通信工程师综合练习
问答题简述双相码和差分码的优缺点。
题目
问答题
简述双相码和差分码的优缺点。
参考答案和解析
正确答案：
双相码优点：含有丰富定时信息，无直流分量，编码过程简单。缺点：占用带宽加倍，频带利用率降低。
差分码：同上，但是克服其因极性反转引起的译码错误。
差分码：同上，但是克服其因极性反转引起的译码错误。
解析：
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相似问题和答案
第1题：
下图表示了某个数据的两种编码，这两种编码分别是( )，该数据是( )。
A．X为差分曼彻斯特码，Y为曼彻斯特码
B．X为差分曼彻斯特码，Y为双极性码
C．x为曼彻斯特码，Y为差分曼彻斯特码
D．X为曼彻斯特码，Y为不归零码
正确答案：C
解析：两种编码在比特间隙中央有跳变，说明它们属于双相位编码。所以(15)答案只能在A、c中选择。然后分别讨论，若(15)题选A，则x为差分曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码每比特的开始位置没有电平跳变表示比特l，有电平跳变表示比特0。所以数据应该是?11010111，第一位编码由于无法预知其前状态，Y编码可能是“011101100”或“100010011”，两者对不上，所以A是错误的。如果(15)题选c，则Y为差分曼彻斯特编码，其数据应该是?10011010。x编码可能是“0100l1010”或“101100101”，两结果可以匹配。所以判定该数据为010011010。【总结与扩展】比较标准曼彻斯特编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码：不论码元是1或者0，在每个码元正中间的时刻，一定有一次电平转换。曼彻斯特和差分曼彻斯特编码是原理基本相同的两种编码，后者是前者的改进。它们的特征是在传输的每一位信息中都带有位同步时钟，因此一次传输可以允许有很长的数据位。曼彻斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半，当传输“1”时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；而传输“O”时正相反。这样，每个时钟周期内必有一次跳变，这种跳变就是位同步信号。差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的改进。它在每个时钟位的中间都有一次跳变，传输的是“1”还是“0”，是在每个时钟位的开始有无跳变米区分的。差分曼彻斯特编码比曼彻斯特编码的变化要少，因此更适合于传输高速的信息，被广泛用于宽带高速网中。然而，由于每个时钟位都必须有一次变化，所以这两种编码的效率仅可达到50％左右。双相码要求每一位中都要有一个电平转换。因而这种代码的最大优点是自定时，同时双相码也有检测错误的功能，如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是违例代码。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都是双相码的一种。单极性不归零码，无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。双极性不归零码，“1”码和“0”码都有电流，“1”为正电流，“0”为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。单极性归零码，当发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发“O”码时，仍然不发送电流。双极性归零码，其中“1”码发正的窄脉冲，“O”码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。
解析：两种编码在比特间隙中央有跳变，说明它们属于双相位编码。所以(15)答案只能在A、c中选择。然后分别讨论，若(15)题选A，则x为差分曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码每比特的开始位置没有电平跳变表示比特l，有电平跳变表示比特0。所以数据应该是?11010111，第一位编码由于无法预知其前状态，Y编码可能是“011101100”或“100010011”，两者对不上，所以A是错误的。如果(15)题选c，则Y为差分曼彻斯特编码，其数据应该是?10011010。x编码可能是“0100l1010”或“101100101”，两结果可以匹配。所以判定该数据为010011010。【总结与扩展】比较标准曼彻斯特编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码：不论码元是1或者0，在每个码元正中间的时刻，一定有一次电平转换。曼彻斯特和差分曼彻斯特编码是原理基本相同的两种编码，后者是前者的改进。它们的特征是在传输的每一位信息中都带有位同步时钟，因此一次传输可以允许有很长的数据位。曼彻斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半，当传输“1”时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；而传输“O”时正相反。