软考网络工程师数据通信基础练习题及答案

6.2 强化练习试题14B/5B编码是一种两级编码方案,首先要把数据变成__〔1〕__编码,再把4位分为一组的代码变换成5单位的代码.〔1〕A.NRZ-I B.AMIC.QAM D.PCM试题2图6-9表示了某个数据的两种编码,这两种编码分别是__〔2〕__.图6-9两种编码波形〔2〕A.X为差分曼彻斯特码,Y为曼彻斯特码 B.X为差分曼彻斯特码,Y为双极性码C.X为曼彻斯特码,Y为差分曼彻斯特码D.X为曼彻斯特码,Y为不归零码试题3图6-10所示的调制方式是__〔3〕__.图6-10某种调制方式波形〔3〕A.FSK B.2DPSKC.ASK D.QAM试题4图6-11所示的调制方式是2DPSK,若载波频率为2400Hz,则码元速率为__〔4〕__.图6-11 2DPSK调制方式波形〔4〕A.100 Baud B.200 BaudC.1200 Baud D.2400 Baud试题5在相隔2000km的两地间通过电缆以4800b/s的速率传送3000比特长的数据包,从开始发生到接收数据需要的时间是__〔5〕__.〔5〕A.480ms B.645msC.630ms D.635ms试题6在地面上相隔2000km的两地之间通过卫星信道传送4000比特长的数据包,如果数据速率为64kb/s,则从开始发送到接收完成需要的时间是__〔6〕__.〔6〕A.48ms B.640ms试题7下面关于Manchester编码的叙述中,错误的是__〔7〕__.〔7〕A.Manchester编码是一种双相码 B.Manchester编码提供了比特同步信息C.Manchester编码的效率为50%D.Manchester编码应用在高速以太网中试题8设信道采用2DPSK调制,码元速率为300波特,则最大数据速率为__〔8〕__b/s.〔8〕A.300 B.600C.900 D.1200试题910BASE-T以太网使用曼彻斯特编码,其编码效率为__〔9〕__%.在快速以太网中使用4B/5B编码,其编码效率为__〔10〕__%.〔9〕A.30 B.50C.80 D.90〔10〕A.30 B.50C.80 D.90试题10SDH同步数字体系是光纤信道的复用标准,其中最常用的STM-1〔OC-3〕的数据速率是__〔11〕__,STM-4〔0C-12〕的数据速率是__〔12〕__.〔11〕C.2488.320Mbps D.10Gbps〔12〕C.2488.320Mbps D.10Gbps试题11假设模拟信号的最高频率为5MHz,如果每个样本量化为256个等级,则传输的数据速率是__〔13〕__.〔13〕A.10Mb/s B.50Mb/sC.80Mb/s D.100Mb/s试题12采用CRC 校验的生成多项式为G〔x〕=x16+x15+x2+1,它产生的校验码是__〔14〕__位.〔14〕A.2 B.4C.16 D.32试题13关于曼彻斯特编码,下面叙述中错误的是__〔15〕__.〔15〕A.曼彻斯特编码是一种双相码 B.采用曼彻斯特编码,波特率是数据速率的2倍C.曼彻斯特编码可以自同步D.曼彻斯特编码效率高试题14E1信道的数据速率是__〔16〕__.〔16〕试题15假设模拟信号的最高频率为5MHz,采样频率必须大于__〔17〕__,才能使得到的样本信号不失真.〔17〕A.5MHz B.10MHzC.15MHz D.20MHz试题16在以太网中使用CRC校验码,其生成多项式是__〔18〕__.试题17在异步通信中,每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶校验位和1位终止位,每秒钟传送100个字符,则有效数据速率为__〔19〕__.〔19〕A.500b/sB.600b/sC.700b/s D.800b/s试题18采用CRC进行差错校验,生成多项式为G〔X〕=X4+X+1,信息码字为10110,则计算出的CRC校验码是__〔20〕__.〔20〕A.0000 B.0100C.0010 D.1111试题19采用海明码进行差错校验,信息码字为1001011,为纠正一位错,则需要__〔21〕__比特冗余位.〔21〕A.2 B.3C.4 D.8试题20曼彻斯特编码的特点是在每个比特的中间有电平翻转,它的编码效率是__〔22〕__.〔22〕A.50% B.60%C.80% D.100%试题21使用海明码进行前向纠错,如果冗余位为4位,那么信息位最多可以用到__〔23〕__位.