T(8比特被映射为6个三进制位)。
(2)4B/5B 百兆以太网（即快速以太网） 100Base-TX 4B/5B 每次对4个数据进行编码，将其转化为5位符号 100Base-FX Base-TX FDDI 即5类UTP，其设计比较简单，因为它可以处理速率高达125MHz以上的时钟信号，每个站点只需使用两对双绞线，一对连向集线器，另一对从集线器引出。它没有采用直接的二进制编码，而是采用了一种运行在125MHz下的被称为4B5B的编码方案。100Base-TX是全双工的系统。
(10)8B/10B 每次对8个数据进行编码，将其转化为10位符号 千兆以太网
6.4 数字调制技术
在计算机通信时，有时需要对数字信号进行调制，以适合在模拟线路上传输，接收端通过解调以还原信号，因此在利用模拟线路（如电话线）进行数据通信时就使用调制解调器（Modem).
（1）调制技术
最基本的调制技术包括： **幅移键控（ASK) **频移键控（FSK) **相移键控（PSK)
1、幅移键控（ASK):利用载波的振幅变化去携带数字数据，而载波的频率、相位都保持不变。
2、频移键控（FSK):利用已调波的频率变化去携带数字数据，而载波的振幅、相位不变。
3、相移键控（PSK):利用已调波的相位变化去携带数字数据，而载波的频率和振幅都不变。
4、正交幅度调制正交幅度调制（QAM)是一种在两个幅度相同但相位相差90度的模拟信号合成为一个模拟信号的调制方式。下表是ASK和PSK技术结合的复合调制。
6.5 脉冲编码调制
最常用的数字化技术是脉冲编码调制技术(PCM)，简称脉码调制。 PCM要经过取样、量化、编码三个步骤，就是将语话、图像等模 拟信号每隔一段时间进行取样，使其离散化；同时将抽样值按分 层单位四舍五入取整量化；再将抽样脉冲的幅值用二进制码来表 示。
1、取样 根据奈奎斯特取样定理，在进行模拟/数字信号的转换过程中， 取样速率只要大于模拟信号的最高频率的2倍，就可以完整地保 留源信号中的信息。我们都知道44kHz的音乐让人感觉到最逼真， 这是因为人耳可识别的最高频率约为22kHz，因此当采样率达到 44kHz就可以达到最满意的效果
2、量化 是将样本的连续值转成离散值，离散值的个数决定了量化的精度。 比如，8位、16位的声音，指的就是2^8、2^16位量化。
试题：对声音信号数字化时，由于话音的最高频率是4KHz，所以取 样速率是8KHz。对话音样本用128个等级量化，则在数字信道上 传输这种数字化信号的速率是（）Kbps。 A．112 B．56 C．8 D．16000 2^7=128 8K*7=56KBS
3、编码 就是将量化后的样本值变成相应的二进制代码。
6.6 通信方式和交换方式
一、数据通信方式 按照数据传输方向，可以分为三种： ● 单工通信，即信息只能单向传送，如无线电广播、有线电视等。 ●半双工通信，即双方可交替发送和接收信息，但不能够同时接 收和发送，如对讲机。 ●全双工通信，即可以同时双向信息传送，如现代电话通信。
按同步方式可以分为两种： 1、异步传输 将比特分成小组进行传送，字符间要插入诸如“起始位”、“终 止位”的同步信息，而且通常还需要加入“校验信息”，适合长 距离传输。
2、同步传输 即顺序地连续传输，通常是在传输前进行同步，然后在传输时双 方以同一频率工作，以数据块为传输单位的数据传输方式。每个 数据块的头部和尾部都要附加一串同步字符SYNC，一般还要附加 一个校验序列，以便对数据块进行差错控制。 传输效率高用于 磁盘 。
二、交换方式 通信网络中通常有许多中间结点，因此信息在传输时需要经过许 多中间结点，这些交换结点转发信息的方式就是交换方式。 常用的交换方式有： ● 电路交换 ● 报文交换 ● 报文分组交换（分组交换）
1、电路交换 电路交换是一种直接的交换方式，它为一对需要进行通信的装置 （站）之间提供一条临时的专用通道。 公用电话网使用的就是电路交换方式。 电路交换的通信包括三个阶段： ①电路建立 ②数据传输 ③电路拆除
电路交换特点 ● 建立连接需要等待较长时间● 建立连接后线路是专用的，无其他用户干扰 ●适合传输大量数据
2、报文交换 结点把要发送的信息组织成一个数据包--报文，该报文中含有目 标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送 ● 报文交换采用的是存储转发技术。 ● 报文交换等待时延长，不适合交互式通信。 ● 报文交换统一线路是共享的，利用率高。
