【选择题】
- 下列关于模拟信号和数字信号区别的描述中错误的是（）
A.模拟信号的自变量可以是连续的，也可以是离散的
B.模拟信号的因变量可以是连续的，也可以是离散的
C.数字信号的自变量是离散的
D.数字信号的因变量是离散的 - 数据在通信系统中的传输有着多种方式，按数据传输的方向分类不包括（）
A.单向通信 B.双向交替通信
C.双向同时通信 D.并行通信 - 下列不属于导引型传输介质的是（）
A.架空明线 B.双绞线电缆
C.电磁波 D.光纤 - 按照功能划分，可以将广义信道划分为调制信道和（）
A.变换装置 B.解调信道
C.编码信道 D.译码信道 - （）是数字通信系统频带传输的基本方式。
A.正交幅值调制 QAM B.二进制数字调制
C.多进制数字调制 D.幅值相位联合键控（APK）
【填空题】 - 任何一种通信系统的核心都应该包括信源、发送设备、信道、接收设备、信宿和__________等部分。
- 按照光纤内光波传输模式的不同，光纤可以分为___________和____________两类。
【应用题】 - 设传输宽带为 3000Hz 无噪声信道的调制电平数为 32，试求出最大信号传输速率和最大数据传输速率（要求写出计算过程）。
- 在无噪声情况下，若某通信链路的宽带为 3kHz，采用 4 个相位，每个相位具有 4 种振幅的 QAM 调制技术，则该通信链路的最大数据传输速率是多少？
- 下图为曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的脉冲波形，试给出对应的比特串（假定差分曼彻斯特编码的初始信号为高电平），并根据脉冲波形说明两种编码的特点。
【选择题】
- B
解析：通信系统根据信号种类可分为模拟通信系统和数字通信系统，其区别在于信道中传输的是模拟信号还是数字信号。模拟信号是指信号的因变量完全随连续消息的变化而变化的信号。模拟信号的自变量可以是连续的，也可以是离散的；但其因变量一定是连续的。数字信号是指表示消息的因变量是离散的，自变量时间的取值也是离散的信号，数字信号的因变量的状态是有限的。数字通信相比与模拟通信有着许多优势。 - D
解析：数据在通信系统中的传输有着多种方式，按数据传输的方向，可分为单向通信、双向交替通信和双向同时通信；按二进制数据传输的时空顺序分为并行通信和串行通信；按发送和接收方对数据保持步调一致的措施分为异步通信和同步通信。 - C
解析：常用的物理介质分为导引型传输介质和非导引型传输介质。导引型传输介质，又可称为有线信道，以导线为传输介质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。这一类信道使用的传输介质包括用电线传输电信号的架空明线、双绞线电缆、同轴电缆、光纤等。 - C
解析：广义的信道定义除了包括传输介质，还包括传输信号的相关设备。按照功能划分，可以将广义信道划分为调制信道和编码信道两类。 - B
解析：频带传输中的三种调制方式：
（1）二进制数字调制：二进制数字调制是数字通信系统频带传输的基本方式。
（2）多进制数字调制。
（3）正交幅值调制 QAM：也称为幅值相位联合键控（APK）。
【填空题】 - 噪声源
解析：任何一种通信系统的核心都应该包括信源、发送设备、信道、接收设备、信宿和噪声源等部分。 - 多模光纤；单模光纤
解析：按照光纤内光波传输模式的不同，光纤可以分为多模光纤和单模光纤两类。
【应用题】 - 答案：
最大信号传输速率 = 2B = 2*3000Hz = 6000Hz
最大数据传输速率 = 2B1og2M = 23000log2(32) = 30000bit/s = 30Kbit/s
解析：信道容量是指信道无差错传输信息的最大平均信息速率。根据奈奎斯特第一准则，对于理想无噪声的基带传输系统，最大频带利用率为 2 Baud/Hz。显然，如果传输 M 进制基带信号，则理想无噪声信道的信道容量为：C = 2B1og2M，式中，C 为信道容量，单位为 bit/s；B 为信道带宽，单位为 Hz；M 为进制数，即信号状态数（调制电平数）。这就是著名的奈奎斯特公式，给出了理想无噪声信道的信道容量。即可得公式：最大数据传输速率 = 2B1og2M；最大信号传输速率 = 2B，其中 B 为带宽。 - 答案：
信号状态数 = M = 4*4 = 16
最大数据传输速率 = 2B1og2M = 2×3kHz×log2(16)=2×3k×4=24kbit/s
解析：信道容量是指信道无差错传输信息的最大平均信息速率。QAM（正交幅值调制）是基于 “二维”的调制技术，对载波信号的幅值和相位同时进行调制的联合调制技术。根据奈奎斯特第一准则，对于理想无噪声的基带传输系统，最大频带利用率为 2 Baud/Hz。显然，如果传输 M 进制基带信号，则理想无噪声信道的信道容量为 式中，C 为信道容量，单位为 bit/s；B 为信道带宽，单位为 Hz；M 为进制数，即信号状态数。本题中 B=3kHz，M 是指信号状态数，故 M=16(4 个相位，每个相位 4 种振幅)。根据公式可得：最大数据传输速率 = 2B1og2M = 2×3kHz×log2(16)=2×3k×4=24kbit/s。 - 答案：
曼彻斯特编码的脉冲波形对应的比特串为 01100011；差分曼彻斯特编码的脉冲波形对应的比特串为10100101。
从两种编码的脉冲波形中来看，这两种双极性编码的每一个码元都被调制成两个电平。所以数据传输速率只有调制速率的 1/2，也即对信道的带宽有更高的要求。但它们具有自同步能力和良好的抗干扰性能，在局域网中仍被广泛使用。
解析：双相码（Biphase Code）又称为曼彻斯特（Manchester）码。双相码只有正、负两种电平，每位持续时间的中间时刻要进行电平跳变，双相码就是利用该跳变编码信息，正（高） 电平跳到负（低）电平表示 1，负电平跳到正电平表示 0。这样，双相码利用了两个脉冲编码信息码中的一位，相当于双极码中的两位，即利用 2 位编码信息码中的 1 位。相当于信息码中的 1 编码为双极非归零码的 10，信息码中的 0 编码为双极非归零码的 01。双相码在每位周期中间时刻都会有电平跳变，因此便于提取定时信息，且不会产生直流分量，但带宽比信息码大 1 倍。
双相码的另一种码型是差分双相码，也称为差分曼彻斯特码。差分双相码的每位周期的中间时刻也要进行电平跳变，但该跳变仅用于同步，而利用每位开始处是否存在电平跳变编码信息。其中，开始处有跳变表示 1，无跳变表示 0。
双相码可以实现在传输数据的同时提供准确的同步信号，但由于带宽开销大，因此适合近距离数据传输。
如 10Mbit/s 的以太网采用曼彻斯特码，IEEE 802.5 令牌环网采用差分曼彻斯特码。