《數字通信原理》習題解答1模擬信號和數字信號的特點分別是什么?答：模擬信號的特點是幅度連續(xù)；數字信號的特點幅度離散。號的基帶傳輸系統(tǒng)模型。話音信號的基帶傳輸系統(tǒng)模型為數字通信的特點有哪些?答：數字通信的特點是：抗干擾性強，無噪聲積累；便于加密處理；采用時分復用實現多路通信；設備便于集成化、微型化；占用信道頻帶較寬。為什么說數字通信的抗干擾性強，無噪聲積累?生成已消除噪聲干擾的原發(fā)送信號，所以說數字通信的抗干擾性強，無噪聲積累。1sN

1 1碼元時間106

106Bd信息傳輸速率為RNlog M1062

log 42106bit/s2Mbit/s2211Pe

發(fā)生誤碼個數(n) 1 傳輸總碼元(N) 22106假設數字通信系統(tǒng)的頻帶寬度為1024kHz2048kbit/s帶利用率為多少bit/s/Hz?答：頻帶利用率為信息傳輸速率 2048103 （bit/s/Hz) 2bit/s/Hz頻帶寬度 1024103數字通信技術的發(fā)展趨勢是什么？答：數字通信技術目前正向著以下幾個方向發(fā)展：小型化、智能化，數字處理技術的開發(fā)應用，用戶數字化和高速大容量等。2——語聲信號數字化語聲信號的編碼可分為哪幾種？答：語聲信號的編碼可分為波形編碼（主要包括、ADPCM等、參量編碼和混合編碼（子帶編碼）三大類型。PCM通信系統(tǒng)中A／DD／A通信系統(tǒng)中A／DD／A變換包括解碼和低通兩部分。某模擬信號頻譜如題圖2-11求滿足抽樣定理時的抽樣頻率fS

并畫出抽樣信號的頻譜（設fS象?

2fM

fS

8kHz,畫出抽樣信號的頻譜，并說明此頻譜出現什么現題圖2-12答）f kHz,f 5kHz,Bf f 514kHz0 M M 0f B0∴此信號為低通型信號滿足抽樣定理時，應有f 2fs

2510kHz抽樣信號的頻譜（設fs

2fM

）如下圖所示。（2）若抽樣頻率為8kHz，抽樣信號的頻譜為：此時抽樣信號的頻譜產生了折疊噪聲。2-2題圖2-2答：f 60kHz,f 108kHz,Bf f 1086048kHz0 M M 0f B03∴此信號為帶通型信號n(

f0) (60) 1B I 48I滿足抽樣定理時，應有2(ff

fM)2(60108)112kHzs 2n1 211均勻量化時量化區(qū)和過載區(qū)的最大量化誤差分別為多少？答：均勻量化時量化區(qū)和過載區(qū)的最大量化誤差（絕對值）分別為emax

(t)

（量化區(qū)）2emax

(t) （過載區(qū)）2答：均勻量化的缺點是：在N(或l)大小適當時，均勻量化小信號的量化信噪比太小，不足要求，而大信號的量化信噪比較大，遠遠滿足要求 (數字通信系統(tǒng)中要求量化信噪比26dB)。為了解決這個問題，若仍采用均勻量化，需增大N(或l)，但l過大時，一是使編碼復雜，二是使信道利用率下降。所以要采用非均勻量化。畫出l7時的(S/N ) 曲線（忽略過載區(qū)量化噪聲功率。q均勻答：(S/N)q均勻

20lg 3N20lgxe20lg 32720lgxe4720lgxe4答：實現非均勻量化的方法有兩種：模擬壓擴法和直接非均勻編解碼法。N答：非均勻量化信噪比與均勻量化信噪比的關系是(S/Nq

)

/N ) Qq均勻Q20lgdy為信噪比改善量dx對于A0dB和40dB答：對于A律壓縮特性（一般A86：A 87.6Q20

20lg 24 (20lgx39dB)1lnA 1ln1 1Q20lg 20lgx20lg 20lgx1520lgx1lnA 1ln87.6(39dB20lgx0)當輸入信號電平為0dB時，信噪比改善量為Q1520lgx15dB當輸入信號電平為40dB時，信噪比改善量為Q24dB5設l,A87.6A聲功率。lN256A87.6(S/N)q均勻

