2.4 本章真题解析

2.4 本章真题解析

　　本节对部分考试真题进行解析，这里的“真题”有一部分是历年的统考试题原题，有一部分是其他学校的非统考试题，但与本章内容吻合，与统考试题难度相当。

2.4.1 单项选择题

　　例题1
　　在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为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 （1） 。[2009年试题34题]
　　（1）A．12Kbps B．24Kbps
　　C．48Kbps D．96Kbps
　　例题1分析
　　信道的数据速率计算公式如图2-10所示。

　　从图2-10可以看出在计算信道的数据速率时有两种考虑，一是考虑噪声，二是考虑理想传输。本题主要考查的是无噪声的情况。
　　根据奈奎斯特定律，理想信道的波特率是带宽的2倍，因此本题的码元速率B为2×3K=6K。题目中的QAM调制技术可以有4个相位、每个相位具有4种振幅，因此可以有4×4=16种状态。这样，码元种类N值为16。
　　根据图2-10给出的公式，可以得到：
　　例题1答案
　　（1）B
　　例题2
　　假设信号的波特率600Baud，采用PSK调制技术，则该信道的数据速率是 （2） ，而如果使用QPSK调制技术，那么该信道的数据速率将变为 （3） 。
　　（2）A．300b/s B．600b/s C．900b/s D．1200b/s
　　（3）A．300b/s B．600b/s C．1200b/s D．2400b/s
　　例题2分析
　　数据速率=波特率×码元比特位。在本题中，波特率是已知的600Baud，因此关键在于获得“码元比特位”，这是与其采用的调制技术相关的。

表2-2 各调制技术所能表示的码元种类列表

　　根据表2-2可知，PSK的码元比特位是1，因此其信道数据速率就是600×1=600b/s；而QPSK的码元比特位是2，因此其信道数据速率就是600×2=1200b/s。
　　例题2答案
　　（2）B （3）C
　　例题3
　　设信道带宽为4KHz，信道的信噪比为30dB，按照香农定理，信道的最大数据速率约等于（4） 。
　　（1）A．10Kb/s B．20Kb/s C．30Kb/s D．40Kb/s
　　例题3分析
　　香农定理（Shannon）总结出有噪声信道的最大数据传输率：在一条带宽为H Hz、信噪比为S/N的有噪声信道的最大数据传输率Vmax为：
　　Vmax = H log2(1＋S/N)bps
　　先求出信噪比S/N：由30db=10 log10 S/N，得log10 S/N = 3，所以S/N=103=1000。
　　计算Vmax:Vmax = H log2(1＋S/N)bps = 4000 log2(1＋1000)bps≈4000×9.97 bps ≈ 40Kbps
　　例题3答案
　　（4）D
　　例题4
　　图2-11的两种编码方案分别是（5） 。
　　（5）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编码，②曼彻斯特编码
　　D．①极性码，②双极性码

　　例题4分析
　　1．极性编码：极包括正极和负极。因此从这里就可以理解单极性码，就是只使用一个极性，再加零电平（正极表示0，零电平表示1）；极性码就是使用了两极（正极表示0，负极表示1）；双极性码则是使用了正负两极和零电平（其中有一种典型的双极性码是信号交替反转编码AMI，它用零电平表示0，1则使电平在正、负极间交替翻转）。
　　2．归零性编码：归零指的是编码信号量不是回归到零电平。归零码就是指码元中间的信号回归到0电平。不归零码则不回归零（而是当1时电平翻转，0时不翻转），这也称之为差分机制。
　　3．双相码：通过不同方向的电平翻转（低到高代表0，高到代表1），这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步，它也是曼码的基础。
　　4．曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码：曼彻斯特编码是一种双相码，用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1（注意：某些教程中关于此定义有相反的描述，这里也是正确的），因此它也可以实现自同步，常用于以太网。差分曼彻斯特编码是在曼彻斯特编码的基础上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变，常用于令牌环网。
　　根据不归零码与曼彻斯特编码的等相关编码定义，分析出正确答案为C。
　　表2-3给出了几种常用的数字信号编码。

表2-3 常用的数字信号编码

　　例题4答案
　　（5）C
　　例题5
　　假设某模拟信道的最低频率是1KHz，如果采用FSK调制方法，其数据速率是4Kbps，那么该信道的最高频率应该是 （6） ；如果改为QPSK调制技术，则该信道的数据速率就将变为 （7） 。
　　（6）A．2KHz B．3KHz C．4KHz D．9KHz
　　（7）A．2Kbps B．4Kbps C．8Kbps D．16Kbps
　　例题5分析
　　该题给出了一种调制方法的数据速率，然后要求计算出其带宽的频率范围，以及其他调制技术的数据速率。其解答思路应该是这样的：由于FSK调制方法的码元种类为2，即码元比特位是1，因此说明该信道的波特率是4K Baud；根据奈奎斯特定律，波特率是两倍带宽，得出该信道的带宽是2KHz；根据带宽的计算公式，得知最高频率应该是1K+2K=3KHz。
　　虽然我们也可以根据奈奎斯特定律，逐步算出使用QPSK调制技术时的信道数据速率，不过直接从QPSK与FSK调制的比较可知，波特率是一定的，而码元比特位是FSK的2倍，因此其数据速率也是FSK调制的2倍，因此显然就应该是8Kbps。
　　例题5答案
　　（6）B （7）C
　　例题6
　　如图2-12所示是一种（8）调制方式。
　　（8）A．ASK B．FSK C．PSK D．DPSK

　　例题6分析
　　调制即把数字数据加到载波上去的过程。最基本的调制技术包括：幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相位键控（PSK）。对几种调制技术的详细描述见表2-4。

表2-4 调制技术表

　　结合题目来看，很明显，是用载波的起始相位的变化表示0 和1。因此是相位键控，那么题目的答案为C。
　　例题6答案
　　（8）C
　　例题7
　　快速以太网物理层规范100BASE-TX 规定使用 （9） 。
　　（9）A．1对5类UTP，支持10M/100M自动协商
　　B．1对5类UTP，不支持10M/100M自动协商
　　C．2对5类UTP，支持10M/100M自动协商
　　D．2对5类UTP，不支持10M/100M自动协商