2022年数字通信原理学位考试重点复习题.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思调信号有三个基本特点：携带有信息适合在信道中传输信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频；数字通信系统构成：信源编解码信道编解码调整解调同步 信道 噪声同步是保证数字通信有序精确牢靠工作的前提,对数字通信特殊重要,同步分为载波 同步、位同步、群同步和网同步；码元传输速率简称传码率,又称符号速率等；它表示单位时间内传输码元的数目,单 位是波特 Baud ）,记为 B,故码元传输速率也称为波特率；2 秒传输 2400 个码元,就 码元传输速率为 2400/2=1200bit/s. 2 ）便于加密处理 3 ） 利 试述数字通信的主要特点；1）抗干扰才能强,无噪声积存 于采纳时分复用实现多路通信（4 设备便于集成化、小型化 5 占用频带宽（缺点）；模拟信号 幅度取值是连续的,数字信号 幅度取值是离散的；传输模式是电磁场的一中场型结构分布形式；通信系统的主要性能指标是有效性、牢靠性,对数字通信而言是传输效率误码率；PAM信号幅度连续,时间离散,属于模拟信号；参数编码数码率 16KB/S以下,最低为 1KB/S左右,但在接收端重建信号的质量不够好；时域信号越宽转换为频域信号越窄,相反；量化：把抽样的瞬时值进行幅度离散；编码：利用二进制码组表示固定电平值考虑到实际滤波器的可实现特性, 一般 fs 取 2.5fH3 fH ；例如语音信号最高频率 fH一般为 30003400 Hz,取样频率 fs 一般取 8000 Hz；量化将取值连续的样值序列变成取值离散 只有有限几种 的样值序列,所以量化将模量化后的信号是对取样信号的近似；量化电平与取样值之间的差称为量化误差,量化 误差一旦形成,在接收端是无法去掉的；这个量化误差像噪声一样影响通信质量,因 此也称为量化噪声名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思非匀称量化的基本思想是：不等间隔地设置量化电平,大信号时用大台阶,小信号时用小台阶；这样,在保持量化电平数不变的情形下,提高了小信号时的量化信噪比,扩大了量化器的动态范畴；非匀称量化可以采纳“ 压缩+匀称量化” 的方法来实现；在同步系统中 , 假失步由同步码被误码引起,需以前方爱护克服；假同步由信码冒充同步码,需以后方爱护克服；压缩器特性是小信号时斜率大于1,大信号时斜率小于1. 在同步系统中 , 假失步由同步码被误码引起,同步码,需以后方爱护克服；需以前方爱护克服；假同步由信码冒充码速调整装置的主体是缓冲储存器,此外仍有一些必要的掌握电路PCM30 32系统,传送 30 路电话,总数码率是 2048kb/s 第 28 路话音信息码支配在 29 F13 时隙,第 28 路信令码支配在 TS 16 后 4 位PCM 30、32 帧结构中,第 22 路话音信息码支配在 TS23 F7 时隙,第 22 路信令码支配在 TS 16 后 4 位; 数字通信中无码间干扰的传输特性有抱负基带特性和余弦滚降特性；他们的优点分别是：前者传输带宽最窄,后者简洁实现；形成二次群的方式有 :PCM复用和数字复接,一般采纳数字复接；数字复接要解决同步和复接两个问题,不同步的后果是复接时造成重叠和错位；同步数字体系中, 同步是指 SHD内部每级速率数据的复用都是同步的,映射是指在 SDH边界处把承载业务数据信号适配进虚容器,复用是指 速率数据信号SDH内部低速数据信号合并成高异步复接二次群的帧周期为 100.38us ,帧长度：848 比特, 信息码最少为 _820bit _,插入码最多为 _28bit _ ,一帧中码速调整用的插入码最多为 _4bit _ ；数字复接,就是利用时间的可分性,采纳时隙叠加的方法,把多路低速的数字码流,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思在同一时隙内合成并称为高速数字码流的过程 . 