3、分组交换 分组交换技术严格限制数据块的大小，把大报文切分成更小的数 据单位，加上分组编号和源地址、目标地址等控制信息首部，构 成了分组(packet)，现代网络绝大多数采用分组交换技术。 根据内部机制的不同，分组交换技术又分为： ●数据报 ● 虚电路
1)数据报 类似于报文交换，每个分组在网络中的传输路径可能不同，到达 目标地址后按分组编号排序组合。
数据报方式的特点： (1) 多分组的报文中，交换机尚未接收完第二个分组，已经收到 的第一个分组就可以转发出去，减小了延迟，提高了吞吐量。 (2)资源利用率高。 (3)发送分组前不需要建立连接。 (4)分组在各交换机进行存储转发时需要排队。会造成一定的时延。 (5)每个分组都独立处理，转发的路径可能不同，因此不一定按序 到达接收方。 (6) 具有冗余路径，对故障适应力强。
2)虚电路 虚电路方式要求在发送数据之前，在源主机和目的主机之间建立 一条虚连接。所以，虚电路提供的是面向连接的通信服务。 在两个节点或应用进程之间建立起逻辑连接或虚电路后，就可以 在两个节点之间依次发送分组，接收端收到分组的顺序与发送端 的发送顺序一致，因此接受端无须对分组重新进行排序。
在建立连接阶段，需要在源主机和目的主机之间的每个交换机上 建立“连接状态”，连接状态由连接经过的每个交换机中的"VC 表”记录组成。
4、信元交换 信元交换是异步传输模式(ATM)采用的交换方式。是一种面向连 接的快速分组交换技术，它是通过建立虚电路来进行数据传输的。 ATM网络中与众不同的是，分组长度是固定的，称为信元(cell)。 信元长度为53字节，5字节的首部，48字节的有效载荷。
6.7多路复用技术
一、复用技术 多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术，它 可以有效地提高数据链路的利用率，使得远程网络的干线可以同 时运载大量的语音和数据传输。 多路复用技术常用的两个设备：
●多路复用器：在发送端根据约定规则把多个低带宽信号复合成 一个高带宽信号。 ●多路分配器：根据约定规则把高带宽信号分解为多个低带宽信 号。这两种设备统称为多路器(MUX）
● 频分多路复用(FDM) ● 时分多路复用(TDM)● 波分多路复用(WDM)● 码分复用(CDM) 其中时分多路复用又包括同步时分复用和统计时分复用(STDM)。
1、频分多路复用(FDM) 把载波带宽划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行 传送一路信号的多路复用技术。频分多路复用主要用于模拟信号。 多路复用器接受来自多个源的模拟信号，每个信号有自己独立的 带宽。这些信号被组合成另一个具有更大带宽更加复杂的信号， 通过介质传送到目的地，然后通过多路复用器完成分解工作，把 各个信号单元分离出来。
家用电视、ADSL
有线电视系统(CATV)中，一根CATV电缆的带宽大约是1000MHz， 每个频道6.5MHz的带宽，可传送150个频道的电视节目， 6.5MHz 的带宽又进一步划分为声音子通道、视频子通道以及彩色子通道。 每个频道两边都留有一定的警戒频带，防止相互串扰。
2、时分多路复用(TDM) 时分多路复用信号分割的参量是信号占用的时间，所以，要使复 用的各路信号在时间上互不重叠，在传输时把时间分成小的时隙， 每一时隙由复用的一个信号占用。 4个时隙构成一个时分复用帧，每一个时分复用的用户在每一个 TDM帧中占用固定序号的时隙，每个用户所占用的时隙是周期性 地出现。时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带带宽。
3、统计时分多路复用 (STDM) 统计时分多路复用是一种改进的时分复用方法，它能明显地提高 信道的利用率
4、波分多路复用(WDM) 波分复用是频分复用的一种形式，应用于光纤通信中。由于光载 波的频率很高，习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。 不同波长的光线通过同一根光纤传播，和频分复用一样，每个信 道有自己的频率范围。
二、数字传输系统 在电话的语音通信中，通常是对4kHz的语音通道按8kHz的速率采 样，用128级（2^7）量化，因此每个语音信道的比特率是56Kbps， 而由于在传输时，需要在每个7bit组后加上1bit的信令位，因此构 成了64Kbps的数字信道。
T1载波
【帧结构】：24路采样声音信号，每路采样用7位编码，再加上1位控制信号（即每路占用8位），24路后再增加1位帧同步位；因此每一个帧包含 193位，且每一帧用 125us时间传送。
