第3次课测试#

1. [单选题]#

使用两种编码方案对比特流01100111进行编码的结果如下图所示，编码1和编码2分别是

A. NRZ和曼切斯特编码

B. NRZ和差分曼切斯特编码

C. NRZI 和曼切斯特编码

D. NRZI和差分曼切斯特编码

答案：A

解析：

• 编码1：电平高低直接代表0和1（例如高电平代表1，低电平代表0，或者反之），且在码元中间不跳变，这是不归零制 (NRZ) 编码。
• 编码2：在每个码元的中心均有跳变。上跳（从低到高）表示0，下跳（从高到低）表示1（或者反之），这是曼彻斯特编码的特征。
• 差分曼彻斯特编码的特征是每一位开始处是否有跳变（有跳变代表0，无跳变代表1），编码2不符合。

因此选A。

---

2. [填空题]#

物理层的四个特性与协议三要素（语法、语义、同步）的对应关系是

机械特性对应 [填空1] ；

电气特性对应 [填空2] ；

功能特性对应 [填空3] ；

过程特性对应 [填空4] 。

答案：

[1] 语法 [2] 语法 [3] 语义 [4] 同步

解析：

网络协议的三要素是：语法、语义、同步（时序）。

• 语法 (Syntax)：数据与控制信息的结构或格式。物理层的机械特性（接口形状、引脚数目）和电气特性（电压范围）规定了“长什么样”，属于语法范畴。
• 语义 (Semantics)：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。物理层的功能特性（某根线上出现的某一电平的电压表示何种意义）属于语义范畴。
• 同步 (Timing/Synchronization)：事件实现顺序的详细说明。物理层的过程特性（对于不同功能的各种可能事件的出现顺序）属于同步（时序）范畴。

---

3. [填空题]#

假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制，把码元的振幅划分为16个不同等级来传送，那么可以获得的最高数据率是 [填空1] （b/s）。

答案：

[1] 80000

解析：

根据奈氏准则，无噪声信道的最高数据传输速率 $C$ 为： $C = R \times \log_2 V$ 其中 $R$ 是波特率（码元传输速率），$V$ 是信号状态数（亦称信号电平数）。 $C = 20000 \times \log_2 16 = 20000 \times 4 = 80000 \text{ (b/s)}$。

---

4. [填空题]#

香农公式表明信道中的极限信息传输速率与信道的 [填空1] 和 [填空2] 有关。若某链路的带宽为8kHz，信噪比为30dB，该链路实际数据传输速率约为理论最大数据传输速率的50%，则该链路的信号功率S和噪声功率N的比值，S/N= [填空3] ，由香农公式计算出的理想最大数据传输速率约是 [填空4] kbps，实际数据传输速率约是 [填空5] kbps。（

）

答案：

[1] 带宽 [2] 信噪比 [3] 1000 [4] 80 [5] 40

解析：

1. 香农公式 $C = W \times \log_2(1 + S/N)$ 表明极限传输速率与带宽 ($W$) 和 信噪比 ($S/N$) 有关。
2. 信噪比 $30\text{dB} = 10 \log_{10}(S/N)$，解得 $S/N = 10^3 = \textbf{1000}$。
3. 理想最大数据率 $C = 8000 \times \log_2(1 + 1000) \approx 8000 \times \log_2(1024) = 8000 \times 10 = 80000\text{b/s} = \textbf{80}\text{kbps}$。
4. 实际速率 = $50\% \times C = 0.5 \times 80 = \textbf{40}\text{kbps}$。

---

5. [单选题]#

某无噪声理想低通信道带宽为4MHz，采用QAM调制，若该信道的最大数据传输速率是48Mb/s，则该信道采用的QAM调制方案是（        ）

A. QAM-16

B. QAM-32

C. QAM-64

D. QAM-128

答案：C

解析：

根据奈氏准则（无噪声信道）： $C = 2 \times W \times \log_2 V$ 其中 $C = 48\text{Mb/s}, W = 4\text{MHz}$。 注意：题目中给的是最大速率。对于QAM，每个符号携带 $k$ 比特，则数据率 $= R \times k$。奈氏速率上限为 $2W$ 码元/秒。 $48 \times 10^6 = 2 \times 4 \times 10^6 \times \log_2 V$ $48 = 8 \times \log_2 V$ $\log_2 V = 6$ $V = 2^6 = 64$ 所以采用 QAM-64 (64个状态)。选C。

---