数据通信练习题

练习题1
1．数据是（预先约定的），具有（某种含义的）任何一个数字或（一个字母（符号））以及它们的组合。

2．严格来讲，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）、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。

3．简要说明数据通信系统的基本构成。

答：数据通信系统组成如下：1．数据终端设备（DTE）：简单数据终端、中央计算机系统；2．数据电路终接设备（DCE）：信号转换设备（模拟、数字）；3．信道：模拟信道、数字信道。

数据电路由信道和两端DCE构成（物理链路），数据链路由数据电路加上DTE 中的通信控制功能构成（逻辑链路）。

传输控制器主要执行与通信网络之间的通信控制过程（即传输控制），包括差错控制终端的接续控制，传输顺序控制和切断控制等。

完成这些控制要遵照通信协议。

通信控制器作用与此相同。

4．理想低通信道的最高码元传输速率= （2W）Baud，设W 是理想低通信道的带宽，单位为Hz ，频带利用率η=（2）Bd/ Hz。

5．设带宽为3000 Hz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，试求这一信道容量。

6．传输媒体也称为传输介质或传输媒介，它可分为两大类：1．电磁波被导向沿着固体媒体传播，如双绞线、（同轴电缆）、（光纤），称为(导向传输媒体)；2．非导向传输媒体就是指(自由空间)。

其主要分为（地面微波）、卫星微波、无线电波、（红外线技术）。

7．信道复用技术是在一条传输信道中传输多路信号，以提高传输媒体的利用率，常用复用方式有频分复用、（时分复用）、码分复用、（波分复用）。

8．根据信道传输信号的特征，分为（模拟）传输系统和（数字）传输系统。

旧的数字传输系统存在着许多缺点。

其中最主要的是以下两个方面：速率标准不统一；不是同步传输。

ITU-T 制订出国际标准同步数字系列SDH (Synchronous Digital Hierarchy)。

其基本的基本速率为（155.52 Mb/s）
9．数据通信系统的主要性能指标：有效性和（可靠性）。

其有效性指标有（调制速率）、数据传信速率，（数据传送速率），频带利用率。

10．数据传输的方式
习题1-3，1-5，1-6，1-7
1-3 设数据信号码元时间长度为833*10-6s,如采用8电平传输，试求数据穿信速率和调制速率。

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。

1-6 异步传输中，假设停止位为1位，无奇偶校验，数据位为8位，求传输效率。

1-7 在9600bit/s的线路上进行1小时的连续传输，测试结果为有150bit的差错，问该数据通信系统的误码率是多少？
第一章小结
一．数据----数据信号------数据通信
二．数据通信系统
三．传输代码的种类和几单位代码
四．数据通信系统的主要性能指标
五．数据传输方式
练习题二
1．对应于3种类型的传输信道，有三种数据信号传输的基本方法，即基带传输、频带传输、及数字数据传输。

2．奈氏第一准则：如系统等效网络具有理想低通特性，其截止频率为f N,则该系统中允许的最高码元（符号）速率为（2f N），这时系统输出波形在峰值点上不产生前后（符号间干扰）。

其中f N称为（奈氏频带），（2f N）称为奈氏速率，且系统的最高频谱利用率为
（2Baud/Hz）。

3．幅频特性按一定要求滚降的低通传输系统，既可以物理实现又能满足奈氏第一准则的要求。

最常用的是升余弦形状的幅频特性，这时的频谱利用率为η=2/（1+α）。

4．为了能达到单位频带内极限传输速率，即（2Baud/Hz），又做到物理可实现，采用了（部分响应形成系统）。

5．时域均衡的目的是消除采样点处（符号间干扰）。

6．数据传输系统中时钟同步是必需的。

时钟同步又称位同步、（比特）同步。

位同步就是使接收端定时信号的间隔与接收信号的码元间隔完全相等，并使定时信号与接收信号码元保持固定的最佳关系。

7．由于数字传输技术的发展，又产生了数据信号的数字传输方式。

数字数据传输有两种方式，即（同步传输方式）和（异步传输方式）。

在复用方法上有（比特交织）复用和（字符交织）复用方式，复用建议的标准有6+2包封的X.50建议，还有8+2包封的X.51建议。

习题2-1，2-5，2-7
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f N；（2）求系统滚降系数α；（3）求码元速率N Bd；（4）求采用四电平传输时的传输速率R；（5）求频带利用率η。

2-5 一个正交调幅系统采用16QAM调制，带宽为2400Hz，滚降系数α=1，试求每路有几个电平？调制速率、总比特率、频带利用率各为多少？
2-7 某一QAM系统，占用频带为600~3000Hz，其基带形成α=0﹒5，若采用16QAM方式，求该系统传信速率可达多少？
第二章数据信号的传输总结
第一节数据信号及特性描述
一、数据序列----电信号表示
功率谱：几种数据序列的功率谱（P=1/2）的特点
二、数据信号传输的基本方法
三、信道容量定义公式
第二节数据信号的基带传输
第三节
2、ASK信号的波形
三数字调相-----概念、分类
第四节数据信号的数字传输
第三章差错控制
练习题三
1.差错分为（随机差错）和（突发差错）两类。