〔23〕A.6 B.8C.11 D.16试题22使用海明码进行前向纠错,假定码字为a6a5a4a3a2alao,并且有下面的监督关系式：S2=a2+a4+a5+a6S1=a1+a3+a5+a6S0=a0+a3+a4+a6若S2S1S0=110,则表示出错位是__〔24〕__.〔24〕A.a3 B.a4C.a5 D.a6试题23若采用后退N帧ARQ协议进行流量控制,帧编号为7位,则发送窗口的最大长度为__〔25〕__.〔25〕A.7 B.8C.127 D.128试题24若信息码字为11100011,生成多项式G〔x〕=,则计算出的CRC校验码为__〔26〕__.〔26〕A.01101 B.11010C.001101 D.0011010试题25海明码〔HammingCode〕是一种__〔27〕__.〔27〕A.纠错码 B.检错码 C.语音编码 D.压缩编码试题26图6-12所示是一种__〔28〕__调制方式.图6-12某种调制方式波形效果图〔28〕A.ASK B.FSKC.PSK D.DPSK试题27设信道带宽为3400Hz,调制为4 种不同的码元,根据尼奎斯特定理,理想信道的数据速率为__〔29〕__.〔29〕C.13.6Kb/s D.34Kb/s试题28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2位终止位,若每秒钟传送100个字符,采用4相相位调制,则码元速率为__〔30〕__.〔30〕A.50波特 B.500波特 C.550波特 D.1100波特试题29下图的两种编码方案如图6-13所示,二者分别是__〔31〕__.图6-13两种波形效果图〔31〕A.①差分曼彻斯特编码,②双相码 B.①NRZ编码,②差分曼彻斯特编码C.①NRZ-I编码,②曼彻斯特编码D.①极性码,②双极性码试题30图6-14所示的4种编码方式中属于差分曼彻斯特编码的是__〔32〕__.图6-144种编码图〔32〕A.aB.bC.cD.d6.3 习题解答试题1分析采用4B/5B编码能够提高编码的效率,降低电路成木.这种编码方法的原理如图6-15所示.图6-15 4B/5B编码原理这实际上是一种两级编码方案.系统中使用不归零码〔NRZ〕,在发送到传输介质时变成见1就翻不归零码〔NRZ-1〕.NRZ-1代码序列中1的个数越多,越能提供同步信息,如果遇到长串的"0",则不能提供同步信息,所以在发送到介质上之前还需经过一次4B/5B编码.发送器扫描要发送的位序列,4位分为一组,然后按照对应规则变换成5位二进制代码.5位二进制代码的状态共有32种,其中1的个数都不少于2个,这样就保证了传输的代码能提供足够多的同步信息.试题1答案〔1〕A试题2分析首先可以断定图中所示是两种双相码,然后按照曼彻斯特编码的特点〔以正负或负正脉冲来区别"1"和"0"〕和差分曼彻斯特编码的特点〔以位前沿是否有电平跳变来区别"1"和"0"〕可以断定,X为曼彻斯特编码,Y为差分曼彻斯特编码.试题2答案〔2〕B试题3分析根据波形可以看出,这是一种差分编码,所以应选2DPSK.试题3答案〔3〕B试题4分析2DPSK调制方式波形中,每一位包含两个周期,如果载波频率为2400Hz,则码元速率就是1200波特.试题4答案〔4〕C试题5分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tf和传播延迟时间tp两部分,可以计算如下：对电缆信道：tp=2000km/〔200km/ms〕=10ms,tf=3000b/4800b/s=625ms,tp+tf=635ms 试题5答案〔5〕D 试题6分析卫星通信一般是指同步卫星通信,同步卫星距地球约3.6万公里,电磁波一个来回约270ms,从开始发送到接收完成需要的时间=发送时间+卫星信道延时时间=4000/64+270=62.5+270=332.5ms.这里要注意2000Km这个干扰信息,因为只要是卫星通信,不管在地球上相隔多远,他们的通信延时都是要经过先发送到卫星,再从卫星返回这么一个过程.试题6答案〔6〕D试题7分析本题考查数据编码的基础知识.Manchester编码是一种双相码,即码元取正负两个不同的电平,或者说由正负两个不同的码元表示一个比特,这样编码的效率为50%,但是由于每个比特中间都有电平跳变,因而提供了丰富的同步信息.这种编码用在数据速率不太高的以太网中.