20lg 3N20lgx5320lgxQ20lgdydx20lg

20

87.6

24dB(20lgx39dB) 1 1lnA 1 1 20lg 20lgx20lg 20lgx1520lgx 1lnA 1ln87.6(39dB20lgx0dB)為什么AA87．6？答：A律壓縮特性的直線段小信號oa段的斜率為dy A ，A律13折線第1段第2dx 1lnA段（屬小信號）的斜率為16，為了讓A律13折線逼近A律壓縮特性，令(dy)dx

A1ln

16A87.6A取87.6的原因。A律13折線編碼器，l8，一個樣值為i 98，試將其編成相應的碼字，并求其編S碼誤差與解碼誤差。6iS

980 a 11I i S SI I 128 a 0S R2 2I I 32 a 1S R3 3I I 64 a 1S R4 4段落碼為011，樣值在第4量化段，I 64, 4B4 4I I 8 648496R5 B4 4I I a 1S R5 5I I 8 4 648444112R6 B4 4 4I I a 0S R6 6I I 8 2 648424104R7 B4 4 4I I a 0S R7 7I I 8 64844100R8 B4 4 4I I a 0S R8 8碼字為10111000編碼電平：I I (23a 22a 21a 20a)C B4 5 6 7 8 4641402010)496編碼誤差：e I I 962C S解碼電平：I I 496498D C 2 2解碼誤差：e I I 0D S7某A律13折線編碼器，l＝８，過載電壓U4096mV，一個樣值為u 796mV，S試將其編成相應的碼字，并求其編碼電平與解碼電平。答：U20484096mV 4096mV2048u 796mV398S 2mVu 3980 a 1S 1U u S SU U 128 a 1S R2 2U U 512 a 0S R3 3U U 256 a 1S R4 4段落碼為101，樣值在第6量化段，U 256， 16B6 6U U 8 256816384R5 B6 6U U a 1S R5 5U U 8 4 256816416448R6 B6 6 6U U a 0S R6 6U U 8 2 256816216416R7 B6 6 6U U a 0S R7 7U U 8 25681616400R8 B6 6 6U U a 0S R8 8碼字為11011000編碼電平為：U U a 4a 2a 1a)c B6 5 6 7 8 62561402010)16384解碼電平為：8U U /238416/2392D C 6逐次漸近型編碼器，假設已編出a a 0,a 1，正準備編a碼(要確定其判定2 3 4 5值)，此時串／并變換記憶電路的輸出M ～M 分別等于多?2 8答：已經編出a a 0,a 1，準備編a碼，確定其判定值。則有：2 3 4 5M a M a 0,M a 12 2 3 3 4 4M 15M 0,M 0,M 06 7 87011010111答：1100001010100答：11位線性解碼網絡的作用是將B1所對應的權值(恒流源)相加，以產生相應的判定值。iA13M與a的關系是什么？i i答：A13Ma的關系是i iM ai iA137／12答：編碼電平等于11個恒流源中的若干個恒流源相加,為了保證收端解碼后的量化誤差不超 過ii的補差項,即解碼電平等于編碼電平加i12i不2 2 2 2在11個恒流源范圍內，要加一個恒流源B

( 7/121227010101112答：120000011011109答：通常人們把低于64kbit/s速率的話音編碼方法稱為話音壓縮編碼技術。DPCM答：DPCM就是對相鄰樣值的差值量化、編碼（實際上DPCM。答：自適應量化的基本思想就是使均方量化誤差最小，讓量階(n)隨輸入信號的方差

