第二章 单元测试参考答案.pdf

第二章第二章 单元测试参考答案单元测试参考答案 1 简述物理层的概念和基本功能 答 物理层是物理信道实体之间合理安排的中间系统 为比特流传输所需物理连接的建立 维 持和释放提供机械性的 电气性的 功能性的和规程性的手段 2 简述信息 数据和信号的基本概念 以及通信系统的构成 答 信息信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识 即人脑对客观事物的反映 既 可以是对物质的形态 大小 结构 性能等部分或全部特征的描述 也可以是事物或外部联系 数据数据是一种承载信息的实体 是表征事物的具体形式 例如文字 声音和图像等 数据可 分为模拟数据和数字数据两种形式 模拟数据是指在某个区间连续变化的物理量 例如声音的大 小和温度的变化等 数字数据是指离散的不连续的量 例如文本信息和整数 信号信号是数据的具体的物理表现 是数据的电磁或电子编码 信号在通信系统中可分为模拟 信号和数字信号 通信系统通信系统包括信源 发信终端 传输介质 收信终端和信宿 如下图 3 简述采样定理 以及脉冲编码调制的基本步骤 答 采样定理表达公式为 1 2 或 其中 fs为采样频率 Ts为采样周期 Fmax为原始信号的最高频率 Bs为原始信号的 带宽 PCM 将模拟信号转换为数字信号的步骤包括三个阶段 采样 量化和编码 其中 采样 每隔一段时间对模拟信号取样 取样所得到的数值代表原始信号值 量化 将采样所得到的信号幅度按 A D 转换器的量级分级并取整 使连续模拟 信号变为时间上和幅度上离散的离散值 编码 用若干位二进制组合表示已取整得到的信号幅值 将离散值变为一定位 数的二进制编码 4 什么是基带传输和频带传输 频带传输的调制方法有哪些 答 信源发信终端传输介质收信终端信宿 噪声 一种从终端到信道都是数字的传输系统 数据在传输之前不需要进行任何调制和解 调等工作 在信道中直接传输用高低电压来表示 0 和 1 的基带信号 因此这种传输方式 也称为基带传输 基带是指原始信号所占的基本频带 用基带信号对载波波形的某些参数进行控制 而模拟信号传输的基础就是载波 因 此这种传输方式也称为频带传输频带传输 数字数据可以针对载波的不同参数或它们的组合进行 调制 因此 形成了移幅键控 Amplitude Shift Keying ASK 移频键控 Frequency Shift Keying FSK 和移相键控 Phase Shift Keying PSK 三种基本数字信号调制方式 5 简述不归零编码 NRZ 曼彻斯特码和差分曼彻斯特码的区别 答 不归零码是指使用负电压 低 表示 0 使用正电压 高 表示 1 的一种编码 且每 个码元占满一个时钟周期 由于每个码元在结束前没有自动回到零电平的功能 因此这 种技术称为不归零制 Non Return to Zero NRZ 曼彻斯特码的编码规则为 在每个码元的 1 2 周期处产生一个跳变 通常从高电平跳 变到低电平表示 1 而从低电平跳变到髙电平表示 0 反之也可 差分曼彻斯特编 码规则是在每一个码元的正中间进行一次电平的变换 在表示 1 时 其前半个码元的 电平与上一个码元的后半个码元的电平一样 在表示 0 时 则其前半个码元的电平与 上一码元的后半个码元的电平相反 即用每位开始时有无电平的跳变来 1 或 0 的 编码 但不论码元是 1 或 0 在每个码元的正中间的时刻 一定要有一平的转换 使用不归零码点的主要缺点是 难以确定一位的结束和另一位的开始 并且出现一 长串连续的 1 或连续的 0 时 接收端无法从收到的比特流中提取位同步信号 曼彻斯特码和差分曼彻斯特码码型由于每传输一位电压都存在一次跳变 有利于同 步信号的提取 同时 每一位正电平或负电平存在的时间相同 如果采用双极型码 可 抵消直流分量 但是 由于每位都存在跳变 编码后的脉冲频率为传输频率的 2 倍 多 占用信道带宽 相对于曼彻斯特码 差分曼彻斯特码可以获得较好的抗干扰性能 6 异步传输和同步传输的异同点是什么 答 异步传输也称为字符同步 在异步传输中 数据被划分成字符分组独立进行传输 每个字符分组包含起始位 数据位 校验位 可选项 和停止位 在异步传输方式中 各字 符分组所含比特数相同 因此传输每一字符所用的时间相同 各字符分组作为独立的单 位被传输 其中的每个比特位都同步 但是传输的字符分组间并不要求同步 同步传输是对一组字符组成的数据块 数据帧 进行同步 也称为帧同步 其同步方式 是指在数据帧之前加入同步字符 同步字符之后可以连续发送任意多个字符 即同步字 符表示一组字符的开始 在同步方式中 整个数据帧在发送方和接收方被同步后 才作 为一个单元传输 不需要对每个字符添加表示起始和停止的控制位 因此数据传输额外 开销小 传输效率高 但是同步方式实现复杂 传输中的一个错误将影响整个字符组 而异步传输中的同样错误只影响一个字符的正确接收 因此 这种方式主要用于需高速 数据传输的设备 7 简述单模光纤和多模光纤的区别 答 光纤分为单模光纤和多模光纤 其中单模光纤 Single Mode Fiber SMF 是指光纤中 的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输 而多模光纤 MultiMode fibre MMF 是指光纤中的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输 多模光纤的纤芯较粗 可传多种模式的光 但其模间色散较大 这就限制了传输数字信号的频率 而且随距离 的增加会更加严重 因此多模光纤传输的距离就比较近 一般只有几公里 单模光纤的 纤芯较细 只能传一种模式的光 其模间色散很小 适用于远程通讯 且传输速率较高 单模光纤的性能优于多模光纤 8 常用的信道复用技术有哪些 答 信道复用技术主要包括频分复用 时分复用 波分复用和码分复用 9 如果有 4 个站进行码分多址通信 且这 4 个站的码片序列分别为 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 试问这 4 个站的码片序列设置是否合理 如果收到的码片序列为 1 1 3 1 1 3 1 1 试问是哪个站点发送的数据 发送的是 1 还是 0 答 因为 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 个站的码片序列设置合理 又因为 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 发送了数据 其中 C 发送 0 而 D 发送 1 10 设单路语音信号的最高频率是 4kHz 采样频率为 8kHz 采用 PCM 编码传输 试问采样 后按 256 级量化 则传输系统的最小带宽是多少 答 最小带宽 8 8 64kbps 11 已知模拟话路信道的带宽为 3 4kHz 如果接收端信噪比 30dB 此时信道容量是多少 如果要求该信道的传输速率为 4800bps 则接收端要求的最小信噪比 PS PN 为多少 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 实现差错控制的基本思路是什么 目前数据通信中主要的差错控制方式有哪些 答 基本思路 可以在发送前按照某种差错编码规则给有效数据加上校验码 冗余码 当 信息到达接收端后 再按照相应的校验规则检验收到的数据是否正确 这种技术就称为 差错控制 所加的校验码称之为差错控制码 目前数据通信中主要的差错控制方式有奇偶校验和循环冗余等 13 写出 1001110 和 1100101 两个二进制数据的奇校验码和偶校验码 答 奇校验码 10011101 11001011 偶校验码 10011100