數字通信習題解答

1、模擬信號與數字信號的主要特點:模擬信號：模擬信號的特點是信號強度（如電壓或電流）的取值隨時間連續(xù)變化。由于模擬信號的強度是隨時間連續(xù)變化的，所以模擬信號也稱為連續(xù)信號。數字信號：與模擬信號相反，數字信號強度參量的取值是離散變化的。數字信號又叫離散信號，離散的含義是其強度的取值是有限個數值。2,通信系統(tǒng)模型包括信源·變換器·信道·反變換器·信宿和噪聲。通信的目的是傳遞和交換信息。3試述數字通信的主要特點。（1）抗干擾能力強，無噪聲積累 （2） 便于加密處理 （3） 利于采用時分復用實現多路通信（4） 設備便于集成化、小型化 (5) 占用頻帶寬 4·

2、;數字通信系統(tǒng)有效性指標（1）信息傳輸速率： 信道的傳輸速率是以每秒鐘所傳輸的信息量來衡量的。信息傳輸速率的單位是比特/秒，或寫成bit/s，即是每秒傳輸二進制碼元的個數（2）符號傳輸速率 符號傳輸速率也叫碼元速率。它是指單位時間內所傳輸碼元的數目，其單位為“波特”（bd）。（3）頻帶利用率 頻帶利用率是指單位頻帶內的傳輸速率?？煽啃灾笜耍?）誤碼率 在傳輸過程中發(fā)生誤碼的碼元個數與傳輸的總碼元數之比。（2）信號抖動 在數字通信系統(tǒng)中，信號抖動是指數字信號碼元相對于標準位置的隨機偏移。第二章 3、數位通信的特點有：抗干擾性強，無噪聲積累 便于加密處理。利于采用時分復用實現多路通信。設備便于集成

3、化、小型化 占用頻帶寬。6、PCM通信系統(tǒng)中發(fā)端低通的作用是予濾波，即防止高于34KHz的信號通過，避免PAM信號產生 折迭噪聲。7、PCM通信系統(tǒng)中收端低通的作用是去除原被抽樣信號基本頻譜以外的，即34KHz以上的各高次分量的頻譜以恢復（或重建）原模擬信號。第4章1、時分多路復用是利用各路信號在信道上占有不同的時間間隔的特征來分開各路信號的，具體來說，就是將時間分成為均勻的時間間隔，將各路信號的傳輸時間分配在不同的時間間隔內，以達到互相分開多路傳輸的目的。2、發(fā)端低通濾波器的目的是為了避免抽樣后的PAM信號產生折疊噪聲。此低通濾波器的截止頻率為3.4kHz，這樣，各路語音信號的頻率都被限制在

4、3.4kHz之內，高于3.4kHz的信號不會通過。3、時鐘同步是指收端的時鐘頻率和發(fā)端時鐘頻率相同。 收端和發(fā)端都要對時鐘信號進行統(tǒng)一的控制，這項工作由定時系統(tǒng)來完成。定時系統(tǒng)包括發(fā)端定時和收端定時兩種，前者是主動式，后者為從屬式。4、幀同步的目的是要求收端與發(fā)端相應的話路在時間上要對準，就是要從收到的信碼流中分辨出哪8位是一個樣值的碼字，以便正確解碼；還要能分辨出這8位碼是哪一個話路的，以便正確分路。5、前方保護是為了防止假失步。幀同步系統(tǒng)一旦出現幀失步，并不立即進行調整。因為幀失步可能是真正的幀失步，也可能是假失步。真失步是由于收發(fā)兩端幀結構沒有對準造成的；而假失步則是由信道誤碼造成的。后

5、方保護是為了防止偽同步。PCM30/32路系統(tǒng)的同步捕捉方式是采用逐步移位捕捉的方式。在捕捉幀同步碼的過程中，可能會遇到偽同步碼。如果根據收到的偽同步碼進行系統(tǒng)調整，使系統(tǒng)恢復成同步狀態(tài)，由于它不是真的幀同步碼，即不是真的幀同步，還將經過前方保護才能重新開始捕捉，因而使同步恢復時間拉長。為了防止出現偽同步碼造成的不利影響，采用了后方保護措施，即在捕捉到幀同步碼的過程中，只要在連續(xù)捕捉到（為后方保護計數）次幀同步碼后，才能認為系統(tǒng)已經真正恢復到了同步狀態(tài)。6、 幀同步碼的選擇即碼位數的選擇和同步碼型的選擇，其主要考慮的因素是產生偽同步碼的可能性盡量少，即由信息碼而產生的偽同步碼的概率越小越好。因

