数据通信原理(第2版)课后习题)答案

１－６ 异步传输中，假设终止位为 １ 位，数据位为 ８ 位，无奇偶校验位，求传输效率。 解：传输效率为
８／（８＋１＋１）＝８０％。
１－７ 在 ９ ６００bit / s 的线路上进行 １ 个小时的连续传输，测试结果为有 １５０ bit 的差错，问该
数据通信系统的误码率是多少？
某数据通信系统调制速率为 １２００ Bd ，采用 ８ 电平传输，假设 １００ 秒误了 １ 个比特，①求误
１－３ 设数据信号码元时间长度为 833 调制速率。 解： T=833 10-6s， M=8 调制速率NBd=1/T=1200Bd
10—6S，如果采用8 电平传输，试求数据传信速率和
数据传信速率 R＝NBdlog2M=1200 log28=3600bit／s
１－４ 什么是单工、半双工、全双工数据传输？ 答：单工传输——传输系统的两端数据只能沿单一方向发送和接收。
相位（初始相位为 ０） ５π／４ ０
π／４
３π／２
５π／４
矢量图（→）
↙
→ ↗
↓
↙
2-9 考虑一理想基带传输系统，若要求传输误码率不高于 10-5 时，试求二电平传输和传输时 所要求的奈氏频带内的信噪比，并比较两种传输方式。 解：？？？
2000
2000 5
（２）传信速率 R = N Bd log 2 M = 4000 × log 2 4 = 8000bit / s
（３）频带利用率
h
=
R B
=
8000 (1+ 1/ 5)2000
= 3.33bit /(s ⋅ Hz)
2-6 某一调相系统占用频带为 600~3 000Hz，其基带形成滚降系数 a =0.5，若要传信率为 4800bit/s，问应采用几相的相位调制？ 解：（参见 P65 例 2-7） B=3000-600=2400 Hz fN＝B/(2(1+a ))=2400/(2(1+0.5))＝800 Hz NBd=2fN＝2×800＝1600Bd R= NBdlog2M –> log2M=R/NBd=4800/1600=3 M=23=8
3-5 一线性分组码码组集合如下所示，求其汉明距离。 001110 010101 011011 100011 答：找出任意两个码组的距离，其最小距离即为汉明距离，此码组集合的汉明距离dmin ＝3（或利用线性分组码的性质“码的最小距离等于非零码的最小重量”也可找出汉明距离）。
３－６ 设某码组集合汉明距离为4，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，问纠错、检错的性能如何？
即系统的调制速率 NBd=fs =2fN=1200 Bd。
2-4 设发送数据信号为 101101，分别画出 2ASK，2FSK，2PSK， 2DPSK 波形示图？
2ASK
2FSK
2PSK
2DPSK
2-5 一个正交调幅系统采用16QAM 调制，带宽为2400Hz，a =1，试求每路有几个电平，总 的比特率、调制速率、频带利用率各为多少？ 解： M＝16 每路的电平数为：M1/2=161/2=4 B＝2（1＋a ）fN＝2（1＋1）fN＝2400Hz fN＝2400/4＝600 Hz 调制速率为：NBd=fs=2fN＝2×600＝1200Bd 总的比特率为：R=fb＝fSlo g2M＝1200×lo g216＝4800bit／s 频带利用率为：?＝log2M/(1+a )= log216/(1+1)＝2bit/s·Hz
解：（１）如果符合奈氏第一准则， H ( f ) 应以 Ｃ 点（ f N ，０．５）呈奇对称滚降，由图示可
得：
fN
= 1600 + 2400 −1600 = 2000 Hz 2
符号速率 N Bd = f s = 2 f N = 2 × 2000 = 4000 Bd
滚降系数a = 2400 − 2000 = 400 = 1
3600 × 9600
第 2 章 数据信号的传输 习题及解答