（随机差错）是指些独立地、稀疏地和互
不相关地发生的差错；（突发差错）是指一串串，甚至是成片出现的差错。

2.差错控制的基本思路是：在发送端被传送的信息码序列的基础上，按照一定的（规则）
加入若干监督码元后进行传输，这些加入的码元与原来的信息码序列之间存在着某种确定的（约束关系）。

在接收数据时，检验信息码元与监督码元之间的既定的（约束关系），如该（关系）遭到破坏，则接收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。

3.差错控制方式分为4种类型：（检错重发（ARQ））、（前向纠错（FEC））、（混合纠错检错
（HEC））和（信息反馈（IRQ））。

其中，实时性最好的是（前向纠错FEC），实时性最差的是（信息反馈IRQ），不需要反向信道的是（前向纠错FEC），不需要纠错、检错编译码器的是（信息反馈IRQ）。

ARQ的重发方式有3种：（停发等候重发）、（返回重发）和选择重发。

4.码的检错和纠错能力是用信息量的冗余度来换取的。

一般在k信息码后面加r位监督码
构成一个码组，码组的码位数为n。

加入的监督码越多，码的检错、纠错能力（越强），但信息传输效率（下降）也越多。

编码效率的定义为（R=k/n）。

5.在一种编码中，任意两个许用码组间距离的最小值，称为这一编码的（汉明距离），以
d min表示。

汉明距离越大，纠错能力（越强），具体关系可以用三个公式来体现
6.纠错编码可从不同的角度分类：（1）按码组的功能分，有（检错码）和（纠错码）两类；
（2）按码组中监督码元与信息码元的约束关系分，有（线性码）和（非线性码）两类；
（3）按照信息码元与监督码元的约束关系，又可分为（分组码）和（卷积码）两类；（4）按照信息码元在编码前后是否保持原来的形式不变，可划分为（系统码）和（非系统码）；
（5）按纠正差错的类型可分为（纠正随机错误的码）和（纠正突发错误的码）；（6）按照每个码元取值来分，可分为（二进制）与（多进制码）。

7.几种简单的差错控制编码主要包括奇偶监督码、水平奇偶监督码和二维奇偶监督码，它
们都属于线性分组码，其中二维二维奇偶监督码的检错能力最强。

8.汉明码是一种能够纠正（一）位错码且编码效率较高的（线性分组）码。

（n，k）汉明
码r个监督位与码长为n的关系为（2r-1≥n）。

（7，4）汉明码的汉明距离d min=（3），这种码能纠正（一）个错码或检测（两）个错码。

9.（线性码）是监督码元与信息码元之间满足一组线性方程的码；（分组码）是监督码元
仅对本码组中的码元起监督作用，或者说监督码元仅与本码组的信息码元有关。

既是线性码又是分组码的编码就叫线性分组码。

线性分组码主要性质有两个：（1）封闭性（是指一种线性分组码中的任意两个码组之逐位模二和仍为这种码的另一个许用码组）；（2）码的最小距离等于非零码的最小重量。

10.循环码属于线性分组码。

11．卷积码是编码器在任何一段规定时间内产生的n个码元，其监督位不仅取决于这段时间中的k个信息位，而且还取决于前N-1段规定时间内的信息位。

换句话说，监督位不仅对本码组起监督作用，还对监督前N-1个码组也起监督作用。

这N段时间内的码元数目nN称为这种卷积码的约束长度。

通常把卷积码记作（n，k，N），其编码效率为（R=k/n）。

卷积码有两类解码方法：（代数解码）和（概率解码）。

12．简单的差错控制协议包括停止等待协议、自动重发请求（ARQ）协议、滑动窗口协议。

3-3 某数据通信系统采用停发等候重发的差错控制方式，请在题图中的“？”处填入ACK、NAK或码组号。

3-4 某数据通信系统采用选择重发的差错控制方式，发送端要向接收端发送7个码组（序号0~6），其中1号码组出错，请在题图中的空格里填入正确的码组号。

3-5已知线性分组码的8个码组为000000，001110，010101，011011，100011，101101，110110，111000，求该码组的最小码距。

3-6题3-5给出的码组若用于检错，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？
3-8 若系统采用水平垂直奇偶监督码，其信息码元如题表，试填上监督码元，并写出发送的数据序列（按行发送）。

3-11已知信息码0110，求所对应的（7，4）汉明码。

3-12接收端收到某（7，4）汉明码为0111011，此（7，4）汉明码是否有错？错码位置为何？3-13 已知（7，3）循环码的一个许用码组，试将所有其余的码组填入题表。

并求其典型的生成矩阵，设信息码为101，求整个码组。

3-16 一（n，k，N）卷积码，设约束长度为35，N=5，监督为r=3，求此卷积码的编码效率。

3-18在使用连续ARQ协议时，采用3比特序号编码方式，设发送窗口大小为5，试问：（1）当后沿指向序号5时，前沿序号为多少？（2）当发送5个帧，又收到5个应答后，发送窗口前后沿各指向什么序号？（3）用等分园方式画出以上发送窗口的滑动过程示意图。

