在一个通信通道上发送速率为500bps的二进制信号。试计算所需要的最小带宽。假定要接收最坏情况序列,且仅传输:
问答题     基本频率。
 
【正确答案】0~250Hz;
【答案解析】
问答题     基本频率和三次谐波。
 
【正确答案】0~750Hz;
【答案解析】
问答题     基本频率、三次谐波和五次谐波。
 
【正确答案】0~1250Hz。
【答案解析】 就数据传输而言,所发送的二进制信息可能是任意变化的序列。考虑周期序列10101010…,110110110110…,1110111011101110…,等等。第一个序列重复两比特为一个单元的周期,第二个序列重复三比特为一个单元的周期,……显然,序列10101010…具有最短的周期,产生最高的基本频率成分。这就意味着,其他序列所产生的基本频率都比它低。因此,把这个具有最短周期的序列称为最坏序列。 本题中,速率为500bps的最坏序列101010…具有250Hz的基本频率成分。由此可以得出,三次谐波是750Hz,五次谐波是1250Hz。因此,在每种情况下所需要的带宽分别是: (1)0~250Hz;(2)0~750Hz;(3)0~1250Hz。
问答题   使用每个信号元素8个电平级的传输方案在PSTN上传输数据。如果PSTN的带宽是3000Hz,试求出奈奎斯特最大数据传输速率C和调制效率B。
 
【正确答案】C=18000bps,B=6bps/Hz。 C=2Wlog2M。其中W=3000Hz,M=8,所以C=2×3000×log28bps=2×3000×3bps=18000bps。 B=R/W。其中R=18000bps,W=3000Hz,所以B=18000÷3000bps/Hz=6bps/Hz。
【答案解析】
问答题   写出表示一种调制技术的术语QAM的英文或中文全称,并根据信号在线路上的传输方式说明该名称的由来。
 
【正确答案】QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅调制)。QAM是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频载波进行调制,利用这种信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。以16QAM为例,要发送的4比特信息被映射为星座图中的16个点之一。对于4比特信息来说,具有16个点的星座图中的每种比特组合都可用x-y坐标系中的一个唯一的点来表示。每个4比特组合所对应的x和y值指定了将要在信道上发送的正弦波和余弦波的振幅。在接收端,载波的正交性允许解调器对两路信息分别解调。检波器对二维的复用信号进行检测,并将它们映射回比特数据流。这个实现过程的描述也说明了QAM名称的由来。
【答案解析】
问答题   有时候,当一个蜂窝用户穿越边界从一个单元进入另一单元时,当前的呼叫会突然中止,尽管所有的发射设备和接收设备都工作正常。这是为什么?
 
【正确答案】频率不能够在邻接的单元中重用,因此,当一个用户从一个单元移动到另一单元时,必须为该呼叫分配一个新的频率。如果一个用户移动到一个所有频率都正在被使用的单元,那么该用户的呼叫必须被终止。
【答案解析】
问答题   一个用于发送二进制信号的3kHz信道,其信噪比为20dB,可以取得的最大数据传输速率是多少?
 
【正确答案】20=10log10100。 香农极限是3log2(1+100)kbps=3log2101kbps=3×6.66kbps=19.98kbps。 奈奎斯特极限是6kbps。显然,瓶颈是奈奎斯特极限,最大数据速率是6kbps。
【答案解析】
问答题   无线电天线通常在其直径等于无线电波的波长情况下工作效果最好。合理的天线直径范围是从1cm到5m。问所覆盖的频率范围是怎样的?
 
【正确答案】λf=c,c=3×108m/s。 对应λ=1cm,得到: 对应λ=5m,得到: 因此,所覆盖的频率范围是从60MHz到30GHz。
【答案解析】
问答题   如果一个卫星正处在地球上空32200公里位置,那么一个信号需用多长时间才能从地面送至卫星并从卫星返回?(假定信号以光速传播,卫星转发需时53μs)
 
【正确答案】32200km/300000km/s=322/3000s [(322/3000)×2×1000+53/1000]s≈214.72ms 因此,一个信号需用214.72ms的时间才能从地面送至卫星并从卫星返回。
【答案解析】
问答题   现在要在光纤上发送一个计算机屏幕图像序列。屏幕大小为480×640像素,每个像素24位,每秒60幅屏幕图像。问需要多大的带宽?假定每赫兹调制一个比特,那么对于中心波长为1.30μm的波段,这个带宽所对应的波长范围有多大?
 
【正确答案】数据速率是480×640×24×60bps,即442Mbps。 因此,需要442Mbps的带宽,对应的波长范围是2.5×10-6μm
【答案解析】
问答题   试比较电路交换和分组交换的延迟时间。现要通过A段链路传送x位报文,已知每段链路的传播时延为d秒,数据速率为bbps。在进行电路交换时,电路的建立时间为s秒。在进行分组交换时,分组长度为p位,各结点的排队时间忽略不计。问在什么条件下分组交换网的时延比电路交换网小?
 
【正确答案】在电路交换的情况下,电路建立延迟等于s秒,发送延迟等于x/b秒,传播延迟等于kd秒。总延迟等于s+x/b+kd秒。在分组交换的情况下,没有电路建立延迟,发送延迟(假定各个分组连续发送)也等于x/b秒,传播延迟等于kd秒,但增加了转发延迟kp/b。总延迟等于x/b+kd+kp/b秒。 令x/b+kd+kp/b<s+x/b+kd,得到kp/b<s。所以在s大于kp/b的条件下,分组交换网的时延比电路交换网小。
【答案解析】