（1） T1载波支持的数据传输速率为1.544Mbps （即 193bit/125us=1.544Mbps) （2）每个通道支持 的数据速率为 56Kb/s ，传输速度为64Kb/s 因为传输速度= 1.544Mbps/24=64Kb/s；而每路的8位中，只要7位是用于用户数据，所以数据速率=7/8*64=56Kb/s （3）T1载波开销所占比例为13% 。 因为一帧193bit中，168bit（24×7）用于用户数据，25bit（193-168）用于开销。所以开销所占比例=25bit/193bit≈13%
E1载波
【帧结构】：每一帧开始处有8位作同步用,中间有8位用作信令,在组织30路8位数据,全帧包含256位,且每一帧用 125us时间传送。(通常我们把E1载波的一个帧分为32个时隙，一个时隙为8个bit；其中时隙0和时隙15是传输控制信令用，所以一条E1可以传30路话音。这里要注意：在路由器上的E1是不能划分时隙的，只能做2M线使用）。
（1） E1载波支持的数据传输速率为2.048Mbps （即 256bit/125us=2.048Mbps) （2）每个通道支持 的传输速度（或数据速率）为 64Kb/s [试题2017] 因为每个时隙在E1帧中占8bit，8*8k=64k，即一条E1中含有32个64K，则 2.048Mbps/32=64Kb/s （3）T1载波开销所占比例为6.25% 。因为一帧32个时隙中，30个用于用户数据，2个用于开销。所以开销所占比例=2/32=6.25%
E1载波是一种2.048Mb/s速率的PCM载波。 E2载波由4个E1载波组成，数据速率为8.448Mb/s。 E3载波由4个E2载波组成，数据速率为34.368 Mb/s。 E4载波由4个E3载波组成，数据速率为139.264 Mb/s。 E5载波由4个E4载波组成，数据速率为565.148 Mb/s。
6.8差错控制
一、差错控制 在数据传输中出现错误总是不可避免的，因此需要采用有效的差 错控制方法。在数据通信中常用的办法是检错和纠错码。 出现差错的原因分两种： ●热噪声引起的随机错误 ● 冲击噪声引起的突发错误
二、奇偶校验 奇偶校验较简单，串口通信中使用奇偶校验作为数据校验的方法。 它分为奇校验和偶校验两种，均是添加1位校验位，根据信息码 中1的个数来决定校验位的取值，使得填入校验位后，1的个数为 奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。
三、海明码 海明码是奇偶校验的一种扩充。和奇偶校验的不同之处在于海明 码采用多位校验码的方式，在这些多个校验位中的每一位都对不 同的信息数据位进行奇偶校验，通过合理地安排每个校验位对原 始数据进行的校验的位组合，可以达到发现错误、纠正错误的目 的(当出现两位错误时，海明码能够查错，但无法纠错)。 还需要记住以下几个关键的关系。 • 可查出多少位错误：可以发现“ ≤码距-1” 位的错误。 • 可以纠正多少位错误：可以纠正“ <码距/2” 位的错误，因 此如果要能够纠正n位错误，所需最小的码距应该是“ 2n+1”
海明码的原理 在数据中间加入几个校验码，码距均匀拉大，当某一位出错，会 引起几个校验位的值发生变化。 2. 海明不等式： 校验码个数为k，可以表示2k个信息，1个信息用来表示“没有 错误”，其余2k -1个表示数据中存在错误，如果满足2k 1≥m+k（ m+k为编码后的数编总长度），则在理论上k个校验 码就可以判断是哪一位（包括信息码和校验码）出现了问题。
试题
真题详解
试题1（2017年下半年试题11和试题12) 图1. 4所示的调制方式是（11 ),若数据速率为1Kb/s,则载波速率为（12 )Hz (11) A. DPSK B. BPSK C. QPSK D. MPSK (12) A. 1000 B. 2000 C. 4000 D. 8000
（11)参考答案：（11)A;(12)B.要点解析：根据图形可知波形在1和0之间，以载波的相对初始相位变化来实现数据的传送，并且初始相位与前一码元发生 180度变化为二进制0,无变化为1,可以判定为DPSK(差分相移键控）。对应的码元速率和二进制数据速率相同，数据速率为1Kb/s,因此载波频率为两倍。
试题2（2017年下半年试题13)El载波的子信道速率为（13)Kb/s A. 8 B. 16 C. 32 D. 64
（13)D.要点解析：E1载波的传输速率为2. 048Mb/s,每个子信道的速度是64Kb/s.
