数据通信的主要技术指标 课后习题及答案new

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1、数据通信的主要技术指标　　　数据通信的任务是传输数据信息，希望达到传输速度快、信息量大、可靠性高，涉及的技术指标有数据传输速率、误码率和信道容量。　　1.数据传输速率　　数据传输速率是指传输线路上传输信息的速度，有数据传输速率和信号传输速率两种表示方法。　　(1)数据传输速率　　数据传输速率又称比特率，指单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为比特每秒，表示为bps或b/s。数据传输速率可用如下公式表示：　　　　　　　其中，　　S—表示比特率　　T—表示脉冲宽度　　N—表示一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数，通

2、常为2的整数倍。　　例如，一连续信号f=1200Hz，每个信号可表示4个不同的状态，则数据传输速率（比特率）为2400bps：　　　　　　　　(2)信号传输速率　　信号传输速率又称波特率或调制速率，指单位时间内所传送的信号的个数，单位为baud（波特），可用如下公式表示：　　　　　　B=1/T　　其中，B—波特率，T—信号周期。　　例如，若一连续信号f=1200Hz，则B=1/T=1200（波特）　　(3)比特率与波特率的关系　　比特率与波特率都是衡量信息在传输线路上传输快慢的指标，但两者针对的对象有所不同，比特率针

3、对的是二进制位数传输，波特率针对信号波形的传输，两者之间存在如下关系：　　　　　　　　其中，N为一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数。比特率与波特率在应用中的相互关系见如图2-1-12所示。图2-1-12 波特率和比特率之间关系　　2.误码率　　误码率表示二进制数据位在传输中出错的概率，可用如下公式表示：　　　　　　　Pe=Ne/N　　其中，Pe—误码率，Ne—出错的位数，N—传输的总位数。　　例如，若数据传输10000个bit，接收经检查发现有一个bit错了，则误码率　　Pe=10-5　　误码率主要用于衡量数据

4、传输的质量，其他衡量数据传输质量的指标还有误字率和误组率等，原理类似，这里不作详细解释。　　3.信道容量　　信道容量指信道所能承受的最大数据传输速率，单位为bps或b/s。信道容量受信道的带宽限制，信道带宽越宽，一定时间内信道上传输的信息就越多。　　带宽指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差。按信道频率范围的不同，通常可将信道分为窄带信道（0～300Hz）、音频信道（300～3400Hz）和宽带信道（3400Hz以上）三类。　　信道容量有两种衡量的方法：奈奎斯特公式和香农公式。　　(1)奈奎斯特公式

5、（Nyquist）　　对有限带宽无噪声信道，信道容量可用如下公式计算：　　　　　　　　　其中，　　C—最大数据速率（信道容量）　　H—信道的带宽（Hz）　　N—一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数　　例如，若某信道带宽为4kHz，任何时刻信号可取0、1、2和3四种电平之一，则信道容量为：　　         　　奈奎斯特公式表明，对某一有限带宽无噪声信道，带宽固定，则调制速率也固定。通过提高信号能表示的不同的状态数，可提高信道容量。　　(2)香农公式（Shannon）　　对有限带宽随机噪声（服从高斯分布）信道，信

6、道容量可用如下公式计算：　　　　　　　　　　其中，　　H—信道的带宽（Hz）　　S—信道内信号的功率　　N—信道内服从高斯分布的噪声的功率　　S/N是信噪比，通常用表示，单位dB（分贝）　　例如，计算信噪比为30dB，带宽为4kHz的信道最大容量：　　由，得出S/N=1000　则，C=4k×log2(1+1000)≈40kbps　　表示无论采用何种调制技术，信噪比为30dB，带宽为4kHz的信道最大的数据速率约为40kbps。　　4.三个指标之间的关系　　从上面的分析可以看出，数据速率用于衡量信道传输数据的快慢，是信

7、道的实际数据传输速率；信道容量用于衡量信道传输数据的能力，是信道的最大数据传输速率；而误码率用于衡量信道传输数据的可靠性。课后习题 1.简述数据通信系统模型的构成。2.请区分信息、数据和信号，并举实例说明。3.举例说明传输线路和信道、信号带宽和信道带宽之间的关系。4.举例说明单工通信、半双工通信和全双工通信。5.简述异步传输方式和同步传输方式的区别。6.请给出异步串行传输方式下采用1位起始位、7位数据位、1位奇校验和1位停止位传送"56H"时的编码波形（逻辑"0"用低电平表示）。7.数据传输速率和信号传输速率之间的关

8、系是什么？8.数据传输速率和信道容量之间的关系是什么？9.在数字传输系统中，调制速率为1200波特，数据传输速率为3600bps，则每个信号可有几种不同状态？如要使调制速率和数据传输速率相等，则每个信号应有几种不同状态？10.对于带宽为6MHz的信道，若每个信号可表示四种不同状态，在不考虑噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率是多少？11.信道