复用和复接的区分： PCM复用是对多路（电话）信号在一个定长时间内（帧）完成的PCM和 TDM全过程；而复接是对多路数字信号） （数字流或码元）在一个定长的时间内进行的码元压缩与支配,他只负责把多路数字信号支配（复用）在给定的时间内,而不需要再进行抽样、量化和编码的PCM过程,从而削减了对每路信号的处理时间,降低了对器件和电路的要求,实现了大路数（高次群）信号的“ 时分复用一次群：HDB3 2.048M/S 二次群： HDB3 8.448M/S 三次群： HDB3 34.368M/S 四次群：CM1 139.264M/S 段开销 SOH； 段开销是在 SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节 每字节含64 kb/s 的容量 ,主要用于运行、爱护和治理,如帧定位、误码检测、公务通信、自动爱护倒换以及网管信息传输；信息载荷域是 SDH帧内用于承载各种业务信息的部分；对于 STM1而言, Payload 有 9× 261=2349 Byte, 相应于 2349× 8× 8000=150.336 Mb/s Payload 中包含少量字节用于通道的运行、爱护和治理,这些字节称为通道开销 POH 治理单元指针 AU PTR；治理单元指针是一种指示符,主要用于指示 Payload 第一个字节在帧内的精确位置 相对于指针位置的偏移量 ；对于 STM1 而言, AU PTR有 9 个字节 第 4 行 , 相应于 9× 8× 8000=0.576 Mb/s ；量化是为了幅度离散化,量化会带来量化噪声,相同编码位数时,非匀称量化比匀称量化更能提高最小信噪比,A率压缩特性的数学表达式：式中, A 为压缩系数, A=1时无压缩, A 越大,压缩越明显,在国际标准中, A=87.6；13 折线编码取样一次编码 8 位码；三个步骤： 1 确定样值的极性； 2 确定样值的段号； 3 确定样值在某段内的级号；已知抽样脉冲值为 +635,采纳 13 折线 A律编码, 1、试编出其码 2 、运算量化值（编名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思码电平）和量化误差 3 、写出该码 7 位幅度码对应的 解：1、极性码： +635 0 c1=1 11 位线性码；段落码： 635 128 c2=1 635512 c3=1 635<1024 c4=0 由这三次比较,可知 +635处于第七段；段内码：第7 段其实电平为 512,匀称量化间隔为512/16=32 个单位； 635<512+32X8=768 c5=0 635<512+32x4=640 c6=0 635<512+32x2=576 c7=1 635<512+32x3=608 c8=1 编码器输出码组为 11100011 2、量化输出为 608+32/2=614 个量化单位；量化误差为635-614=11 个量化单位； 3、除极性码外的 7 为非线性码组为 1100011,相对应的 11为匀称码为 0100110000；设数字信号的码元时间长度为 RBT 1 1s106,如采纳四电平传输,求信号传输速率及符号速率；10 Baud解：符号速率：6 6信息传输速率：R b R B log 2M 10 log 2 4 2 10 bps假设数字通信系统的频带宽度为 1024kHZ,其传输速率为 2048 bit/s, 试问其频带利用率为多少 bps/HZ. 解：频带利用率： =Rb/B=1024/2048=2bps/HZ如传输中 2S 误 1 个比特,就误码率 的 6 次方 =2.5*10 的 7 次方；P=发生误码的个数 / 传输码元总数 =1/2*2*10模拟信号频谱 如下列图,求满意抽样定理是的抽样频率 FS 并画出抽样信号频谱设；答：（1）f0=1kHz,fm=5khz,B=fm-f0=5-1=4khz, f0 B, 此信号为低通型信号此信号为低通型信号满意抽样定理时,应有（设 fs=2fm ）如下图所示；PCM30 定时系统中为什么位脉冲的重复频率为 fs 2fm=2x5=10khz. 抽样信号的频谱256KHZ.答：由于 PCM30路定时系统位脉冲的主要作用是掌握编码和解码,名师归纳总结 - - - - - - -其重复周期是 8 比特,即 3.91us, 所以位脉冲的重复第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 频率为 1/3.91*10-6=256*103 HZ=256KHZ ；PCM30系统中一帧有多少比特？1 秒传输多少帧？假设L=7,数码率 fB 为多少？答：PCM30 系 统 中 一 帧 有256比 特 ； 1秒 传 输8000 帧 ； L=7 时 , 数 码 率FB=FS*N*L=800*32*7=1792kbit/s 由 STM-1帧结构运算出 STM-1的速率； 2、SOH速率 3AU-PIR 的速率；答（ 1）STM-1速 率 270*9*8*8000=155.520Mbit/s （ 2 ） SOH 速 率9*8*8*8000=4608kbit/s（ 3 ） 信 息 净 负 荷 速 率 ：261*9*8*8000=150.336Mbit/s 异 步 复 接二 次群的 数 码 率是 如何算 出 来 的 ？ 