数据通信原理习

1、 什么叫数据通信？

答：数据通信的定义是：依照通信协议、利用数 据传输

技术在两个功能单元之间传递数 据信息。它可实现计算机与计算机、计算 机与终端或终端与终端之间的数据信息 传递。

2、 数据通信系统中传输控制器的功能是什么？ 答：传

输控制器的主要功能是执行与通信网络之

间的通信过程控制，包括差错控制和通信 协议的实现等。

3、 异步传输、同步传输的优、缺点分别是什么？ 答：

异步传输的优点是实现字符同步比较简单，

收发双方的时钟信号不需要精确的同步， 缺点是每个字符都需加入起始位和终止 位，传输效率低。

同步传输的优点是不需要对每一个字符 单独加起始位和终止位，传输效率高，缺 点是在技术上比异步传输复杂。

4、 什么是奈氏第一准则？

答：奈氏第一准则是：如系统等效网络具有理想 低通特

性，且截止频率为f时，则该系统 中允许的最高

N

码元（符号）速率为2f，这 时系统输出波形在

N

峰值点上不产生前后 符号间干扰。

5、下图所示的滚降低通形成网络是否满足无符 号间干

扰的条件？为什么？（设符号速率

答：图中所示的滚降低通形成网络不满足无符号 间干扰

的条件，因为f2f，只有当滚降 低通的幅频特性

s

N

以C（ f, 0.5 ）点呈奇对 称滚降时才满足无符

N

号间干扰的条件，而 图中所示的滚降低通幅频特性是以（1.5f， 0.5 ）呈奇对称滚降。

N

6、 部分响应系统的特点有哪些？

答:部分响应系统的特点是：冲激响应波形的前 导和后

尾衰减较快，可达到极限频带利用 率2Bd/Hz，并且物理上可实现，但有符号 间干扰，该符号间干扰是固定的，可以消 除的。

7、 基带传输时域均衡的作用是什么？

答：尽管在设计基带形成滤波器时是按照奈氏第 一准则

的要求，但如果信道特性发生畸变， 会使形成滤波器的传递函数 H( f)改变， 其冲激响应波形有可能会产生符号间干扰。 时域均衡器的作用就是消除符号间干扰，即 使得时域均衡器的输出波形满足无符号间 干扰的条件。

8频带传输系统中收端低通的作用是什么？

答：频带传输系统中收端低通的作用是除去解调 中出现

的高次产物并起基带波形形成的 功能。

9、 相对调相与绝对调相的关系是什么？

答：相对调相就是经过相对码变换后的数字信号 序列的绝对调相。

10、 格型编码调制(TCM的概念是什么？

答: TCM方式是将调制和编码合为一体的调制技 术，

它打破了调制与编码的界限，利用 信号空间状态的冗余度实现纠错编码， 以实现高速

率、高性能的传输。

11、 什么是数字数据传输？

答：数字数据传输就是在数字信道中传输数据信 号，即

12、答：13、答：差错控制的基本方式有：检错重发、前向纠14、答：卷积码的编码器在任何一段时间内产生的15、答：分组交换的主要优点是：利用PCM系统的时隙传输数据信 号。