试题3（2017年下半年试题14和试题15)100Base-T4 采用的编码技术为（14),利用（15)传输介质进行数据传输。 （14) A. 4B/5B B. 8B/6T C. 8B/10B D. MTL-3D. （15) A.光纤 B. UTP-5 C. UTP-3 D.同轴电缆
参考答案：（14)B;(15)C.要点解析：100Base-T4的信号采用8B/6T的编码方式，即每8位作为一组的数据转换为每6位一组的三元码组。其电缆类型为4对3类的非屏蔽双绞线，最大传送距离是100米。
试题4(2017年下半年试题16) 在异步通信中，每个字符包含1位起始位、8位数据位、1位奇偶位和2位终止位，若有效数据速率为800b/s,采用QPSK 调制，则码元速率为（16)波特。 （16)A.600 B. 800 C. 1200 D. 1600
参考答案：（16) A. 600 要点解析：每个字符的位数为1+8+1+2=12,有效数据速率＝标准速率x8/12=800b/s,则可得标准速率是1200b/s.采用QPSK 调制，那么码元速率xlog24=1200,可得出码元速率为600波特。
试题5(2017年下半年试题17) 5个64Kb/s的信道按统计时分多路复用在一条主线路上传输，主线路的开销为4%,假定每个子信道利用率为90%,那么这些信道在主线路上占用的带宽为（17)Kb/s. （17) A. 128 B. 248 C. 300 D. 320
参考答案：（17)C.要点解析：每个子信道利用率为90%,因此有公式：5x64x90%=Xx(1-4%),解方程得X=300.其中5x64x90%=288Kb/s为复用后速率。
试题6(2017年上半年试题3)2Y> 8+r+1+已知数据信息为16位，最少应附加（3)位校验位，才能实现海明码纠错。 (3) A.3 B.4 C.5 D.6
试题7(2017年上半年试题6) 数字语音的采样频率定义为8kHz,这是因为（6 ) （6)A.语音信号定义的频率最高值为4kHz B.语音信号定义的频率最高值为8kHz C.数字语音传输线路的带宽只有8kHz D.一般声卡的采样频率最高为每秒8kHz
参考答案：（6)A.要点解析：本题考查尼奎斯特取样定理：如果取样速率大于模拟信号最高频率的2倍，则可以用得到的样本空间恢复原来的模拟信号。因此采样频率＝模拟信号频率x2,即模拟信号频率为一半4kHz.
试题8(2017年上半年试题12和试题13)信道的须率为0~4Hz,若信保比为300B,则信道容量为（12)Kb/s,要到．容量，至少需要（13)个信号状态。 （12) A. 4 B.20 C.40 D.80 （13) A. 4 B.8 C. 6、 D. 32
8参考答案：（12)C;(13)D.C要点解析：W(带宽）＝4-0=4,由题可知dB=10lg(S/N)=30,故S/N=1000.C(信道容量）＝Wxlog2(1+S/N)=4xlog21001≈4xlog2210=40C=Blog2N=40,又因B=2W=8,所以N=32.