2-1 某一基带传输系统特性如题图 2-1 所示。
（1）求奈氏频带 fN； （2）求系统滚降系数α； （3）求码元速率 NBd；
（4）求采用四电平传输时的传输速率 R；
（5）求频带利用率η。
解：（１） f N
= 2600 + 3200 − 2600 2
3-14 写出基带传输系统二电平传输时的误码率表达式，并说明各符号的含义。
2-10 试求误码率为10-4时，2PSK 和2FSK 信号相干解调及2DPSK 差分解调时所需要的信 噪比各为多少 dB？ 解：（参见 P86 例 2-8）
第三章 差错控制 习题解答
3-1
3-2 差错控制方式有哪几种类型？各自的概念分别是什么？（比较它们的主要优缺点。） 答：差错控制方式有：检错重发、前向纠错、混合纠错检错、信息反馈四种。 检错重发（ARQ）——在发送端对数据序列进行分组编码，加入一定多卖码元使之具 有一定的检错能力，成为能够发现错误的码组。接收端收到码组后，按一定规则对其进行有 无错误的判别，并把判决结果通过反向信道送回发送端。如有错误，发送端把前面发出的信 息重传一次，直到接收端认为已正确收到信息为止。 前向纠错（FEC）——发送端的信道编码器将输入数据序列变换成能够纠正错误的码， 接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并自动纠正。 混合纠错检错（HEC）——是前向纠错方式和检错重发方式的结合。 在这种系统中，发送端发出同时具有检错和纠错能力的码，接收端收到码后，检查错误 情况，如果错误少于纠错能力，则自行纠正；如果干扰严重，错误很多，超出纠正能力， 但能检测出来，则经反向信道要求发端重发。 信息反馈（IRQ）——收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发端，发端比较发送的 数据序列与送回的数据序列，从而发现是否有错误，并把认为错误的数据序列的原数据再次 传送，直到发端没有发现错误为止。
３－７ 某系统采用水平奇监督码，其信息码元如题表 ３－１，试填上监督码元，并写出发送的数
据序列，这样的发送数据序列能检测突发差错的长度最大为多少？
题表 ３－１
信息码元
监督码元
１ ０ ０ ０ ０ １ １ １ ０ １
１－１ 数据通信的定义是什么？画出数据通信系统的基本构成框图，并说明其三大组成部分。 答：数据通信的定义是：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信 息，它可实现计算机与计算机、计算机与终端、终端与终端之间的数据信息传递。
数据通信系统的基本构成见教材P3 图1—2
数据通信系统主要由中央计算机系统、数据终端设备（DTE）和数据电路三大部分组成。 数据终端设备：ＤＴＥ相当于人和机器（计算机）之间的接口。 数据电路：
= 2900 Hz
（２）滚降系数a = 3200 − 2900 = 300 = 3 = 0.10
2900
2900 29
（３）码元速率 N Bd = f s = 2 f N = 2 × 2900 = 5800 Bd
（４）传输速率 R = N Bd log 2 M = 5800 × log 2 4 = 11600bit / s
（３）频带利用率
h
=
R B
=
11600 (1+ 3/ 29)2900
= 3.625bit /(s ⋅ Hz)
2-2 形成滤波器幅度特性如题图 ２－２ 所示。求：
（１）如果符合奈氏第一准则，其符号速率为多少？α为多少？ （２）采用四电平传输时，传信速率为多少？ （３）频带利用率η为多少？
０ ０ ０ １ ０ ０ ０ ０ １ ０
１ １ ０ １ ０ ０ １ １ ０ １
设备连接的全部通信信道，接收远端ＤＴＥ发来的数据信号，并向远端ＤＴＥ发送数据信号。 l 主机又称中央处理机，由中央处理单元（ＣＰＵ）、主存储器、输入输出设备以及其他外