DDN由哪几部分组成？

由本地传输系统、复用和数字交叉连 接系

统、局间传输及网同步系统、网络 管理系统四部分组成。

差错控制的基本方式有哪些？

错、混

合纠错检错及信息反馈。

卷积码的概念是什么？

n

个码元，不仅取决于这段时间中的k个 信息位，而且还取决于前N-1段规定时 间内的信息位。这时，监督位监督着这 N段时间内的信息。

分组交换的主要优、缺点是什么？

① 传输质量高。 ② 可靠性高。

DDN③ 为不同种类的终端相互通信提供方

便。

④ 能满足通信实时性要求。 ⑤ 可实现分组多路通信 ⑥ 经济性好。

分组交换的主要缺点是：

① 开销较大，对长报文通信的传输效率 比较

低。

② 要求交换机有较高的处理能力。

16、虚电路方式的特点有哪些？ 答：虚电路方式的特点

有：

（1） 一次通信具有呼叫建立、数据传输 和呼

叫清除3个阶段。

（2） 终端之间的路由在数据传送前已被 决

定。

（3） 数据分组按已建立的路径顺序通过

网络，在网络终点不需要对分组重 新排序，分组传输时延小，而且不 容易产生分组的丢失。

（4） 虚电路方式的缺点是当网络中由于

线路或设备故障可能使虚电路中 断时，需要重新呼叫建立新的连 接，但现在许

多米用虚电路方式的 网络已能提供重连接的功能，当网 络出现故障时将由网络自动选择 并建立新的虚电路，不需要用户重 新呼叫，并且不丢失用户数据。

仃、分组长度选择的决定因素是什么？

答：分组长度选择的决定因素有：交换过程中的 延迟时

间、交换机费用（包括存储器费 用和分组处理费用）、信道传输质量及 正确传输数据信息的信道利用率等。

18、 数据链路控制规程的功能有哪些？

答：数据链路控制规程的主要功能有：

① 帧控制。 ② 透明传输。 ③ 差错控制。 ④ 流量控制。 ⑤ 链路管理。 ⑥ 异常状态的恢复。

19、 HDLC帧结构中F的作用是什么？如何保证 透明

传输？

答：HDLC帧结构中F是标志字段，其作用是标 志一个帧的开始和结束。

20、答：第一层一一物理层21、答：22、答：分组交换网由分组交换机、用户终端设备、23、为了防止其它字段中出现假F,避免过 早终止帧，以保证透明传输，所采取的 措施是：当其它字段出现5个连续的

“ 1”时，在其后插入一个“ 0”，即进 行“ 0\"比特插入，收端再进行“ 0\"比 特删除

写出OSI参考模型的七层名称。

第二层一一数据链路层 第三层一一网络层 第四层一一运输层 第五层一一会话层 第六层一一表示层 第七层一一应用层

X. 75建议的作用是什么？

X.75建议是公用分组交换网的互连协议， 可使不

同的公用分组交换网进行互连。

分组交换网由哪些设备组成？

远程集

中器（含分组装/拆设备）、网络 管理中心以及传输线路等组成。

对分组的路由选择算法的一般要求有哪些？

答：对分组的路由选择算法的一般要求有：

① 在最短时间内使分组到达目的地； ② 算法简单，易于实现，以减少额外开

销;

③ 使网中各节点的工作量均衡；

④ 算法要能适应通信量和网络拓扑的变 化，

即要有自适应性；

⑤ 算法应对所有用户都是平等的。

24、 分组交换数据网中流量控制的目的是什么？ 答：流

量控制的目的在于保证网络内数据流量的

平滑均匀，提高网路的吞吐能力和可靠 性，防止阻塞和死锁现象的发生。

25、 帧中继有哪些特点？

答：帧中继的特点有：

（1） 高效性。 （2） 经济性。 （3） 可靠性。 （4） 灵活性。 （5） 长远性。

26、 DDN勺用途是什么？

答：DDN勺用途有：

（1） 向用户提供专用的数字数据信道。 （2） 可为公用数据交换网提供节点间的数据传

输信道。

（3）可提供将用户接入公用数据交换网的接入

(4) 可以进行局域网的互连

五、画图题

1、 画出数据通信系统的基本构成。

解：参见教材P39图2-1

2、 已知二进制数据序列为 0 0 1 1 0 1 0 ，以

矩形脉冲为例，画出差分信号的波形图(假 设“ 0”——电平改变，“ T—— 电平不变； 初始电平为0)。 解：

□ 0 1 1 0 1 t

3、 画出基带数据传输系统模型。

解：参见教材P54图3-8

4、 画出理想低通的冲激响应波形。

解：参见教材P55图3-10

信道。5、 画出a =0.5时的升余弦幅频特性。

解：参见教材P56图3-12

6、 画出有预编码的第四类部分响应系统方框图

解：

7、画出N=2的时域均衡器的构成框图。

解：参见教材P62图3-23 &画出数字调幅系统基本框图。 解：参见教材P70图3-34

(N=2)

9、已知基带信号的功率谱如下图所示，画出调 制后的

双边功率谱。

+ ps(f)