答：二 次 群 125us 内的 码 元 数 为256X4+32=1056bit, 步复接二次群的数码率为1056/125*10-6=8448kbit/s 某 PCM24电话通信系统,每帧有 24 个路时隙,传输 24 路电话,每路 8 位码；试运算其路时隙 TC,位时隙 TB 和数码率 Fb, 答：电话通信的抽样频率是 8kHz,就帧周期是1/8000=125us, 路 时 隙 TC=125/24=5.2us, TB=5.2/8=0.65us,Fb=l*n*fs=8*24*8000=1536kbit/s. 单路话音信号的带宽为 4kHz,对其进行 PCM传输,那么最低抽样频率是多少？抽样后按 8 级量化, PCM系统的信息传输速率为多？：由于=4khz 所以 fs=2fh=8khz, 又由于采纳 8 级量化,故一个抽样值要用 3 个位码,所以 Rs=3*8K=24kBaud,又由于采纳二进 制编码,所以 Rs=Rb=24kbit/s. 什么是帧同步？如何实现？答：帧同步是保证收发两端相应各话路要对准；对于 PCM30/32路系统,由于发端偶帧 TS0发帧同步码（奇帧 TS0时隙发帧失步告警码） ,收 端一旦识别出帧同步码, 便可知随后的位码为一个码字且是第一话路的,依次类推,便可正确接收每一路信号,即实现帧同步；为什么要进行非匀称量化？答： 采纳非匀称量化是为了压缩编码位数；对于话音通信,如采纳匀称量化,要达到 ITU-T 的标准,动态范畴 >40dB,量化信噪比 >26dB,每样值名师归纳总结 第 5 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 需编 12 位码,而采纳 A 13 折线非匀称量化,只需 8 位码；收端时钟的猎取方法是什么？为什么如此？答：收端时钟的猎取方法是定时钟提取；由于数字通信系统要求接收端的时钟与发送端的时钟频率完全相同,且与接收信码同 频同相；为了满意对收端时钟的要求,也就是为了实现位同步,在 PCM通信系统中,收端时钟的获得采纳了定时钟提取的方式,即从接收到的信息码流中提取时钟成份；比较按位复接与按字复接的优缺点？答：按位复接要求复接电路储备容量小,简洁易 行；但这种方法破坏了一个字节的完整性,不利于以字节（即码字）为单位的信号的 处理和交换；按字复接要求有较大的储备容量,但保证了一个码字的完整性,有利于 以字节为单位的信号的处理和交换；为什么同步复接要进行码速变换？答：对于同步复接,虽然被复接的各支路的时钟都 是由同一时钟源供应的,可以保证其数码率相等,但为了满意在接收端分接的需要,仍需插入肯定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作,仍需加入对端告,即需要码速 警码、邻站监测及勤务联络等公务码（以上各种插入的码元统称附加码）变换；为什么复接前第一要解决同步问题？答：数字复接的同步指的是被复接的几个低次群 的数码率相同；如被复接的几个低次群的数码率不相同,几个低次群复接后的数码就 会产生重叠和错位,所以复接前第一要解决同步问题；SDH中指针的作用有哪些？答：SDH中指针的作用可归结为三条： （1）当网络处于同步工作方式时,指针用来进行同步信号间的相位校准；（2）当网络失去同步时（即处于准同步工作方式）,指针用作频率和相位校准；当网络处于异步工作方式时,指针用作频率跟踪校准；（3）指针仍可以用来容纳网络中的频率抖动和漂移；HBD3码（3nd Order High Density Bipolar ）的全称是三阶高密度双极性码,它是 AMI码的一种改进型,改进目的是为了保持 AMI码的优点而克服其缺点,使连“0” 个数不超过 3 个；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思其编码规章：（1）当信码的连“0” 数目不超过 3 时,仍按 AMI码的规章编（“ 1” 交替的变换为“+1” 和“-1 ” ,“ 0” 保持不变）；（2）当连“0” 数目超过 3 时,将每 4个连“0” 化作一小节,定义为“B00V"称为破坏节,其中 V 称为破坏脉冲,而 B称为调剂脉冲；（3）V 与前一个相邻的非“0” 脉冲的极性相同（这破坏了极性交替的规章,所以 V称破坏脉冲）,并且要求相邻的 V码之间极性必需交替； V的取值为“ +1”或“ -1 ” ；（4）B的取值可选 0、+1 或-1 ,以使 V 同时满意（ 3）中的两个要求；（5）V 码 后面的传号码极性也要交替；消息码： 1 000 0 1 000 0 1 1 000 0 000 0 1 1 AMI码： -1 000 0 +1 000 0 -1+1 000 0 000 0 -1+1 HDB3码 ：-1 000-V +1 000+V -1+1-B00-V +B00+V -1+1 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页