免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络管理员 > 2014年上半年 网络管理员 上午试卷 综合知识
  第21题      
  知识点:   模拟数据的数字信号编码   数据传输速率
  章/节:   数据通信基础知识       

 
假设模拟信号的最高频率为10MHz,采样频率必须大于(20),才能使得到的样本信号不失真,如果每个样本量化为256个等级,则信道的数据速率是(21).
 
 
  A. 

40Mb/s

 
  B.  80Mb/s
 
  C.  160Mb/s
 
  D.  320Mb/s
 
 
 

 
  第22题    2013年下半年  
   40%
在异步通信中每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和2位终止位,每秒钟传送100个字符,则有效数据速率为(22)。
  第20题    2020年下半年  
   50%
某信道信号传输频率为100~3400Hz,信噪比为30dB,则该信道带宽为(19)Hz, 支持的最大数据速率约为(20)b/s。
  第19题    2020年下半年  
   45%
某信道信号传输频率为100~3400Hz,信噪比为30dB,则该信道带宽为(19)Hz, 支持的最大数据速率约为(20)b/s。
 
  第7题    2012年下半年  
   30%
声卡的件能指标主要包括(7)和采样位数;在采样位数分别为8、16、24、32时,采样位数为(8)表明精度更高,所录制的声音质量也更..
  第20题    2017年上半年  
   44%
以太网10Base-T中物理层采用的编码方式为( ) 。
  第19题    2018年上半年  
   51%
在所示的下列两种调制方法中,说法正确的是( )。
   知识点讲解    
   · 模拟数据的数字信号编码    · 数据传输速率
 
       模拟数据的数字信号编码
        将模拟数据编码为数字信号的最常见方法是脉冲编码调制,简称脉码调制(Pulse Code Modulation, PCM)。脉码调制是以采样定理为基础的。从数学上可以这样说明采样定理:若对连续变化的模拟信号进行周期性采样,只要采样频率等于或大于有效信号最高频率的两倍,则采样信息包含原信号的全部信息。再利用低通滤波器可以从这些采样中重新构造出原始信号。
        采样定理表达公式为
        Fs≥2FmaxFs2Bs
        式中:Fs(即1/Ts)为采样频率;Fmax为原始信号的最高频率;Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽。
        PCM编码过程包括采样、量化和编码3个步骤,如下图所示。
        1)采样
        每隔一定的时间对连续模拟信号进行采样,得到的信号就成为一组"离散"的脉冲信号序列,这种方式称为脉冲幅值调制(Pulse Amplitude Modulation, PAM)。
        
        PCM原理
        2)量化
        量化是一个分级过程,把采样所得到的PAM脉冲按量级比较,并且"取整",这样脉冲序列就成为数字信号了。
        3)编码
        表示采样序列量化后的量化幅度,它用一定位数的二进制码表示。如果有N个量化级,那么就应当有log2N位二进制数码。
        例如,声音数据频率一般在4000Hz以下,那么只要8000次/s的采样就可以完整地表示声音信号的特征。目前,在语音数字化脉冲调制系统中,通常分为128个量级,即用7位二进制数码表示。PCM编码的数据率为8000×7=56kb/s。
 
       数据传输速率
        数据传输速率主要涉及比特率、信道带宽、波特率、奈奎斯特定理、香农定理、误码率等。
        1)比特率
        比特率指单位时间内所传送的二进制码元(码元是对于网络中传送的二进制数字中每一位的通称,也常称作"位"或比特(bit))的有效位数,以每秒多少比特数计,即b/s(或bps)。计算公式为
        S=(log2N/T
        式中:T为一个数字脉冲信号的宽度或重复周期,单位为秒(s);N为一个码元所取的离散值个数。
        通常N=2K,K为二进制信息的位数,K=log2NN=2时,S=1/T,表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
        2)信道带宽
        信道带宽W=f2-f1,其中f1是信道能通过的最低频率,f2是信道能通过的最高频率,两者都是由信道的物理特性决定的。为了使信号传输中的失真小些,信道要有足够的带宽。
        3)波特率
        波特率是指单位时间内传输的码元位数,以波特为单位,即Baud,通常用于表示调制解调器之间传输信号的速率。这里码元可以是二进制的,也可以是多进制的。计算公式为
        B=1/T
        式中:T为信号码元的宽度,单位为秒(s)。
        比特率和波特率的关系用下面公式所示,即
        S=Blog2NB=S/log2N
        4)奈奎斯特定理
        1924年,哈里.奈奎斯特(Harry Nyquist)就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率,称为奈奎斯特(Nyquist)定理。若信道带宽为W,则最大码元速率为
        B=2W(Baud)
        奈奎斯特定理指定的信道容量也叫作奈奎斯特极限,这是由信道的物理特性决定的。超过奈奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的,所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。
        码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。一个码元携带的信息量n(比特)与码元的种类数N有以下关系,即
        n=log2N
        即若码元取两个离散值,则一个码元携带1比特信息;若码元取4种离散值,则一个码元携带2比特信息。
        在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把2比特编码为一个码元,则数据速率可成倍提高,即
        R=Blog2N=2Wlog2N
        式中:R为数据速率,b/s。
        5)香农定理
        奈奎斯特定理是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰,因而远远达不到按奈奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农的研究表明,有噪声信道的极限数据速率为
        C=Wlog2(1+S/N
        式中:W为信道带宽;S为信号的平均功率;N为噪声平均功率;S/N叫作信噪比。这个公式叫作香农(Shannon)定理。由于在实际使用中SN的比值太大,故常取其分贝数(dB)。分贝与信噪比的关系为
        dB=10 lg(S/N)
        例如,当S/N=1000时,信噪比为30dB。这个公式与信号取的离散值个数无关,也就是说,无论用什么方式调制,只要给定了信噪比,则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如,信道带宽为3000Hz,信噪比为30dB,则最大数据速率为
        C=3000log2(1+1000)≈3000×9.97≈30 000b/s
        这是极限值,只有理论上的意义。实际上,在3000Hz带宽的电话线上数据速率能达到9600b/s就很不错了。
        6)误码率
        误码率指信息传输的错误率,即已接收信息中错误比特数占总传输比特数的比例。它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中,一般要求误码率低于10-6。若误码率达不到这个指标,可通过差错控制方法检错和纠错。
        误码率公式为
        Pe=Ne/N
        式中:Ne为其中出错的位数;N为传输的数据总数。
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第21题    在手机中做本题