差分Manchester编码也是一种双相码,但是区分"0"和"1"的方法不同.Manchester编码正变负表示"0",负变正表示"1",而差分Manchester编码是"0"比特前沿有跳变,"1"比特前沿没有跳变.这种编码用在令牌环网中.在曼彻斯特和差分曼彻斯特编码中,每比特中间都有一次电平跳变,因此波特率是数据速率的两倍.对于100Mb/s 的高速网络,如果采用这类编码方法,就需要200M的波特率,其硬件成本是100M波特率硬件成本的5~10倍.试题7答案〔7〕D试题8分析本题考查数字调制的基础知识.2DPSK是一种差分相位调制技术,利用前后码元之间的相位变化来表示二进制数据,例如传送"1"时载波相位相对于前一码元的相移为π,传送"0"时载波相位相对于前一码元的相移为0.在这种调制方案中,每一码元代表一个比特,由于码元速率为300波特,所以最大数据速率为300b/s.试题8答案〔8〕A试题9分析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 Baud〕,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%.正是因为曼码的编码效率不高,因此在带宽资源宝贵的广域网,以与速度要求更高的局域网中,就面临了困难.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〕.其中4B/5B效率为80%.试题9答案〔9〕B 〔10〕C 试题10分析SDH的速率是一个必须记住的知识点,SDH是通信技术中的传输技术,是目前骨干网接与接入网中使用最广的传输技术.其基本传输单元是STM-1,上有SMT-4、STM-16和STM-64等,都是4倍的关系.STM-1的传输速率是155.520Mbps.其中STM-1光接口数据速率是155Mbps,STM-4是622Mbps,STM-16是2.5Gbps,STM-64是10Gbps,其中STM-1对应OC-3,STM-4对应OC-12.试题10答案〔11〕A 〔12〕B试题11分析按照尼奎斯特采样定理,为了恢复原来的模拟信号,取样速率必须大于模拟信号最高频率的二倍,即其中为采样频率,T为采样周期,为模拟信号的最高频率.所以当模拟信号的频率为5MHz时,采样频率必须大于10MHz.当样本量空间被量化为256个等级时.每个样本必须用8比特来表示.根据计算：8×10MHz=80Mb/s试题11答案〔13〕C试题12分析循环冗余校验码CRC〔Cyclic Redundancy Check〕的长度取决于生成多项式的幂次.如果生成多项式为G〔x〕 ,则产生的CRC校验码必定是16位.试题12答案〔14〕C试题13分析双相码的特点是每一位中都有一个电平转换,因而这种代码的最大优点是自定时.曼彻斯特编码是一种双相码,通常用高电平到低电平的转换边表示0,用低电平到高电平的转换边表示1,相反的规定也是可能的.位中间的电平转换边既表示了数据代码,也作为定时信号使用.曼彻斯特编码用在l 0M以太网中.差分曼彻斯特编码也是一种双相码,与曼彻斯特编码不同的是,位中间的电平转换只作为定时信号,而不表示数据.数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换：有电平转换表示0,无电平转换表示l.差分曼彻斯特编码用在令牌环网中.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的每一个码元都要调制为两个不同的电平,因而调制速率是码元速率的二倍,也就是说编码效率只有50%.这无疑对信道的带宽提出了更高的要求,但由于良好的抗噪声特性和自定时能力,所以在局域网中仍被广泛使用.试题13答案〔15〕D试题14分析国际电报咨询委员会于1993年后改为ITU-T,建议了一种PCM传输标准,称为E1载波.该标准规定,每一帧开始处用8位作为同步位,中间有8位信令位,再组织30路8位数据〔可传送话音〕,全帧包括256位,每一帧用125μs时间传送.可计算出E1载波的数据速率为256b/125μs=2.048Mb/s,每个话音信道的数据速率为8b/125μs=64Kb/s.试题14答案〔16〕B试题15分析按照尼奎斯特采样定理,为了恢复原来的模拟信号,取样速率必须大于模拟信号最高频率的二倍,即其中为采样频率,T为采样周期,为模拟信号的最高频率.