一 真题2009-34
2009-34题. 在无噪声情况下,若某通信链路的带宽为3kHz,采用4个相位,每个相位具有4种振幅的QAM调制技术,则该通信链路的最大数据传输速率是()。
A. 12kbps
B. 24kbps
C. 48kbps
D. 96kbps
二 题目要素解析
场景: 无噪声信道。
已知条件:
- 带宽 (*W*): 3 kHz。
- 调制技术 (QAM): 4 个相位,每个相位 4 种振幅。
求: 最大数据传输速率(即信道容量)。
核心考点: 奈奎斯特定理(Nyquist's Theorem)、码元与比特的换算。
三 哔哔详解
这道题考的是无噪声信道的最大数据传输速率 ,也就是经典的奈奎斯特定理应用。我们一步一步来拆解。
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先确定用哪个公式
题目明确说了 "无噪声",所以必须用奈奎斯特定理:
C=2Wlog2VC = 2W \log_2 VC=2Wlog2V
其中:
- C:最大数据传输速率(bps)
- W:信道带宽(Hz)
- N:一个码元可取的离散状态数(调制进制数)
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计算码元状态数 *N*
题目给的是 QAM 调制:
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4 个相位
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每个相位有 4 种振幅
所以总的状态数是:N=4×4=16也就是说,这是 16-QAM,每个码元可以携带 log216log_2 16log216=4bit 信息。
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计算最高码元速率(波特率)
奈奎斯特告诉我们,无噪声低通信道的最高码元速率是带宽的 2 倍:
波特率=2W=2×3 kHz=6 kbaud
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计算最大数据传输速率
比特率 = 波特率 × 每个码元的比特数:
C=6 k×log216log_2 16log216=6 k×4=24 kbps
所以答案就是 24 kbps ,对应选项 B。
四 参考答案
参考答案 B
五 考点精析
5.1 奈奎斯特 vs 香农 ------ 使用场景辨析
| 定理 | 适用条件 | 公式 | 决定因素 |
|---|---|---|---|
| 奈奎斯特 | 无噪声理想信道 | C=2Wlog2VC = 2W \log_2 VC=2Wlog2V | 带宽 W 、信号状态数 V |
| 香农 | 有噪声实际信道 | C=Wlog2(1+S/N)C = W \log_2(1 + S/N)C=Wlog2(1+S/N) | 带宽 W 、信噪比 S/N |
5.2 码元速率 vs 比特率
码元速率(波特率):单位时间传多少个码元(Baud)
比特率:单位时间传多少 bit(bps)
关系:比特率=波特率×log2Nlog_2 Nlog2N
5.3 QAM 调制状态数计算
若题目给 "M 个相位,每个相位 K 种振幅",则 N=M×K
常见:
- 4-QAM → 2 bit / 码元
- 16-QAM → 4 bit / 码元
- 64-QAM → 6 bit / 码元
六 考点跟踪
| 年份 | 题号 | 考查内容 | CSDN 参考链接 | VX 参考链接 |
|---|---|---|---|---|
| 2009 | 第 34 题 | 奈奎斯特定理 + QAM 调制计算信道容量 | ||
| 2011 | 第 34 题 | 香农定理(含分贝与信噪比换算) | ||
| 2014 | 第 35 题 | 奈奎斯特定理\香农定理 | ||
| 2016 | 第 34 题 | 奈奎斯特定理\香农定理 | ||
| 2017 | 第 34 题 | 奈奎斯特定理\香农定理 | ||
| 2022 | 第 34 题 | 奈奎斯特定理\香农定理 | ||
| 2023 | 第 34 题 | 奈奎斯特定理 + QAM 调制计算信道容量 |
说明 :本文内容基于公开资料整理,参考了包括但不限于《数据结构》(严蔚敏)、《计算机操作系统》(汤小丹)、《计算机网络》(谢希仁)、《计算机组成原理》(唐朔飞)等国内高校经典教材,以及其他国际权威著作。同时,借鉴了王道、天勤、启航等机构出版的计算机专业考研辅导系列丛书 中的知识体系框架与典型题型分析思路。文中所有观点、例题解析及文字表述均为作者结合自身理解进行的归纳与重述,未直接复制任何出版物原文。内容仅用于学习交流,若有引用不当或疏漏之处,敬请指正。