试题9(2017年上半年试题14)4B/5B编码先将数据按4位分组，将每个分组映射到5单位的代码，然后采用(14)进行编码 （14) A. PCM B. Manchester C. QAM D. NRZ-I
（14)D.要点解析：4B/5B编码实际上是一种两级编码。系统中使用不归零编码，在发送到传输介质之前要变成见1就翻的不归零编码（NRZ-I).NRZ-1代码序列中1的个数越多，越能提供同步定时信息，但如果遇到长串的0,则不能提供同步信息。所以在发送到介质之前还需要进行一次4B/SB编码，发送器扫描要发送的位序列，将其每4位分成一组，然后按照4B/5B编码规则转换成相应的5位代码。
试题10(2017年上半年试题15和试题16)A、B是局域网上两个相距1km的站点，A采用同步传输方式以1Mb/s的速率向B发送长度为200000字节的文件。假定数据帧长为128比特，其中首部为48比特，应答帧为22比特，A在收到B的应答帧后发送下一帧。传送文件花费的时间为（15)s,有效的数据速率为（16)Mb/s(传播速率为200m/μs). （15) A. 1. 6 B. 2. 4 C.3.2 D.3.6 （16) A. 0. 2 B. 0. 5 C.0.7 D.0.8
参考答案：（15)C;(16)B.要点解析：总时间＝传播时间＋传输时间。发送200000字节，需要发送数据帧＝（200 000x8)/(128-48)=20000个（数据帧），那么应答帧＝20000个。C. 3. 2C. 0. 7 传播时间＝1000/200=5μsx40 000=0. 2s.传输时间＝发送数据帧＋发送应答帧时间。发送一个数据帧时间：128/1 000 000.发送一个应答帧时间：22/1 000 000.所以，传输时间（150/1 000 000)x20000=3s,则总时间＝3. 2s.有效数据速率＝（200 000x8)bit/3. 2=0. 5Mb/s.
试题11 (2016年下半年试题14和试题15) 在异步通信中，每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和1位终止位，每秒钟传送100个字符，采用DPSK调制，则码元速率为（14),有效数据速率为（15). （14)A.200波特 B.500波特 C.1000波特 D.2000波特 （15) A. 200b/s B. 500b/s C. 700b/s D. 1000b/s
参考答案：（14)C;(15)C.要点解析：DPSK(差分相移键控）利用调制信号前后码元之间载波相对相位的变化来传递信息。码元速率＝（1+7+1+1)x100=1000波特，有效数据速率＝［7/(1+7+1+1)]x1000=700b/s.
试题12(2016年下半年试题28)在采用CRC校验时，若生成多项式为G(X)=X5+x2+X+1,传输数据为 1011110010101时，生成的帧检验序列为（28) （28) A. 10101 B. 01101 C. 00000 D. 11100
（28)C.要点解析：CRC 循环冗余校验码利用循环码的误码检测特性进行误码检测，循环码的已编码字可被生成多项式g(X)整除，接收端可以利用这一点进行检错，若不能整除，则有错。原始报文为1011110010101,其生成多项式为：x5+x2+X+1,在原始报文后面添加5个0(生成多项式的最高次幂为5)作为被除数，除以生成多项式所对应的二进制数 100111,模除后得到的余数为校验码00000
试题13(2016年上半年试题14) 通过正交幅度调制技术把ASK和PSK两种调制模式结合起来组成16种不同的码元，这时数据速率是码元速率的（14)倍。 （14) A. 2 B.4 C.8 D.16
（14)B.要点解析：如果一个码元（取两个离散值）只携带1比特的信息量，则两者之间的数值相等；如果一个码元（取四个离散值），则携带2比特的信息量。相关的换算公式为：R=Blog2N.B. 通过正交幅度调制技术把ASK和PSK两种调制模式结合起来组成16种不同的码元，故此时数据速率是码元速率的4倍。
试题14(2016年上半年试题15和试题16) 一对有效码字之间的海明距离是（15).如果信息为10位，要求纠正1位错，按照海明编码规则，最少需要增加的校验位是(16) （15)A.两个码字的比特数之和 B. 两个码字的比特数之差 C. 两个码字之间相同的位数 D. 两个码字之间不同的位数 （16)A.3 B.4 C.5 D.6
（15)D;(16)B.要点解析：码距就是两个码字C1和C2之间不同的比特数。例如：1100与1010的码距为2;1111与0000的码距为4.校验码个数为K,2的K次方个校验信息，1个校验信息用来指出“没有错误”，其余2k-1个指出错误发生在哪一位，但也可能是校验位错误，所以满足m+k+1≤2k.如果信息为10位，要求纠正1位错，按照海明编码规则，最少需要增加的校验位是4位。
试题15(2016年上半年试题17 T1载波的数据速率是（17). （17) A. 1. 544Mb/s) B. 6. 312Mb/s C. 2. 048Mb/s D. 44. 736Mb/s
试题16 (2015年下半年试题15)设信号的波特率为500Baud,采用幅度－相位复合调制技术，由4种幅度和8种相位组成16种码元，则信道的数据速率为（15) （15) A. 500b/s B. 1000 b/s C. 2000 b/s D. 4800 b/s
（15) 参考答案：（15)C.要点解析：数据传输速率R与波特率B之间的换算公式为：R=Blog2N.N为码元的种类，本题为16参考答案：,因此R=500xlog,16=500x4=2000b/s.