这样，每个时钟周期内必有一次跳变，这种跳变就是位同步信号。差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的改进。它在每个时钟位的中间都有一次跳变，传输的是“1”还是“0”，是在每个时钟位的开始有无跳变米区分的。差分曼彻斯特编码比曼彻斯特编码的变化要少，因此更适合于传输高速的信息，被广泛用于宽带高速网中。然而，由于每个时钟位都必须有一次变化，所以这两种编码的效率仅可达到50％左右。双相码要求每一位中都要有一个电平转换。因而这种代码的最大优点是自定时，同时双相码也有检测错误的功能，如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是违例代码。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都是双相码的一种。单极性不归零码，无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。双极性不归零码，“1”码和“0”码都有电流，“1”为正电流，“0”为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。单极性归零码，当发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发“O”码时，仍然不发送电流。双极性归零码，其中“1”码发正的窄脉冲，“O”码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。
第2题：
下图的两种编码方案分别是 （4） 。
A.①曼彻斯特编码，②双相码
B. ① RZ编码，②曼彻斯特编码
C. ① NRZ-I编码，②差分曼彻斯特编码
D.①极性码，②双极性码
B. ① RZ编码，②曼彻斯特编码
C. ① NRZ-I编码，②差分曼彻斯特编码
D.①极性码，②双极性码
答案：C
解析：
本题考查几种编码方案的比较与定义。
（1）极性编码：极包括正极和负极。单极性码，就是只使用一个极性，再加零电平（正极表示0，零电平表示1）；极性码就是使用了两极（正极表示0，负极表示1）。
（2）归零性编码：归零指的是编码信号量不是回归到零电平。归零码就是指码元中间的信号回归到0电平。不归零码则不回归零（而是当1时电平翻转，0时不翻转），这也称其为差分机制。
（3）双相码：通过不同方向的电平翻转（低到高代表0，高到低代表1），这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步，它也是曼码的基础。
（4）曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码：曼彻斯特编码是一种双相码，用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1（注意：某些教程中关于此定义有相反的描述，这里也是正确的），因此它也可以实现自同步，常用于以太网。差分曼彻斯特编码是在曼彻斯特编码的基础上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变。
根据不归零码与曼彻斯特编码的等相关编码定义，分析出正确答案为C。
（1）极性编码：极包括正极和负极。单极性码，就是只使用一个极性，再加零电平（正极表示0，零电平表示1）；极性码就是使用了两极（正极表示0，负极表示1）。
（2）归零性编码：归零指的是编码信号量不是回归到零电平。归零码就是指码元中间的信号回归到0电平。不归零码则不回归零（而是当1时电平翻转，0时不翻转），这也称其为差分机制。
（3）双相码：通过不同方向的电平翻转（低到高代表0，高到低代表1），这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步，它也是曼码的基础。
（4）曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码：曼彻斯特编码是一种双相码，用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1（注意：某些教程中关于此定义有相反的描述，这里也是正确的），因此它也可以实现自同步，常用于以太网。差分曼彻斯特编码是在曼彻斯特编码的基础上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变。
根据不归零码与曼彻斯特编码的等相关编码定义，分析出正确答案为C。
第3题：
下图的两种编码方案分别是(13)。
A．①差分曼彻斯特编码，②双相码
B．①m(2编码，②差分曼彻斯特编码
C．ONRZ-I编码，②曼彻斯特编码
D．①极性码，②双极性码
正确答案：C
