《数字数据通信原理》习题-1
《数字数据通信原理》
综合练习册
安徽邮电职业技术学院通信工程系
201
2
月
3
年
第一章 数字与数据通信概论
一、填空题
是信息传输的载体，是反映信息的物理量。
信号1. 。
离散时间信号和连续时间信号按时间函数自变量的连续性和离散性，信号分为2. 有色噪声
和白噪声噪声按功率谱分类，可分为3. 4.通信的任务是信息的_传递 或交换_。
5.通信系统的基本模型包括信源、发送设备、信道（包括噪声）、接收设备、信宿五个部分。
6.DTE 是数据终端设备，DCE 是数据通信设备。
7.按照信号传送方向与时间关系，广播属于单工传输，对讲机属于半双工传输，电话通信属于全
双工传输。
8.从信息传输角度来看，数字通信系统的主要质量指标是_有效性_和可靠性_。 9.按传输媒介来分，通信系统可分为_有线通信_和无线通信两大类。
10.已知信号与噪声功率之比为63，带宽为4KHz ，信道容量＝24kbit/s 。B ·Log 2 (1+S /N ) 11.某数字信道带宽为3100Hz ，若采用16进制传输，该数字信道的信道容量=24.8kbit/s 。2B ·Log 2M
二、选择题
1．真正能客观地反映数字通信系统传输效率的指标是（C ）
A ．信息传输速率
B ．传输速率
C ．频带利用率
D ．A 、B 、C 均可 ２．下列哪个描述不符合数字通信的特点（D ）
A.抗干扰能力强
B.差错可控
C.保密性强
D.占用信道带宽窄 3．数字通信系统的有效性指标为（D ）
A.误码率
B.信噪比
C.信号带宽
D.信息速率 4.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则它的信息传输速率是（D ） A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 4800×Log 28=14400bit/s 5. 以太网中使用的网线属于（A ）
A.双绞线
B.同轴电缆
C.光缆
三、综合题
1.信号与信息之间的联系。
答：信号是信息传输的载体，是反映信息的物理量；信息是现代社会存在的基础，是人类社会进行沟通交流的纽带，主要以语音、数据、图像等多种形式出现。
2.什么是模拟信号？什么是数字信号？
答：模拟信号是幅度取值是连续的信号；数字信号是指幅度取值是离散的信号。
3.什么是频谱？周期信号的频谱与非周期信号的频谱有何异同点？
答：为了直观反映信号中各频率分量的分布情况，可将其各频率分量的振幅和相位随频率变化的关系用图形表示出来，即信号在频域上的分布情况。周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱是连续的。
4．与模拟通信系统比较，数字通信系统有何优缺点？
答：优点：
(1)抗噪声性能好，可采用再生中继消除噪声积累，实现高质量、远距离通信；
(2)采用信道编码技术，使通信误码率降低，提高了通信可靠性；
(3)便于加密，保密性好；
(4)便于与计算机等数字终端连接，实现信号处理、存储和交换；
(5)易于实现集成化、小型化；
缺点：
占有频带宽。
5．什么是数子通信？数子通信系统基本构成模型包括哪些部分？
答：在系统中传输、接收和处理的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。数字通信系统基本构成包括信源、信源编码、信道编码、调制器、信道、噪声、解调器、信道解码、信源解码、信宿。
6．假设有一数字传输系统发送等概率的二进制码元的速率为2400Bd，求该系统的信息传输速率。
若改为十六进制传输，在码元速率不变情况下该系统的信息速率为多少？
答：二进制，系统传输速率，十六进制，信息速率为。
7．设在125μs内传输256个二进制码元，其信息传输速率是多少？若该信号在4s内有6个码元产生误码，试问其误码率为多少？
答：符号传输速率为，信息传输速率为
；误码率。
8.某二进制信号在信道带宽为4kHz的信道内以2400bit/s速率传输，求其传码率和频带利用率。
若在传码率不变情况下，改为八进制，问传信率为多少？频带利用率是多少？
答：二进制信号，码元速率与信息速率一致，即，频带利用率为
；八进制，信息传输速率为
，频带利用率为。
第二章语音信号数字化技术
一、填空题
1.PCM通信系统A/D变换包括抽样、量化和编码三个部分。
2.抽样是抽取模拟信号在离散时间点上的振幅值。
3.量化是对幅度进行离散化处理的过程。
4.编码是把量化后的信号转换成代码的过程。
5．低通抽样定理中，以抽样频率f s的速率进行抽样，则取得的样值完全包含原模拟信号的信息。
