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(完整word版)计算机网络答案.doc
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6. 一个带宽为 6MHz 的信道,若用 4 种不同的状态表示数据,在不考虑热噪声的情况下最
大数据传输速率是多少?
在不考虑热噪声的理想情况下,计算信道容量的公式是奈奎斯特公式。
现已知带宽 H=6MHz,码元可取的有效离散值个数 N=4,
则信道的最大数据传输速率为:
C=2Hlog
2
N=2×6×10
6
×log
2
4 b/s=24Mb/s
7. 某信道带宽为 3kHz,信噪比为 30dB,试计算该信道的最大比特率。若采用二进制信号
传输,则该信道的最大比特率是多少?
由信噪比=30db 可知 S/N=10
30/10
=1000。
现已知带宽 H=3kHz,根据香农公式可知信道的最大比特率为:
C=Hlog
2
(1+S/N)=3×10
3
×log
2
(1+1000)≈30kb/s。
若采用二进制信号传输,该信道的最大比特率为:
C=2Hlog
2
N=2×3×10
3
×log
2
2=6 kb/s。
8. 要在带宽为 4kHz 的信道上用 4 秒钟发送完 20KB 的数据块,按照香农公式,信道的信
噪比最小应为多少分贝?
要在带宽为 4kHz 的信道上用 4 秒钟发送完 20KB 的数据块,即所需的数据传输速率为
20KB/4=40kbps,由香农公式有 C=Hlog
2
(1+S/N)
由 H=4kHz,C≥40kbps,得 S/N≥1024,因此 10log
10
(S/N) ≥30dB,即信噪比最小应为 30
分贝。
13. 计算 T1 载波线路的编码效率和开销率。若要采用两种物理状态传输的 50kb/s 信道上传
输 1.544Mb/s 的 T1 载波,问信道的信噪比至少应该是多少?
在 T1 载波线路中,一帧包括 193b。这 193b 按时分多路复用方式细分为 24 个信道,每
个信道 8b,余下 1b 作同步位。8b 中 1b 用来传输控制信号,7b 用来传输数据信息。据此,
T1 载波线路的编码效率为:
24×7/193=87%
对应地,开销率为 1-0.87=13%
因为是采用两种物理状态传输数据,则从数值上来说,B=S,而 B=2H,所以信道带
宽
H=B/2=S/2=25kHz。
由香农公式 C=Hlog
2
(1+S/N)可知信噪比
S/N=2
C/H
-1=2
1.544M/25k
-1=2
61.76
-1
以分贝计算,则 S/N=10log
10
(2
61.76
-1)≈186dB
17. 共有四个站点进行 CDMA 通信,四个站点的码片序列分别为:
A:(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) B:(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)
C:(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) D:(-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)
现收到码片序列(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1),问哪个站发送了数据?发送的 1 还是 0?
设当前收到的码片序列 S 为(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)
则 A·S=
8
i i
i 1
1
8
AS
=
å
=1 B·S=
8
i i
i 1
1
8
B S
=
å
=-1
C·S=
8
i i
i 1
1
8
C S
=
å
=0 D·S=
8
i i
i 1
1
8
DS
=
å
=1
所以站点 A 和 D 发送“1”,B 发送“0”,站点 C 未发送数据。
x
7
+x
5
+1 被生成多项式 x
3
+1 除,所得余数是多少?
解: x
7
+x
5
+1 对应的二进制位串为 10100001,x
3
+1 对应的二进制位串为 1001,通过多项式
除法运算,可得余数为 111.(过程略)
8. 采用生成多项式 G(X)=X
4
+X
3
+X+1 为信息位 1010101 产生循环冗余码,加在信息位后
面形成码字,再经比特填充后从左向右发送,问发送在物理线路上的比特序列是什么?
解: 由生成多项式的次数可知冗余位位数为 4,信息位对应的多项式为 x
6
+x
4
+x
2
+1,在信
息位后面附加 4 位 0 对应的多项式为 x
4
*( x
6
+x
4
+x
2
+1),用生成多项式 G(X) 去 除
x
4
*( x
6
+x
4
+x
2
+1)可得余数多项式,经计算,可得余数为 1011,因此需通过物理线路传
送的比特序列是 10101011011。
9. 已知循环冗余码的生成多项式为 X
5
+X
4
+X+1,若接收方收到的码字为 1010110001101,
问传输中是否有差错?