所以当模拟信号的频率为5MHz时,采样频率必须大于10MHz.试题15答案〔17〕B试题16分析为了能对不同的错误模式进行校验,已经研究出了几种CRC生成多项式的国际标准其中CRC-32用在以太网中,这种生成多项式能产生32位的帧校验序列.试题16答案〔18〕D试题17分析异步通信以字符为传送单位,侮个字符添加一个起始位和终止位.按照题中给出的条件,可计算如下：试题17答案〔19〕C试题18分析循环冗余校验码的计算方法如下.G〔X〕=X4+X+1对应的二进制序列为10011,下面进行"按位异或"运算：1111就是校验码.试题18答案〔20〕D试题19分析按照海明的理论,纠错编码就是要把所有合法的码字尽量安排在n维超立方体的顶点上,使得任一对码字之间的距离尽可能大.如果任意两个码字之间的海明距离是d,则所有少于等于d-1位的错误都可以检查出来,所有少于d/2位的错误都可以纠正.如果对于m位的数据,增加k位冗余位,则组成n=m+k位的纠错码.对于2m个有效码字中的每一个,都有n个无效但可以纠错的码字.这些可纠错的码字与有效码字的距离是1,含单个错.这样,对于一个有效的消息总共有n+1个可识别的码字.这n+1个码字相对于其他2m-1个有效消息的距离都大于1.这意味着总共有2m〔n+1〕个有效的或是可纠错的码字.显然,这个数应小于等于码字的所有可能的个数2n.于是,有2m〔n+1〕≤2n.因为n=m+k,可得出m+k+1≤2k.对于给定的数据位m,上式给出了k的下界,即要纠正单个错误,k必须取的最小值.根据上式计算,可得7+k+1≤2k,所以k=4试题19答案〔21〕C试题20分析曼彻斯特编码〔Manchester Code〕是一种双相码〔或称分相码〕.双相码要求每一位中间都要有一个电平转换,因而这种代码的优点是自定时,同时双相码也有检测差错的功能,如果某一位中间缺少了电平翻转,则被认为是违例代码.在下图中,我们用高电平到低电平的转换边表示"0",而低电平到高电平的转换边表示"1",相反的表示也是允许的.比特中间的电平转换既表示了数据代码,同时也作为定时信号使用.曼彻斯特编码用在以太网中.差分曼彻斯特编码类似于曼彻斯特编码,它把每一比特的起始边有无电平转换作为区分"0"和"1"的标志,这种编码用在令牌环网中.在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码中,每比特中间都有一次电平跳变,因此波特率是数据速率的两倍.对于100Mb/s的高速网络,如果采用这类编码方法,就需要200M的波特率,其编码效率为50%.试题20答案〔22〕A 试题21分析本题考查海明编码知识.海明码属于线性分组编码方式,大多数分组码属于线性编码,其基本原理是,是信息码元与校验码元通过线性方程式联系起来.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21答案〔23〕C试题22分析由于S2 S1 S0=110,S0没有错,在S0的监督式中设计的a0,a3,a4,a6都没有错误.而S2和S1都为1,则说明S2 和S1出错,得出最终出错的位是a5.试题22答案〔24〕C试题23分析采用后退N帧ARQ协议,在全双工通信中应答信号可以由反方向传送的数据帧"捎带"送回,这种机制进一步减少了通信开销,然而也带来了一些问题.在捎带应答方案中,反向数据帧中的应答字段总是捎带一个应答新号,这样就可能出现对同一个帧的重复应答.假定帧编号字段为3位长,发送窗口大小为8.当发送器收到第一个ACK1后把窗口推进到后沿为1、前沿为0的位置,即发送窗口现在包含的帧编号为1、2、3、4、5、6、7、0,如下所示.1 2 3 4 5 6 7 0如果这时又收到一个捎带回的ACK1,发送器如何动作呢后一个ACK1可能表示窗口中的所有帧都未曾接收,也可能意味着窗口中的帧都已正确接收.这样协议就出现了二义性.然而,如果规定窗口的大小为7,则就可以避免这种二义性.所以,在后退N帧协议中必须限制发送窗口大小W发≤2K-1.根据类似的推理,对于选择重发ARQ协议,发送窗口和接收窗口的最大值应为帧编号数的一半,即W发=W收≤2K-1试题23答案〔25〕C试题24分析由生成多顶式G〔x〕=x5+x4+x+1可以得到除数110011,由多项表达式中x的最高幂次为5可知,被除数应该是信息码字后面加5个0.然后用被除数与除数做模二除法得到的结果就是校验码,其计算结果是11010〔模2除法的具体过程参考CRC校验理论部分〕.