试题17(2015年上半年试题14) 正交幅度调制16-QAM的数据速率是码元速率的（14)倍。 （14) A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
参考答案：（14)B.要点解析：正交幅度调制形成了16种不同的码元，数据传输速率R、码元速率B、码元种类N之间的关系是：R=Blog2N,因此R=Blog216=4B,可见数据速率是码元速率的4倍。
试题18 (2015年上半年试题15)电话线路使用的带通滤波器的带宽为 3kHz(300~3300Hz),根据尼奎斯特采样定理，最小采样频率应为（15). A. 300Hz B. 3390Hz C. 6000Hz D. 6600Hz
（15)D.要点解析：根据尼奎斯特采样定理，采样频率至少为最高频率的2倍。
综合知识试题
试题1 (2014年下半年试题14)PCM编码是把模拟信号数字化的过程，通常模拟话音信道的带宽是4000Hz,则数字化采样频率至少（14)次／秒。 ( 14)A. 2000 B. 4000 C. 8000 D. 16000
试题1】答 案：（14)C.解析：根据Nyquist采样定律，编码时采样频率需至少为原始信号带宽的两倍，方可保证无损重建原始信号。
试题2(2014年下半年试题15) 设道带宽为4000Hz,信噪比为30dB,按照香农定理，信道容量为（15). （15) A. 4Kb/s B. 1. 6Kb/s C. 40Kb/s D. 120Kb/s
【试题2】答 案：（15)C.解析：本题考察香农公式。香农公式为：C=Bxlog2(1+S/N),B为宽带，S/N为信噪比。而题干给出的信噪比为dB,dB和S/N的关系为：dB=10lg(S/N).30dB时，可得出S/N为1000.C=Bxlog2 (1+S/N) =4000xlog2 (1+1000) =40Kb/s.
试题3(2014年下半年试题16) 所谓正交幅度调制是把两个（16)的模拟信号合为一个载波信号. （16)A.幅度相同，相位相差90度 B.幅度相同，相位相差180度 C.频率相同，相位相差90度 D.频率相同，相位相差180度
【试题3】答 案：（16)A.解析：正交编码的两个信号源相位相差90度。
试题4(2014年上半年试题13) 地面上相距 2000km 的两地之间通过电缆传输 4000 比特长的数据，数据速率为64Kb/s,从开始发送到接收完成需要的时间为（13). （13) A. 48ms B. 640ms C. 32. 5ms D. 72. 5ms
【试题4】答 案：（13)D.解析：一个数据包从开始发送到接收完成的时间包含发送时间tr和传播延迟时间1.两部分，可以计算如下：对电缆信道p=2000km/(200km/ms)=10ms,t=4000b/64000b/s=62. 5ms,p+t=72. 5ms.
试题5 (2010年下半年试题14和试题15) 海明码是一种纠错的编码，一对有效码字之间的海明距离是要求纠正1位，按照海明编码规则，需要增加的校验位是（15)位。（14),如果信息为6位， （14)A.两个码字的比特数之和 B. 两个码字的比特数之差 C. 两个码字之间相同的比特数 D. 两个码字之间不同的比特数 （15) A. 3 B.4 C.5 D.6
【试题5】答 案：（14)D;(15)B.解析：海明码属于线性分组编码方式，大多数分组编码属于线性编码，其基本原理是，使信息码元与校验码元通过线性方程式联系起来。两个码字之间不同的比特数就是海明距离，此比特数又称为海明码距离。海明码的编码规则是：如果有n个数据位和k个冗余校验位，那么必须满足2k-1>n+k,此处k=4,因此有n≤2k-1-k=16-1-4=11,n最大为11.
试题6(2010年上半年试题34)假设网络的生产管理系统采用B/S工作方式，经常上网的用户数为100个，每个用户每分钟平均产生11个事务，平均事务量大小为0. 06MB,则这个系统需要的信息传输速率为（34). （34) A. 5. 25Mb/s B. 8. 8Mb/s C. 66Mb/s D. 528Mb/s
【试题6】答 案：（34)B.解析：用户数量100个，每个用户每分钟产生11个事务，意味着这100个用户每秒可以产生（100x11)/6个事务，每个事务量大小为0. 06MB,亦即每个事务量的比特数为0. 06MBx8=0. 48Mbit.系统计算的信息传输速率单位是b/s,(100x11x0. 48)/60=8. 8Mb/s.