6、此，幀同步碼要具有特殊的碼型，另外，幀同步碼組長度選的長些較好，這是因為信息碼中出現偽同步碼的概率隨幀同步碼組長度的增加而減少。但幀同步碼組較長時，勢必會降低信道的容量，所以應綜合考慮幀同步碼組的長度。7、PCM30/32路系統(tǒng)中，1幀bit 1秒傳8000幀 kb/s12、前方保護的前提狀態(tài)是同步狀態(tài)。后方保護的前提狀態(tài)是失步狀態(tài)。第6章6-1 高次群的形成采用什么方法？為什么？答：高次群的形成一般不采用PCM復用，而采用數字復接的方法。以二次群為例，假如采用PCM復用，要對120路話音信號分別按8kHz抽樣，一幀125s時間內有120多個路時隙，一個路時隙約等于一次群一個路時隙的1/4，即

7、每個樣值編8位碼的時間僅為1s，編碼速度是一次群的四倍。而編碼速度越快，對編碼器的元件精度要求越高，不易實現。6-2按位復接與按字復接的優(yōu)缺點？答：按位復接要求復接電路存儲容量小，簡單易行。但這種方法破壞了一個字節(jié)的完整性，不利于以字節(jié)（即碼字）為單位的信號的處理和交換。按字復接要求有較大的存儲容量，但保證了一個碼字的完整性，有利于以字節(jié)為單位的信號的處理和交換。6-3 為什么復接前首先要解決同步問題？答：若被復接的幾個低次群的數碼率不同，幾個低次群復接后的數碼就會產生重疊和錯位，所以復接前首先要解決同步問題。6-4 數字復接的方法有哪幾種？PDH采用哪一種？答：數字復接同步的方法，有同步復接

8、和異步復接兩種。PDH采用異步復接。數字復接器的功能是把四個支路（低次群）合成一個高次群。它是由定時、碼速調整（或變換）和復接等單元組成的。定時單元給設備提供統(tǒng)一的基準時鐘（它備有內部時鐘，也可以由外部時鐘推動）。碼速調整（同步復接時是碼速變換）單元的作用是把各輸入支路的數字信號的速率進行必要的調整（或變換），使它們獲得同步。這里需要指出的是四個支路分別有各自的碼速調整（或變換）單元，即四個支路分別進行碼速調整（或變換）。復接單元將幾個低次群合成高次群。 數字分接器的功能是把高次群分解成原來的低次群，它是由定時、同步、分接和恢復等單元組成。分接器的定時單元是由接收信號序列中提取的時鐘來推動的。

9、借助于同步單元的控制使得分接器的基準時鐘與復接器的基準時鐘保持正確的相位關系，即保持同步。分接單元的作用是把合路的高次群分離成同步支路信號，然后通過恢復單元把它們恢復成原來的低次群信號。6-6 為什么同步復接要進行碼速變換？答：對于同步復接，雖然被復接的各支路的時鐘都是由同一時鐘源供給的，可以保證其數碼率相等，但為了滿足在接收端分接的需要，還需插入一定數量的幀同步碼；為使復接器、分接器能夠正常工作，還需加入對端告警碼、鄰站監(jiān)測及勤務聯(lián)絡等公務碼（以上各種插入的碼元統(tǒng)稱附加碼），即需要碼速變換。6-7 異步復接中的碼速調整與同步復接中的碼速變換有什么不同？答：碼速變換是在平均間隔的固定位置先留出

10、空位，待復接合成時再插入脈沖（附加碼）；而碼速調整插入脈沖要視具體情況，不同支路、不同瞬時數碼率、不同的幀，可能插入，也可能不插入脈沖（不插入脈沖時，此位置為原信息碼），且插入的脈沖不攜帶信息。6-9 異步復接二次群的數碼率是如何算出的？答：二次群內的碼元數為（32個插入碼）數碼率為或：異步復接二次群的幀周期為10038s,幀長度為848bit，可計算得異步復接二次群的數碼率為 6-11 插入標志碼的作用是什么？答：插入標志碼的作用就是用來通知收端第161位有無插入，以便收端“消插”。每個支路采用三位插入標志碼是為了防止由于信道誤碼而導致的收端錯誤判決?！叭腥《?，即當收到兩個以上的“1”碼