2(n)S而變化，即(n)K

2(n)，式中K為常數，其數值由最佳量化器的參數來決定。SADPCM32kbit/s數碼率的條件下達到PCM系統(tǒng)64kbit/s要求。什么叫子帶編碼？ADPCM編碼的方式，稱為子帶編碼SB和參量編碼的結合，屬于混合編碼。3PCM30/32時分多路復用的概念是什么？答：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話音信號的。PCM時分多路復用通信系統(tǒng)中的發(fā)端低通濾波器的作用是什么？保持的目的是什么？答：為了避免抽樣后的PAM0.3kHz3.4kHz之內，高于3.4kHz的信號頻率不會通過。進行展寬。什么是時鐘同步？如何實現？答：時鐘同步是使收端的時鐘頻率與發(fā)端的時鐘頻率相同。若收端時鐘的獲得采取定時鐘提取的方式，即從接收到的信息碼流中提取時鐘成份，便可實現時鐘同步。什么是幀同步？如何實現？答：幀同步是保證收發(fā)兩端相應各話路要對準。100 對于PCM30/32TS（奇幀TS時隙發(fā)幀失步告警碼0 幀同步系統(tǒng)中為什么要加前、后方保護電路？答：由于信道誤碼使同步碼誤成非同步碼叫假失步。為了防止假失步的不利影響，要加前方保護電路。m（m稱為前方保護計數檢測不出同步碼后，才判為系統(tǒng)真正失步，而立即進入捕捉狀態(tài)，開始捕捉同步碼。由于信道誤碼使信息碼誤成同步碼叫偽同步。為了防止偽同步的不利影響，要加后方保護電路。到n（n為后方保護計數）次幀同步碼后，才能認為系統(tǒng)已真正恢復到了同步狀態(tài)。答：幀同步碼型選擇的原則是由于信息碼而產生偽同步碼的概率越小越好。PCM30/32l7fB答：PCM30/3225618000

為多少？l7時，數碼率f 為Bf fB

nl80003271792kbit/sPCM30/322323方？答：PCM30/32路系統(tǒng)第23話路在TS24中傳輸23F8

幀TS16

后4位碼PCM30/32256kHz？答：因為PCM30/32路定時系統(tǒng)位脈沖的主要作用是控制編碼與解碼，其重復周期是8比特，即3.91s，所以位脈沖的重復頻率為13.91106

256103Hz256kHz答：收端時鐘的獲取方法是定時鐘提取。因為數字通信系統(tǒng)要求接收端的時鐘與發(fā)送端的時鐘頻率完全相同，且與接收信碼同頻同相。為了滿足對收端時鐘的要求，也就是為了實現位同步，在PCM通信系統(tǒng)中，收端時鐘11的獲得采用了定時鐘提取的方式，即從接收到的信息碼流中提取時鐘成份。PCM30/32m3n2，求前、后保護時間分別是多少？答：T前T

(mS(n

(3250500s(2250250s后 S答：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)是捕捉狀態(tài)答：系統(tǒng)處于捕捉狀態(tài)，經過后方保護后可能遇到的情況為：捕捉到了真正的同步碼收端捕捉到同步碼，隔125s后收到告警碼，再隔125s后收到同步碼，認為是真同步。捕捉到的是偽同步碼，即偽同步后沒收到告警碼，認為是偽同步，重新回到捕捉狀態(tài)；偽同步，重新回到捕捉狀態(tài)。假設幀同步碼為10101答：××××1 有可能產生偽同步碼×××10 不可能產生偽同步碼××101 有可能產生偽同步碼×1010 不可能產生偽同步碼10101 真正的幀同步碼不可能產生偽同步碼有可能產生偽同步碼不可能產生偽同步碼××××有可能產生偽同步碼可見，若幀同步碼為10101，在覆蓋區(qū)內產生偽同步碼的可能性較大。PCM30/322/4線轉換。標志信號輸出有30路信令碼、復幀同步碼和復幀對告碼。PCM30／32答：PCM30／32路系統(tǒng)主要技術指標可分為兩類：一類是話路特性指標，主要包括音頻轉接點的輸入輸出相對電平及阻抗、凈衰減頻率特12性、群時延特性、空閑信道噪聲、總失真、諧波失真、路際串話等。另外一類是2．048Mbit／s接口指標，包括輸出脈沖波形及輸出特性、最大輸出抖動、最大允許輸入抖動等。4高次群的形成采用什么方法？為什么？答：擴大數字通信容量，形成的高次群的方法有兩種：PCM復用和數字復接。形成高次群一般采用數字復接。因為若采用PCM復用，編碼速度太快，對編碼器的元件精度要求過高，不易實現。比較按位復接與按字復接的優(yōu)缺點？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。為什么復接前首先要解決同步問題？題。答：數字復接的方法有同步復接和異步復接兩種，PDH采用異步復接。答：數字復接系統(tǒng)方框圖為（低次群（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（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（或變換13次群信號。為什么同步復接要進行碼速變換？接器能夠正常工作，還需加入對端告警碼、鄰站監(jiān)測及勤務聯絡等公務碼（碼元統(tǒng)稱附加碼，即需要碼速變換。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空位，待復接合成時再插入脈沖（附加碼；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。異步復接碼速調整過程中，每個一次群在100．38μs100．38μs6∽7答：二次群125s內的碼元數為2564321056bit異步復接二次群的數碼率為1056