0 和

解:

10、某基带数据信号及载波波形如下图所示， 试 画出

其2PSK和2DPSK波形(假设数据信 号

为“1”时，载波相位不变，数据信号为“0” 时，载波

相位改变夬，②2DPSK勺

初始相

位为0）。

解:

11、某基带数据信号及载波波形如下图所示，

解:

基帚Kt提（8号

|ll 0 I 1 1 I 0 0

COSUIct

基帯敎攜

fg号4 pd「彳I

COSUJct

2PSK

K1AA1AKAAAAK^

2DPSK

A1/ i

k

I

i

t

i

t

i

t

试 画出

其2PSK和2DPSK波形（假设数据信号 为“ 1”时，载波相位改变兀/2，数据信号 为“0”时，载波相位改变3夬0/2 :②2DPS 1 的初始相位为00 0 1 ）。

| 11 ( I 基帯敷援借号

_r<

i t i i ' l \\

KAKAAW\\j 2DPSK

WAAAAAA/W

2PSK

I

1 丨 p I

__| 1

LQJ 1 U

(

<}

ilo

I ,

12、画出2DPSK言号的极性比较法解调方框图。

解：参见教材P77图3-48

13、四相调相的相位变化采用 B方式（参见教材 P78图

3-52），假设基带数据信号序列为

0111001001，写出4DPS妃调波对应的相

位，并画出其相位矢量图（假设初始相位为

0)。

解: 基带数据 信号序列： 已调波相 位（0） 相位矢量 01 3 n /4 11 00 10 01 0 n n /4 3 n /4 \\ / 1101001,画出2FSK 图（f） 14、发送数据信号序列为

波形（设cos 1

t的载频f1

1kHz，初始相位为

n,

解:

片

TAAAM/VWV航 年

皿 Aiz恤AM

I

I

I

I

I

,

I

I

15、 画出基本型控制规程信息报文的基本格式。

解：参见教材P161图6-14①

16、 DTEA与 DTEB之间有两个分组交换机，如下所示，画出虚电路（虚呼叫）的建立过程。

| DTEA | 1交换机计 —|交換机2] -------------- 1 DTEB

解：参见教材P176图6-33

17、 画出PAD相关协议示意图。

解：参见教材P179图6-40 （b）

18、 画出帧中继的协议结构。

解：参见教材P204图7-23

六、计算题

1、某数据通信系统，采用二进制传输时符号速 率为

图

cos ot的载频fo 2kHz，初始相位为

0； flOOOBd ）。

s

4800Bd，求：①符号间隔。②当采用四进 制传输时

（设符号速率不变）其数据传信速

率为多少?

T

N

Bd

1

208 10 6 秒 4800

log 2

M

------- ② R N

Bd

2、解: 3、解：

4800 log 2 4 9600

bit/s

3100Hz，信道上只存在加

性高斯白噪声，信噪比为30dB，求信道容量。(S/N)

dB

10lg - 30dB

N —N

103 1000 S

C Blog2(1 —) N

3100 log2(1 1000) 308bit/s

① 如果符合奈氏第一准则，其符号速率为多 少？ a为多少？

② 采用八电平传输时，传信速率为多少？

H(f)应以点

设模拟信道的带宽为

一形成滤波器幅度特性如下图所示。

①如果符合奈氏第一准则,

1

Ck

(f,0.5)呈奇对称滚降，由图示可得: 占 4000 2000

N

fN 2000

u

2

3000Hz

2fN 2 3000 6000 Bd

1000 3000

fslog2M

6000 log 2 8 18000bit/s

滚降系数攀證②传信速率R

0

③频带利用率

6000

4000

1.5Bd/Hz

4、有预编码的第一类部分响应系统，已知 求 bk

、Ck

。

ak bk

Ck

解:

bk

ak bk 1 bk bk 1

ak: I

I bk

O

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 Ck

: 1 2 1 1 2 2 2 1 0 1 1 1 2 1

■

5、有预编码的第四类部分响应系统，已知k

、 Ck

。

求

ak

! 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0

bk

,

ak如ak如下,

下

解:

bk ak bk 2 Ck bk bk 2

ak bk Ck

1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 : -1 0 0-1 1 0 0 1 0-1 0 1-1 0