围设备组成。其主要功能是进行数据处理。
１－２ 什么是数据电路？它的功能是什么？数据电路与数据链路的关系是什么？ 答：数据电路由传输信道及其两端的数据电路终接设备（DCE）组成，它的作用是为数 据通信提供数字传输信道。数据电路加上两端的传输控制器构成数据链路。
2-7 某一 QAM 系统，占用频带为 600~3 000Hz，其基带形成滚降系数 a =0.5，若采用 16QAM 方式，求该系统传信速率可多少？ 解：（参见 P58 例 2-6） B=3000-600=2400 Hz fN＝B/(2(1+a ))=2400/(2(1+0.5))＝800 Hz NBd=2fN＝2×800＝1600Bd R= NBdlog2M=1600 log216=6400bit／s
的相位为（初始相位为 ０＋５π／４＝５π／４），０１ 的相位为（前一相位 ５π／４＋３π／４＝０），１１
的相位为（前一相位 ０＋π／４＝π／４），００ 的相位为（前一相位π／４＋５π／４＝６π／４＝３π／２），
依此类推。
基带数据信号序列
０ ０ ０ 以c点05呈奇对称滚降由图示可符号速率滚降系数2传信速率一个抑制载频传输系统带宽基带调制信号为双极性不归零数据信号如考虑该系统可通过基带频谱的第一个零点求系统的调制速率
《数据通信原理》（毛京丽等编著，2007 年第二版）习题解答 （2010.09）
第 1 章 概述 习题及解答
2-3 一个抑制载频2ASK 传输系统，带宽2400Hz，基带调制信号为双极性不归零数据信号， 如考虑该系统可通过基带频谱的第一个零点，求系统的调制速率？ 解：（参见 P26 图 2-5，P31 图 2-12，P52 图 2-42） 由于 2ASK 信号的功率谱是双边带谱，所以 2ASK 信号的带宽是基带信号带宽的两倍（P53）。 B 调＝2400 Hz，fS＝B 基＝1200
码率。②设系统的带宽为 ６００Ｈｚ，求频带利用率为多少bit / s ⋅ Hz 。
解：①数据传信速率为
R = 9600bit / s
误码率＝接收出现差错的比特数／总的发送比特数
=
150
= 4.34 ×10 −6
半双工传输——系统两端可以在两个方向上进行双向数据传输，但两个方向的传输不能 同时进行，当其中一端发送时，另一端只能接收，反之亦然。
全双工传输——系统两端可以在两个方向上同时进行数据传输，即两端都可以同时发送 和接收数据。 Ｐ１５ 图 １－１２
１－５ 设带宽为3000Hz 的模拟信道，只存在加性高斯白噪声，如信号噪声功率比为30dB，试 求这一信道的信道容量。 解： ∵10lgS/N=30dB ∴S/N=103=1000 模拟信道容量为： C=Blog2(1+S/N)=3000 log2（1＋1000） 29 902 bit／s
２－８ 一个 ４ＤＰＳＫ 四相调相系统的相位变化关系按 Ｂ 方式工作（如附图 ４０ 所示），假设初始相 位为 ０，试求输入双比特码元序列为 ００，０１，１１，００，１０ 等的已调载波信号对应的相位， 并画出其矢量图（假设初始相位为 ０）。
解：（参见 Ｐ６３ 图 ２－５６）
解题思路：
首先将数据信号序列以二位数字为单位进行分组，然后再求每组数字的相位，如下题：００
l 数据电路由传输信道（传输线路）及其两端的数据电路终接设备（ＤＣＥ）组成。 l 数据电路位于ＤＴＥ与计算机系统之间，它的作用是为数据通信提供数字传输信道。 l 传输信道包括通信线路和通信设备。 l ＤＣＥ是ＤＴＥ与传输信道的接口设备。 l 调制解调器（ｍｏｄｅｍ）是最常见的ＤＣＥ，它是调制器和解调器的结合。 中央计算机系统：中央计算机系统由通信控制器、主机及其外围设备组成，具有处理从数据 终端设备输入的数据信息，并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。 l 通信控制器（或前置处理机）是数据电路和计算机系统的接口，控制与远程数据终端