6.模拟信号的频率为0-180KHz,如果要求抽样后保护带宽度有80KHz,此时的抽样频率是440KHz。
7.原始信号频带与相邻频带之间的频带间隔相等时，带通信号的抽样频率为。
8.信号的量化过程中，视量化间隔的均匀与否可将量化分为均匀量化和非均匀量化。
9．A律压缩特性一般A的取值为87.6。
10．△M是增量调制，DPCM是差分脉冲编码调制，ADPCM是自适应差分脉冲编码调制。
11. 在语声数字通信中将语声信号的编码方式可粗分为波形编码、参量编码。
二、选择题
1．CCITT规定话音信号的抽样频率选为（C）
A．6.8KHz B.＞6.8KHz C.8KHz D.＞8KHz
2．样值为301△，它属于A律13折线的（C）
A.第4量化段
B.第5量化段
C.第6量化段
D.第7量化段
3．在N不变的前提下，非均匀量化与均匀量化相比（B）
A.大信号的量化信噪比提高
B.小信号的量化信噪比提高
C.大、小信号的量化信噪比均提高
D.大、小信号的量化信噪比均不变
4．A律13折线压缩特性各段的斜率不同，其中第3段的斜率是（C）
A.2
B.4
C.8
D.16
5．某信号占有频率范围100KHz～552KHz，求其最低抽样频率f s＝（A）
A.1104KHz
B.576KHz
C.624KHz
D.212KHZ
三、综合题
1．请画出PCM基带传输通信系统框图。
答：
2．已知某路话音信号的最高频率是300Hz～3400Hz，最低抽样频率应为多少？若保护频带600Hz，其抽样频率应为多少？
答：最低抽样频率为6800Hz，已知保护频带为600Hz，则抽样频率为f s=6800+600=7400Hz。
3.简述低通型信号抽样定理的内容，并说明为什么采用理想抽样后就能够重建信号
答：限带为f m的信号f(t)，若以频率进行均匀抽样，则可无失真恢复原信号f(t)。理想抽样后，不会发生频谱混叠，经过低通滤波器后就可无失真恢复原信号。
4．均匀量化有什么特点？
答：均匀量化的量化间隔相等，信号电平越低，信噪比越小。
5．请解释A律13折线为什么是13折线？
答：A律13折线，正负方向上各8个折线段，正方向的1、2段和负方向的1、2段斜率相同，连在一起作为一段，所以总共可以看作是13折线。
6．非均匀量化的目的是什么？非均匀量化的原理是什么？
答：采用非均匀量化可以改善小信号的非均匀量化信噪比，可以做到在不增加量化级数的情况下，使信号在较宽的动态范围内的信噪比达到指标的要求。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔，在输入小信号时，采用小量化级差，则量化误差小；输入大信号时，采用大量化
级差，其量化误差大，但缩短实际编码码字的长度，提高通信效率。非均匀量化一般采用压缩扩张技术。
7．PCM通信系统中接收端低通的作用是什么？
答：接收端低通的作用是过滤高频信号，恢复原模拟信号。
8.A律13折线编码器，n=8，一个样值为-1000△，试将其编成相应的码字。
解：负极性，B1=0，首先进行段落编码，1000△>128△，B2=1，1000△>512△，B3=1，1000△<1024△，B4=0，所以段落码为110，在第7段落上，起始电平为512△，然后进行段内编码，512△+256△=768△<1000△，则B5=1，512△+256△+128△=896△<1000△，则B6=1，512△+256△+128△+64△=960△<1000△，则B7=1，512△+256△+128△+64△+32△=992△<1000△，则B8=1，所以段内码为1111，最终B1B2B3B4B5B6B7B8=01101111。
9.A律13折线编码器，n=8，一个样值为-210△，试将其编成相应的码字。
解：第一次比较：-210△<0，B1=0；第二次比较：210△>128△，B2=1；第三次比较：210△<512△，B3=0；第四次比较：210△<256△，B4=0；得到段落码为100，值在第5量化段，起始电平为128△，
段落码间隔为8△，进行段内编码，第五次比较：128△+8×8△=192△<210△，则B5=1；第六次比较：128△+8×8△+4×8△=224△>210△，则B6=0；第七次比较：128△+8×8△+2×8△=208△<210△，则B7=1；第八次比较：128△+8×8△+2×8△+1×8△=216△<210△，则B8=0，所以，段内码为1010，最终，取样值对应的码子为01001010。
10. 已知一个采用A律13折线非线性量化编码的PCM系统，最小量化间隔为△，发送端输出一个码组11010110，求：