第三章差错控制小结
第四章数据交换
练习题四
1．数据交换方式主要有两种：利用（公用电话网）进行数据交换和利用（公用数据网）进行数据交换。

利用（公用数据网）进行数据交换有4种方式：电路交换、报文交换、（分组交换）及（帧中继）。

2．电路交换方式是两台计算机或终端在相互通信之前，需预先建立起一条实际的（物理链路），在通信中自始自终使用该条链路进行数据传输，并且不允许其他计算机或终端同时共享该链路，通信结束后再拆除这条物理链路。

采用电路交换方式，数据通信需经历（呼叫建立、数据传输和呼叫拆除）3个阶段。

电路交换主要优点：传输时延小，信息传输效率高。

主要缺点：电路接续时间较长，有呼损，电路利用率低，传输质量较差，不同类型的终端不能相互通信。

适合于传输信息量较大、通信对象比较确定的用户。

3．报文交换属于（存储-转发）方式，它以报文为单位存储-转发。

主要优点：在主、被叫用户之间不需要建立物理链路，无呼损，很容易实现不同类型终端的相互通信，可采用时分多路复用，线路利用率较高，并能实现同文报通信。

主要缺点：传输时延较长，报文交换机要具有高速处理能力和大的存储器容量。

不利于实时通信，适用于公众电报和电子信箱。

4．分组交换是以分组为单位存储-转发。

具有功能：同一终端送出的不同分组可以在网内独立传输，进行流量控制、路由选择和差错控制等通信处理。

采用统计时分复用，动态分配带宽。

主要优点：传输质量高，可靠性好，可实现不同种类的终端相互通信，能满足通信实时性要求，线路利用率高，且经济性好。

主要缺点：长报文通信的传输效率较低。

5．分组交换网中分组的传输方式有两种：数据报方式和虚电路方式。

6．分组长度的选取与交换过程中的延迟时间、交换机费用、误码率以及正确传输数据信息的信道利用率等因素有关。

综合考虑，一般分组长度选为128B，不超过256B，分组头长度为3~10B。

7．帧方式是分组交换的升级技术，它是在OSI参考模型链路层上使用简化的方式传送和交换数据单元的一种方式。

帧方式包括帧交换和帧中继两种类型，目前用得比较多的是帧中继。

4-1 利用交换网实现数据通信，主要有哪几种情况？
4-2 利用公用数据网进行数据交换，其交换方式有哪几种？
4-3电路交换方式的优缺点有哪些？其适用于何种场合？
4-4 简述报文交换方式的优缺点及适用场合。

4-5 分组交换最基本的思想是什么？
4-6一般终端能否直接接入分组交换网？
4-7 分组交换的优缺点有哪些？
4-8 数据报方式的特点是什么？
答：数据报是将每一个数据分组单独作为一份报来处理。

同一终端送出的不同分组可以在网内沿着不同的路径传输，它们到达终端的顺序可能不同于发送端，需要重新排序。

数据报方式不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段，对于数据量小的通信，传输效率比较高，而且对网络拥塞或故障的适应能力较强，但分组传输时延较大。

4-9 虚电路的特点有哪些？
答：虚电路方式在双方用户通信之前先建立一条逻辑上的连接(虚电路)，数据分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不需要对分组重新排序，分组传输时延小，也不容易丢失
数据分组。

通信结束后在拆除需电路。

对于经常固定的通信双方，可以采用永久虚电路方式。

虚电路方式对于数量大的通信传输效率高。

4-10 哪一种交换方式的网络时延最小？电路交换
第五章通信协议
练习题5
1．事先制定的一些通信双方共同遵守的规则、约定的集合叫做（通信协议）。

5-2 试画出OSI参考模型，并简述各层功能。

5-5物理层协议中规定的物理接口的基本特性有哪些？并说明其基本概念。

答：
5-7 数据链路传输控制规程的功能有哪些？
5-8 基本型控制规程的特点有哪些？
5-9 基本型控制规程的数据链路的结构有哪几种？
答：点对点和点对多点。

5-10请画出基本型传输控制规程中信息电文的基本格式。

5-11画出HDLC的帧结构，并说出各字段的含义。

5-12 HDLC如何保证透明传输？
答；“0”插入和删除技术。

5-13 HDLC中对一帧中的哪些字段要进行零比特插入后传送？若已知I字段的内容为011101111011111011111100，试给出零比特插入后的比特序列。

5-14 HDLC帧有哪几种类型？其作用分别是什么？
5-15 HDLC规程的3种操作方式
5-16说明X.25建议分哪几层?各层协议分别采用什么?
答:X.25建议包括3个独立的层:物理层(其标准有X.21,X.21bis和V系列建议),链路层(协议采用LAPB,它是HDLC规程的一个子集)和分组层(采用X.25建议分组级协议).
5-18 画出虚电路的建立和释放过程示意图.。