1

6、一个三抽头的时域均衡器，其输入波形如下 图所

示，其中 x

k

2

0.1, X1 02x0 1,x1 04x2

0.2,当 k >

2

时，X0,求当输出波形y(t)满足无符号间干扰的 条件时，各增益加权系数应为多少？

解:

N

yn

ck xn k

k N

1

ck xn k

k 1

C 1X0

y°

Cx

0

1

Gx 2

C1X1 C0X0 GX 1

C 1 X2 C0 C1X。

C 1 0.2C0 0.1C| 0

0.4C 1 C0

0.2C1

C 0

y1

1

0.2C 1 0.4C0

1

Ck

解方程求得:

c 1 0.20 Co 0.85 C 0.30

7、一正交调幅系统，采用 MQAM所占频带为 600〜

3000HZ，其基带形成滤波器滚降系 数

a为1/3，假设数据传信速率为14400bit/s ,求:

①调制速率。 ②频带利用率。 ③ M及每路电平数。 解：①

B 3000 600 2400Hz

B 2(1

・••调制速率 s

2f

常

1800Bd

3

14400

6bit / s Hz

2400 log 2 M 1

・ log2M （1

） 6 （1 一） 8

・・

3

M 2

8

256

1 1

每路电平数为M? 2562 16

& 一个相位不连续的2FSK系统（设仅是简单的

频带），其f1

980 Hz, f0 1180 Hz, f

300Bd

，计算

s

它占用的频带宽度及频移指数

解：占用的频带宽度为：

B 2fs 2 300 980 1180 800Hz

0 s

980 1180 300

0.67

9、一码组集合如下所示，求其汉明距离，它能 纠错、

检错几位？

1 0 1 0 1

0 0 1 1 1

解：此码组集合的汉明距离为 2 它能

检错1位，不能纠错

10、 设信息码为

校验码。

解：偶校验码：

1011011分别写出偶校验码和奇 10110111 10110110

11、 设信息码元如下表所示，填写出水平偶监督

码的监督码元，并写出发送的数据序列。

信息码 元 监 督码元 1 0 1

1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

0 1 0 解:

信息码 监督 码元 元 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0

发送的数据序列为:

11110001101110000101111

00110

12、设信息码元如下表所示，填写出水平垂直奇

监督码的监督码元

信息码 元 监督 码元 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 监 督码元 解:

信息码 元 监督 码元 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1

1 1 1 0 1 0 监 督码元 1 1 1 0 0 0 1 0 13、假设接收端收到的（7, 4）汉明码为1 0 1 0 1 1

解：14、设某解：生成矩阵为：

0，此（7, 4）汉明码是否有错？ 错

在哪里？ s1 a6 a5a4 a2 1 0 1 1 1 s2 a6 a5a3 a1 1 0 0 1 0

s3 a6

a4a3 a0

1 1 0 0 0

此(7，4)

汉明码有错，错码位置为

(7,4)循环码的生成多项式为g(x) 求其

生成矩阵G,当信息位为

1001时，其后的监督位为何？

6 x3g(x)

x x 5

x 3

x 5 x 4 x 2

G(x)x2g

(x)

x 4 x 3 xg(x)

x 2

g(x) 1 10 10 0 0

x

3

x

1

0 110 10 0 G 0 0 110 10

0 0 0 1 1 0 1

a2

x3 x2

第1行第2行第3行取代第1行， 第2行第3行第4行取代第2行，

第3行第4行取代第3行，得到典型的生 成矩阵为：

1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 G 0 0 10 111 0 0 0 1 1 0 1

当信息位为1001时，码组为:

A=[1001]・ G

1

1001

0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1

0 10 111

=[1001011] 监督位为011

15、 求上题的编码效率。

解：编码效率为

R k -

n 7

57%

4

16、 假设有一分组交换网，P为10 ，分组最佳 长度为

e

256字节，试问分组中的分组头长度 为多少字

节？

L°pt 256 8 2048bit

h FeLOpt 10 4 20482 419.4304bit

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