（32個插入碼）125106

8448kbit/s100.38s,幀長度為率為848100.38106

8448103bit/s8448kbit/s為什么說異步復接二次群一幀中最多有28答：因為各一次群碼速調整之前（2048kbit／s205～206（速率為2112kbi／103s內應有212bi6～7728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161V插入，以便收端“消插i1”碼時，認為有V插入，當收到兩個以上的“0”碼時，認為i無V插入。i14什么叫PCM答：PCM通信最基本的傳送單位是64kbit／s，即一路話音的編碼，因此它是零次的。64kbit／s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CMISDH答：SDH與PDH相比，其優(yōu)點主要體現在如下幾個方面：①有全世界統(tǒng)一的數字信號速率和幀結構標準。②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。③SDH（約占信號的5％0AM能力大大加強。④有標準的光接口。⑤SDH與現有的PDH網絡完全兼容。⑥SDH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。SDHSDH（TAD和數字交叉連接設備SDX。SDH答：SDH段開銷是供網絡運行、管理和維護使用的字節(jié)。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。單元指針區(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。STM-1STM-1SOHAU-PTR270×9＝243019440STM-192708155.520Mbit/s125STM-1SOH8984.608Mbit/s125STM-1AU-PTR98576kbit/s12515簡述段開銷字節(jié)BIP-8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。BIP-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)（的第一行是不擾碼字節(jié)）（碼前的幀B1字節(jié)的第一個比特b'”碼的個數1～2為奇數時，本幀B1字節(jié)的第一個比特b'記為。上幀所有字節(jié)b b～21

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。PDHSTM-N答：將PDH支路信號復用進STM-N幀的過程要經歷映射、定位和復用三個步驟。139．264Mbit／sSTM-1139.264Mbit／s的支路信號裝進C-4為149.760Mbit／s。然后加上每幀9字節(jié)的POH（相當于576kbit／s）后，便構成了VC-4(150.336Mbit／s)，VC-4與AU-4AU-PTR的作用就是指明VC-4AU-4的相位，它占有9576kbit／sAU-PTR指針處理后的AU-4AU-4直接置入NAUGSTM-NN＝1時，一個AUG4.608Mbit／s銷后就構成了STM-1155.520Mbit／s。映射分為哪幾種方法？答：映射分為異步、比特同步和字節(jié)同步三種方法。異步映射是一種對映射信號的結構無任何限制，也無需其與網同步，僅利用正碼速調整或正/零／負碼速調整將信號適配裝入VC的映射方法。比特同步映射是一種對映射信號結構無任何限制，但要求其與網同步，從而無需碼速調整即可使信號適配裝入VC的映射方法。字節(jié)同步映射是一種要求映射信號具有塊狀幀結構，并與網同步，無需任何速率調整即可將信息字節(jié)裝入VC內規(guī)定位置的映射方式。SDH答：SDH中指針的作用可歸結為三條：當網絡處于同步工作方式時，指針用來進行同步信號間的相位校準。當網絡失去同步時（即處于準同步工作方式處于異步工作方式時，指針用作頻率跟蹤校準。指針還可以用來容納網絡中的頻率抖動和漂移。復用的概念是什么？復用層的過程，即以字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N165以理想低通網絡傳輸PCM30／32系數α＝0．52f時，c基帶傳輸系統(tǒng)的帶寬為Bf 。cPCM30／322048kbit/s碼率，為2048Bd。采用理想低通特性時，則所需傳輸通路的帶寬約為Bfc

1024kHz如以滾降系數α＝0．5的滾降特性傳輸時，帶寬為(1)fc

(10.5)10241536kHz1000kHz碼率為2048kbit/s，問取樣判決點是否無符號間干擾？答：數字信號采用二進制傳輸，數碼率為2048kbit/s，則符號速率為2048Bd；理想低通的截止頻率為fc

1000kHz2fc

，所以取樣判決點有符號間干擾。1011010111