解: 生成多项式 G(X)=X
5
+X
4
+X+1 对应的代码为 110011,
若接收码字为 1010110001101,计算 T(X)模 2 除 G(X)的余数:
11000100
110011 1010110001101
110011
110000
110011
110011
110011
00001
由算式可知余数为 00001≠0,因此传输有错,所接收的码字不是正确的码字。
10. 若信息位为 1001000,要构成能纠正一位错的海明码,则至少要加上多少冗余位?写出
其监督关系表达式。
解:信息位长度 k=7,根据表达式 2
r
≥k+r+1 可知冗余位长度 r=4,
所以最后构成的海明码码字长度应为 n=k+r=11,
在 7 位信息位 a
10
a
9
…a
5
a
4
后追加 4 位冗余位 a
3
a
2
a
1
a
0
,构成 11 位码字 a
10
a
9
…a
1
a
0
。
设置校正因子与错码位置的对应关系如下:
0123
SSSS
0000
0001
0010
0100
1000
0011
0101
0110
0111
1001
1010
1011
错码位置
无错
a
0
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
a
9
a
10
由上表可得监督关系式:
S
0
=a
0
⊕a
4
⊕a
5
⊕a
7
⊕a
8
⊕a
10
S
1
=a
1
⊕a
4
⊕a
6
⊕a
7
⊕a
9
⊕a
10
S
2
=a
2
⊕a
5
⊕a
6
⊕a
7
S
3
=a
3
⊕a
8
⊕a
9
⊕a
10
令 S
3
S
2
S
1
S
0
=0000,即令
a
0
⊕a
4
⊕a
5
⊕a
7
⊕a
8
⊕a
10
=0
a
1
⊕a
4
⊕a
6
⊕a
7
⊕a
9
⊕a
10
=0
a
2
⊕a
5
⊕a
6
⊕a
7
=0
a
3
⊕a
8
⊕a
9
⊕a
10
=0
由此可求得各冗余位的生成表达式:
a
0
=a
4
⊕a
5
⊕a
7
⊕a
8
⊕a
10
a
1
=a
4
⊕a
6
⊕a
7
⊕a
9
⊕a
10
a
2
=a
5
⊕a
6
⊕a
7
a
3
=a
8
⊕a
9
⊕a
10
11. 若海明码的监督关系式为:
S
0
=a
0
⊕a
3
⊕a
4
⊕a
5
S
1
=a
1
⊕a
4
⊕a
5
⊕a
6
S
2
=a
2
⊕a
3
⊕a
5
⊕a
6
接收端收到的码字为:a
6
a
5
a
4
a
3
a
2
a
1
a
0
=1010100,问在最多一位错的情况下发送端发送的
信息位是什么?
解: 将 a
6
a
5
a
4
a
3
a
2
a
1
a
0
=1010100 带入监督关系式可得:
S
0
=a
0
⊕a
3
⊕a
4
⊕a
5
=0⊕0⊕1⊕0=1
S
1
=a
1
⊕a
4
⊕a
5
⊕a
6
=0⊕1⊕0⊕1=0
S
2
=a
2
⊕a
3
⊕a
5
⊕a
6
=1⊕0⊕0⊕1=0
因为 S
2
S
1
S
0
=001≠0,接收的码字有错,错误位置是 a
0
,所以正确的码字应为 1010101。
14. 50Kb/s 卫星信道上,采用停等协议,帧长度为 1000 比特,卫星的上行和下行链路的延
迟都为 125ms,不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略,计算该卫星信道的
利用率。
解:50Kb/s 卫星信道上发送帧长度为 1000 比特的数据帧所需时间为 1000b/50Kb/s=20ms
卫星的上行和下行链路的延迟都为 125ms,因此数据帧到达接收方及确认帧返回所需时
间为 2*(125ms+125ms)=500ms,不考虑误码率而且假设确认帧的处理时间可以忽略
的情况下,该卫星信道的利用率为 20ms/(20+500)ms=3.8%
15. 一个数据传输速率为 4Kb/s、单向传播时延为 20ms 的信道,确认帧长度和处理时间均
忽略不计,则帧长度在什么范围内,停等协议的效率可以达到 50%?
解:分析停等协议的信道利用率,如下图所示:
假设帧长度为 L 比特,由题可知数据传输速率 B=4Kb/s,单向传播时延 R 为 20ms,采
用停等协议进行数据帧的传输,确认帧长度和处理时间均忽略不计,若使效率达到 50%,
即
/
50%
/ 2
L B
L B R
³
+
代入 L、B 和 R,可得 L≥160b。
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