(1) 发送量化值的电平范围；
答：由B1=1，得极性为正，段落码为B2B3B4=101，在第6段，起始电平为256△，量化电平范围256△~512△。
(2) 接收端的解码输出的量化电平。
答：第6段量化间隔为16△，编码电平为256△+（8×0+4×1+2×1+1×0）×16△=352△，解码电平为352△+16△/2=360△。
(3) 写出解码时7位码（不包括极性码）转换的11位线性码。
答：第6段段落起始电平为256△，对应11位线性码B10B9B8B7B6B5B4B3B2B1B0中的B8=256△，则11
位码为。
第三章数字信号的基带传输
一、填空题
1．数字通信系统按照数字信号调制与否可以分为数字基带传输系统和数字频带传输系统。
2．基带传输是数字基带信号直接在电缆信道上传输。
3．对于幅度滚降特性曲线中，滚降的两大区域分别是水平区和滚降区，三个特殊点的坐标分别为开始滚降点、滚降必经点、滚降截止点。
4．根据奈氏第一准则如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为f N时，则该系统中允许的最高码元速率为，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后符号干扰
5．在部分响应形成系统中为了解决误码扩散通常是采用预编码的方式。
6．数据序列扰乱方法是用一个随机序列与输入数据序列进行逻辑加，这样就能把任何输入数据序列变换为随机序列。
二、选择题
1.根据奈奎斯特第一准则，理想低通网络波形形成系统的频带利用率为（A）。
A.2Bd/Hz
B.1Bd/Hz
C.4Bd/Hz
D.0.5Bd/Hz
2．眼图是一种利用示波器来观测基带传输时（D）的方法。
A.频率
B.相位
C.码速率
D.码间干扰
3.对于一个二进制数字序列 10110 ，若用相对电平有跳变表示“1 ”，无跳变表示“0 ”，则
序列可以表示为（C）。 1 0 1 1 0
A.10110
B.01001
C.11011
D.00110 0 1 1 0 1 1
三、综合题 1 0 0 1 0 0
1.基带、基带信号和基带传输的含义是什么？
答：基带数据信号所占用的低通频带就称为基带；模拟信号经过信源编码得到的信号或数据终端输出的数据信号代码序列称为基带信号；未搬移基带信号频谱，即未经过调制的传输方式就称为基带传输。
2.基带传输系统的组成以及各部分的作用？
答：基带传输系统的组成主要包括：脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器、均衡器、抽样判决。脉冲形成器形成数据脉冲序列；发送滤波器的作用是限制信号频带并起波形形成作用；信道是信号的传输介质；接收滤波器用来滤除带外噪声和干扰，并起波形形成作用；均衡器用来均衡信道特性的不理想；抽样判决的作用是恢复发送的数码。
3.对基带传输码型的要求有哪些？
答：(1)传输码型的功率谱中应不含直流分量，同时低频分量和高频分量应尽量少；(2)便于定时时钟的提取；(3)传输码型应具有一定的检测误码能力；(4)码型变换设备尽量简单易实现。
4.设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性不归零码型，
双极性不归零码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。
答：
110010001110
二进制符号序列
双极性不归零码
单极性归零码
双极性归零码
差分码
参考电平
5.已知消息代码为10011，试确定相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。
答：消息代码： 10011
AMI码： +1 -1 0 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1
-1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 +1 -1
HDB3码：V+ -1 0 +1 B- 0 0 V- 0 +1 -1 B+ 0 0 V+ -1 +1
V- +1 0 -1 B+ 0 0 V+ 0 -1 +1 B- 0 0 V- +1 -1
-1 0 +1 -1 0 0 -1 0 +1 -1 +1 0 0 +1 -1 +1
1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
6.基带传输系统，其形成系统特性如图所示。