试题24答案〔26〕B试题25分析海明码是一种纠错码,不但能发现差错,而且还能纠正差错.对于m位数据,增加k位冗余位,若满足关系式：m+k+l<2k,则可以纠正1位错.试题25答案〔27〕A试题26分析数字数据在传输中可以用模拟信号来表示.用数字数据调制模拟载波信号的三个参数-幅度、频率和相位,分别称为幅度键控、频移键控和相移键控.按照幅度键控〔ASK〕调制方式,载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值,例如对应二进制0,载波振幅为0;对应二进制1,载波振幅取1.调幅技术实现起来简单,但抗干扰性能差.频移键控〔FSK〕是按照数字数据的值调制载波的频率.例如对应二进制0的载波频率为f1,而对应二进制1的载波频率为f2.这种调制技术抗干扰性能好,但占用带宽较大.在有些低速的调制解调器中,用这种调制技术把数字数据变成模拟音频信号传送.相移键控〔PSK〕是用数字数据的值调制载波相位,例如用180相移表示1,用0相移表示0.这种调制方式抗千扰性能最好,而且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟.码元只取两个相位值叫2相调制,码元可取4个相位值叫4相调制.4相调制时,一个码元代表两位二进制数,采用4相或更多相的调制能提供较高的数据速率,但实现技术更复杂.三种数字调制方式表示如图6-16所示.6-16三种模拟调制方式示意图试题26答案〔28〕C试题27分析按照Nyquist定理,B=2W〔Baud〕码元速率为信道带宽的两倍.同时数据速率还取决于码元的离散状态数,码元携带的信息量n〔比特数〕与码元的离散状态数N有如下关系：n=log2N所以,综合考虑了信道带宽和码元的离散状态数后得到的公式为：R=B log2N=2W log2N〔b/s〕其中,R表示数据速率,单位是b/s.据此,数据速率可计算如下：R=B log2N=2W log2N=2×3400×log24=6800×2=13.6Kb/s试题27答案〔29〕C试题28分析根据题中给出的条件,每个字符要占用1+7+1+2=11〔位〕.每秒钟传送100个字符,则数据速率为11×100=1100b/s.在采用4相相位调制的情况下,数据速率为码元速率的2倍,所以码元速率为550波特.试题28答案〔30〕C试题29分析在图①中,每个"0"比特的前沿没有电平跳变,每个"1"比特的前沿有电平跳变,这是典型的NRZ-I编码的波形.NRZ-I 编码的数据速率与码元速率一致,其缺点是当遇到长串的"0"时会失去同步,所以有时要做出某种变通,例如采用4B/5B 编码.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都属于双相码.双相码要求每一比特中间都有一个电平跳变,它起到自定时的作用.在图②中,我们用高电平到低电平的转换边表示"0",用低电平到高电平的转换边表示"1",这是曼彻斯特编码的一种实现方案.反之,如果用高电平到低电平的转换边表示"1",而用低电平到高电平的转换边表示"0";也可以认为是曼彻斯特编码,只要能区分两种不同的状态就可以了.比特中间的电平转换边既表示了数据代码,也作为定时信号使用.曼彻斯特编码用在低速以太网中.差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同,码元中间的电平转换边只作为定时信号,而不表示数据.数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换：有电平转换表示"0"无电平转换表示"1",差分曼彻斯特编码用在令牌环网中.在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的图形中可以看出,这两种双相码的每一个码元都要调制为两个不同的电平,因而调制速率是码元速率的二倍.这对信道的带宽提出了更高的要求,所以在数据速率很高时实现起来更昂贵,但由于其良好的抗噪声特性和比特同步能力,所以在局域网中仍被广泛使用.试题29答案〔31〕C试题30分析差分曼彻斯特编码是一种双相码.与曼彻斯特编码相同的地方是,每一位都由一正一负两个码元组成,但它又是一种差分码,0位的前沿有相位变化,1位的前沿没有相位变化,所以选项b图形是差分曼彻斯特编码.试题30答案〔32〕B。