解析：在图①中，每个“0”比特的前沿没有电子跳变，每个“1”比特的前沿有电平跳变，这是典型的NRZ-I编码的波形。NRZ-I编码的数据速率与码元速率一致，其缺点是当遇到长串的“0”时会失去同步，所以有时要做出某种变通，例如采用4B/5B编码。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都属于双相码。双相码要求每一比特中间都有一个电平跳变，它起到自定时的作用。在图②中，我们用高电平到低电平的转换边表示“0”，用低电平到高电平的转换边表示“1”，这是曼彻斯特编码的一种实现方案。反之，如果用高电平到低电平的转换边表示“1”，而用低电平到高电平的转换边表示“0”，也可以认为是曼彻斯特编码，只要能区分两种不同的状态就可以了。比特中间的电平转换边既表示了数据代码，也作为定时信号使用。曼彻斯特编码用在低速以太网中。差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同，码元中间的电平转换边只作为定时信号，而不表示数据。数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换：有电子转换表示“0”，无电平转换表示“1”，差分曼彻斯特编码用在令牌环网中。在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的图形中可以看出，这两种双相码的每一个码元都要调制为两个不同的电平，因而调制速率是码元速率的二倍。这对信道的带宽提出了更高的要求，所以在数据速率很高时实现起来更昂贵，但由于其良好的抗噪声特性和比特同步能力，所以在局域网中仍被广泛使用。
解析：在图①中，每个“0”比特的前沿没有电子跳变，每个“1”比特的前沿有电平跳变，这是典型的NRZ-I编码的波形。NRZ-I编码的数据速率与码元速率一致，其缺点是当遇到长串的“0”时会失去同步，所以有时要做出某种变通，例如采用4B/5B编码。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码都属于双相码。双相码要求每一比特中间都有一个电平跳变，它起到自定时的作用。在图②中，我们用高电平到低电平的转换边表示“0”，用低电平到高电平的转换边表示“1”，这是曼彻斯特编码的一种实现方案。反之，如果用高电平到低电平的转换边表示“1”，而用低电平到高电平的转换边表示“0”，也可以认为是曼彻斯特编码，只要能区分两种不同的状态就可以了。比特中间的电平转换边既表示了数据代码，也作为定时信号使用。曼彻斯特编码用在低速以太网中。差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同，码元中间的电平转换边只作为定时信号，而不表示数据。数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换：有电子转换表示“0”，无电平转换表示“1”，差分曼彻斯特编码用在令牌环网中。在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的图形中可以看出，这两种双相码的每一个码元都要调制为两个不同的电平，因而调制速率是码元速率的二倍。这对信道的带宽提出了更高的要求，所以在数据速率很高时实现起来更昂贵，但由于其良好的抗噪声特性和比特同步能力，所以在局域网中仍被广泛使用。
第4题：
当“1”出现时电平翻转，当“0”出现时电平不翻转，这种代码叫（）
- A、曼彻斯特码
- B、双相码
- C、差分码
- D、极性码
正确答案:C
第5题：
简述双相码的编码规则。
正确答案:原始序列中的符号“0”编成01，将符号“1”编成10。01与10可以看做是相位相反的两组方波。
第6题：
● 下图表示了某个数据的两种编码，这两种编码分别是 （15） ，该数据是 （16）
（15）
A. X为差分曼彻斯特码，Y为曼彻斯特码
B. X为差分曼彻斯特码，Y为双极性码
C. X为曼彻斯特码，Y为差分曼彻斯特码
D. X为曼彻斯特码，Y为不归零码
（16）
A. 010011110
B. 010011010
C. 011011010
D. 010010010
正确答案：C,B
第7题：
下图表示了某个数据的两种编码，这两种编码分别是（请作答此空） ，该数据是 （ ） 。
A.X为差分曼彻斯特码，Y为曼彻斯特码
B.X为差分曼彻斯特码，Y为双极性码
C.X为曼彻斯特码，Y为差分曼彻斯特码
D.X为曼彻斯特码，Y为不归零码
B.X为差分曼彻斯特码，Y为双极性码
C.X为曼彻斯特码，Y为差分曼彻斯特码
D.X为曼彻斯特码，Y为不归零码
答案：C
解析：
两种编码都在比特间隙的中央有跳变，说明它们都属于双相位编码。因此（1）题答案只能在A、C中选择。如果（1）题选A，则x为差分曼彻斯特编码。差分曼彻斯特编码的比特间隙中间的跳变仅用于携带同步信息，不同比特是通过在比特间隙开始位置是否有电平跳变来表示。每比特的开始位置没有电平跳变表示比特1，有电平跳变表示比特0。如果将x编码当做差分曼彻斯特编码，其数据应该是？11010111（第一位编码由于无法预知其前状态，因此只能用？表示）。y编码可能是"011101100"或"100010011"，显然差分曼彻斯特编码和曼彻斯特编码的结果对应不上，因此A是错误的。如果（1）题选C，则y为差分曼彻斯特编码，其数据应该是？10011010。x编码可能是"010011010"或"101100101"。显然第一个结果能够与差分曼彻斯特编码的结果匹配。所以可以判定该数据位为010011010。
第8题：
GSM系统中使用的信道编码包括()
A、卷积码
B、差分码
C、FIRE码
D、奇偶校验码
参考答案：ACD
第9题：
差分码不可能是归零码。
正确答案:正确
第10题：
数字通信中简单传输码主要包括（）和数字双相码。
- A、单极性非归零码
- B、双极性非归零码
- C、单极性归零码
- D、差分码
正确答案:A,B,C,D