11、時，認為有插入，當收到兩個以上的“0”碼時，認為無插入。6-12 什么叫PCM零次群？PCM一至四次群的接口碼型分別是什么？答：PCM通信最基本的傳送單位是64kbits，即一路話音的編碼，因此它是零次的。64kbits速率的復接數字信號被稱為零次群DS0。 一次群、二次群、三次群的接口碼型是HDB3碼，四次群的接口碼型是CMI碼。6-13 SDH的特點有哪些？答：SDH與PDH相比，其優(yōu)點主要體現在如下幾個方面： 有全世界統(tǒng)一的數字信號速率和幀結構標準。采用同步復用方式和靈活的復用映射結構，凈負荷與網絡是同步的。SDH幀結構中安排了豐富的開銷比特（約占信號的5），因而使得0AM能力大大加強。

12、有標準的光接口。SDH與現有的PDH網絡完全兼容。SDH的信號結構的設計考慮了網絡傳輸和交換的最佳性。以字節(jié)為單位復用與信息單元相一致。6-14 SDH的基本網絡單元有哪幾種？答：SDH的基本網絡單元有四種，即終端復用器（TM）、分插復用器（ADM）、再生中繼器（REG）和數字交叉連接設備（SDXC）。6-15 SDH幀結構分哪幾個區(qū)域？各自的作用是什么？答：SDH的幀結構可分為三個主要區(qū)域：（1）段開銷（SOH）區(qū)域，是為了保證信息凈負荷正常、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)。（2）凈負荷（pay1oad）區(qū)域信息凈負荷區(qū)域是幀結構中存放各種信息負載的地

13、方（其中信息凈負荷第一字節(jié)在此區(qū)域中的位置不固定）。（3）單元指針（AU-PTR）區(qū)域 管理單元指針用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM-N幀中的準確位置，以便在接收端能正確的分解。6-16 由STM-1幀結構計算出STM-1的速率。SOH的速率。AU-PTR的速率。答：STM-1的幀長度為270×92430個字節(jié)，相當于19440比特，幀周期為125s，由此可算出STM-1的速率為 STM-1中SOH的速率為 STM-1中AU-PTR的容量為 6-17 簡述段開銷字節(jié)BIP-8的作用及計算方法。答：Bl（BIP-8）字節(jié)用作再生段誤碼監(jiān)測，是使用偶校驗的比特間插奇偶校驗碼。 BI

14、P-8的具體計算方法是：將上一幀（擾碼后的STM-N幀）所有字節(jié)（注意再生段開銷的第一行是不擾碼字節(jié)）的第一個比特的“1”碼計數，若“1”碼個數為偶數時，本幀（擾碼前的幀）B1字節(jié)的第一個比特記為“0”。若上幀所有字節(jié)的第一個比特“1”碼的個數為奇數時，本幀字節(jié)的第一個比特記為“1”。上幀所有字節(jié)比特的計算方法依此類推。最后得到的B1字節(jié)的8個比特狀態(tài)就是BIP-8計算的結果。6-18 簡述139264Mbits支路信號復用映射進STM-1幀結構的過程。答：首先將標稱速率為139.264Mbits的支路信號裝進C-4，經適配處理后C-4的輸出速率為149.760Mbits。然后加上每幀9字節(jié)的

15、POH（相當于576kbits）后，便構成了VC-4(150.336Mbits)，以上過程為映射。VC-4與AU-4的凈負荷容量一樣，但速率可能不一致，需要進行調整。AU-PTR的作用就是指明VC-4相對AU-4的相位，它占有9個字節(jié)，相當容量為576kbits。于是經過AU-PTR指針處理后的AU-4的速率為150.912Mbits，這個過程為定位。得到的單個AU-4直接置入AUG，再由N個AUG經單字節(jié)間插并加上段開銷便構成了STM-N信號，以上過程為復用。當N1時，一個AUG加上容量為4.608Mbits的段開銷后就構成了STM-1，其標稱速率155.520Mbit/S第7章 7-4 AMI碼的缺點是二進碼序列中的“0”碼變換后仍然是“0”碼，如果原二進碼序列中連“0“碼過多，AMI碼中便會出現長連“0”，這就不利于定時鐘信息的提取。答：CMI碼 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 二進碼 1 1 0 0 1 0 1數字信號的頻帶傳輸系統(tǒng)主要有光纖數字傳輸系統(tǒng)、數字微波傳輸系統(tǒng)和數字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)。數字調制有三種基本方法：數字調幅（ASK，也稱幅移鍵控）、數字調相（PSK，也稱相移鍵控）、數字調頻（FSK，也稱頻移鍵控）。分插復用器（ADM）位于SDH網的沿途，它將同步復用和數字交叉連接功能綜合于一體，具有靈活地分插任意支路信號的能力，在網絡設計上有很大靈