求：(1)若符合奈氏第一准则，那么奈氏频率f N 、奈氏间隔和符号速率各为多少? 答：
,
,解得奈氏频率
,
，奈氏间隔
，符号速率。
(2)采用四电平传输时，数据传信速率为多少?频谱利用率为多少bit/(S ·Hz)? 答：传信率
,
频谱利用率为。
7.按奈奎斯特第一准则设计一个基带传输系统。该系统采用4电平传输，滚降系数α为0.2，传信速率为128bit/s 。试画出系统传递函数，并标注,
，
的位置。
答
：
，
, 。
32=N
f
()6
.251=-N f a ()4
.381=+N
f a )
(f H )
(Hz f 10.5
8.某一基带传输系统特性如图，试求：
①奈氏频带？②系统滚降系数α=？③码元速率？④采用四电平传输时传输速率R=？⑤频带利
用率η=？(bit/s/Hz)
答： ,,解得
①奈氏频率;
②系统滚降系数；
③码元速率；
④四电平传输，传输速率；
⑤频带利用率。
9.某给定的低通型信道的带宽为3000 Hz，在此信道上进行基带传输，当基带形成滤波器特性分别为理想低通、50%升余弦滚降、100%升余弦滚降时，确定无码间串扰传输的最高码速率及相应的频带利用率。
答：理想低通，，50%升余弦滚降，a=0.5，最高码速率R B=2f N=2×3000=6000Bd，频带利用率，100%升余弦滚降，a=1，最高码速率R B=2f N=2×3000=6000Bd，频带利用率。
第四章数字信号的频带传输
一、填空题
1．调制解调的任务是把模拟信号或数字基带信号转换成适合信道传输的调制信号，在接收端将已调信号还原成原始信号。
2．对模拟信号的调制，幅度调制有普通幅度调制(AM)、抑制载波双边带调幅(DSB)和残留边带调幅(VSB)。
3.数字调制的方式有3种，分别是幅移键控ASK、频移键控FSK和相移键控PSK。
4．在2ASK、2FSK、2DPSK通信系统中，可靠性最好的是2DPSK，有效性最好的2ASK。
5．2ASK信号的功率谱是双边带谱，其带宽是基带信号带宽的2倍。
6．正交幅度调制(QAM)的载波相位相差π/2，矩形16QAM有3种幅度，12种相位。
7．星座图上各星点之间的距离越大，系统抗误码的能力越强（强、弱）。星点越多，其频谱利用率就越高（高、低）。
二、选择题
1．下面哪一种不属于调制方式：（B）。
A.调幅
B.调谐
C.调频
D.调相
2.以下属于频带信号的是（B）。
A.PCM
B.FSK
C.HDB3
D. PAM
3.下列哪个不是2ASK信号功率谱密度的特点（B）
A. 2ASK 信号的功率谱可能含有，也可能不含有载波频率分量
B. 2ASK信号的功率谱是单边带信号
C. 2ASK信号的功率谱由连续谱和离散谱组成
D. 2ASK信号的带宽是基带信号的2倍
三、综合题
1．请画出频带传输基本结构。
答：
发
送
低
通
调
制
发
送
带
通
信
道
接
收
带
通
解
调
接
收
低
通
取
样
判
决
发送
数据
信号
接收
数据
信号
。
2．1个DPSK系统，数据序列中“0”码时，载波相位相对于前一码元的载波相位不变，“1”码时，
载波相位相对于前一码元的载波相位变化 ，设初始相位为零。根据题中所给图形，画出2DPSK 信号的波形图。
答：初始相位为0，如果参考电平为1，则消息码101100101对应的差分码为001000110，2DPSK 信号波形图如下：
0t
如果参考电平为0，则消息码101100101对应的差分码为110111001，2DPSK信号波形图如下：
t
3．已知电话信道可用的信号传输频带为600～3000 Hz，取载频为1800 Hz，试说明：
(1) 采用α=1升余弦滚降基带信号时，QPSK调制可以传输2400 bit/s数据；
(2) 采用α=0.5升余弦滚降基带信号时，8PSK调制可以传输4800 bit/s数据；
(3) 画出(1)和(2)传输系统的频率特性草图。
解：（1）信道带宽为B=3000-600=2400Hz ，a=1时，频带利用率为
，数据传输速率为
。
（2）a=0.5时，频带利用率为
，数据传输速率为
。
（3）传输系统的频率特性草图如下图(a)和(b)所示
4．设发送的数字信号序列为1101100100，试按π/4体系的要求，填出表中的矢量和起始相位。
数据序列11 01 10 01 00
11
π/4 3π/4 5π/4
7π/4
01
00 10
第五章 数字时分多路复用与同步技术
一、填空题
1. 目前最常用的多路复用技术有频分复用、时分复用和码分复用。
2．PCM30/32路系统的帧同步码为，帧周期为125us ，它集中插在偶数帧TS0的第2～8位。 3．PCM30/32路基群中一复帧包含有16帧，而每一帧又包含有32个路时隙，每一路时隙包含有8位。
4．PCM30／32系统的帧周期为125μs ， 帧长度为256比特，l 秒传输8000帧。 5．PDH 体系中，一个一次群信号要复接到四次群信号需要经过3次复接。 4.数字复接的实现主要有同步复接和异步复接两种方法。
Q (初矢量为0)
矢量
5．数字复接的方式可分为按位复接、按字复接和按帧复接。
6．码元同步的目的是使接收到的每一个码元都能得到最佳的频率和相位。
二、选择题
1.将物理信道的总带宽分割成若干个子信道，每个子信道传输一路信号，这就是(D)
A. 同步时分多路复用
B. 码分多路复用
C. 异步时分多路复用
D. 频分多路复用
2.每个输入信号源的数据速率假设为9.6Kbps，现有一条容量达15
3.6Kbps的线路，若采用TDM，
则可容纳（D）个信号源
A. 2
B. 4
C. 8
D. 16
3.PDH中欧洲和中国的PCM二次群的话路数为（D）
A．672路 B．670路 C．480路 D．120路
4．PCM30／32系统传输复帧同步码的位置为（A）
A．F0帧TS16前4位码B．F0帧TS16后4位码
C．F1帧TS16前4位码D．F1帧TS16后4位码
5．第19话路的信令码传输位置为（D）
A ．F3帧TS16前4位码 B．F3帧TS16后4位码
C．F4帧TS16前4位码 D．F4帧TS16后4位码
6．一个同步帧的时间为（B）
A．125 B．250 C．375 D．500
三、简答题
1．画出PCM30/32路的基群帧结构。
答：
2.帧同步的目的是什么？
答：帧同步的目的是保证收、发两端相应话路对准。
3．何为同步技术？常见的同步技术有哪几种？
答：同步技术是使通信系统的收、发双方在时间上保持步调一致的技术。常见的同步技术有：码元同步(位同步)、帧同步、网同步。
4.试述群同步与位同步的主要区别（指使用的场合上）？
答：群同步只需保持每个字符的起始点同步，在群内则按约定的频率进行位的接收，位同步要求接收端根据发送端发送数据的起止时间和时钟频率，校正自己的时间基准和时钟频率。
第六章差错控制编码
一、填空题
1.差错控制的基本思路就是:发送端在被发送的信息序列上附加上监督码元,这些监督码元与信息(指数据)码元之间存在某种确定的约束关系;接收端根据既定的约束规则检验这种关系是否被破坏。
2.纠错码的抗干扰能力完全取决于许用码字之间的距离，码的最小距离越大，说明码字间的最小
差别越大，抗干扰能力就越强。
3.一个码长n＝15的汉明码，监督位应该是4位，其编码效率为73%。
4.简单奇偶校验只能发现奇数个错误，不能检测出偶数个错误。
二、选择题
1. 下面哪个不是差错控制方式（D）
A.检错重发（ARQ）
B.信息反馈
C.前向纠错
D.汉明码
2.设码组长度为n，表示为，则下列是偶校验表达式的是（C）
A. B.
C. D.
3.奇监督码的码组中"0"的个数为 (C)
A．偶数B．奇数C．未知数D．以上都不对
4. 一纠错码组中，信息码元数为24，监督码元数为8，则编码效率为（C）
A. B. C. D.1
三、综合题
1.差错控制编码的目的是什么？
答：差错控制是提高数字通信可靠性的重要方法，差错控制编码将误比特率进一步降低，以满足通信指标要求。
2.已知8个码组为000000、001110、010101、011011、100011、101101、110110、111000，试求
其最小码距d。
答：最小码距d min=3。
3.已知三个码组为（001010）、（101101）、（010001）。若用于检错，能检出几位错码？若用
于纠错，能纠正几位错码？若同时用于检错与纠错，各能检测、纠正几位错码？
答：最小码距d min=4，由d min≥e+1，得e≤d min-1=4-1=3，即能检出3位错码；为纠正t个错码，要求d min≥2t+1，t≤(d min-1)/2=(4-1)/2=3/2,取整数为1，即能纠正1位错码；同时用于检错与纠错时，d min≥e+t+1(e>t)，当e取2，t=1满足，能检出2位错码，纠正1位错码。
，
4.已知某线性码(n,k)的监督矩阵为
（1）求出该线性码的生成矩阵G。
解：,
（2）确定n,k。
解：n=7，k=4.
（3）求出信息位为1100时的输出码字。
解：
信息位为1100的输出码子为：1100001.
5.设一线性分组码，码字为，码元之间有下列关系
试求：（1）信息码元长度k，码字长度n；
解：信息码元长度k为5，码子长度n为9。
（2）校验（监督）矩阵H。
监督矩阵:
第七章数据交换与通信协议