数字通信原理第三版教材课后习题答案课件.docx

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1、 数字通信原理习题解答第1章 概述1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么画出话音信号的基带传输系统模型。答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号复原为模拟信号，即完成数/模变换的任务。话音信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些答：数字通信的特点是：1抗干扰性强，无噪声积累；2便于加密处理；3承受时分复用实现多路通信；4设备便于集成化、微型化；5占用信道频带较宽。1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累

2、答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到确定程度时，即在适当的间隔 ，承受再生的方法，再生成已消退噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。1-5 设数字信号码元时间长度为1，如承受四电平传输，求信息传输速率及符号速率。答：符号速率为 信息传输速率为 1-6 接上例，假设传输过程中2秒误1个比特，求误码率。答：1-7 假设数字通信系统的频带宽度为，可传输的比特率，试问其频带利用率为多少答：频带利用率为 1-8数字通信技术的开展趋势是什么？答：数字通信技术目前正向着以下几个方向开展：小型化、智能化，数

3、字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。第2章 数字终端编码技术语声信号数字化2-1 语声信号的编码可分为哪几种？答：语声信号的编码可分为波形编码主要包括PCM、ADPCM等、参量编码和混合编码如子带编码三大类型。2-2 PCM通信系统中AD变换、DA变换分别经过哪几步答：PCM通信系统中AD变换包括抽样、量化、编码三步；DA变换包括解码和低通两部分。2-3 某模拟信号频谱如题图2-1所示，1求满意抽样定理时的抽样频率并画出抽样信号的频谱设。2假设画出抽样信号的频谱，并说明此频谱出现什么现象 题图2-1答：1 此信号为低通型信号满意抽样定理时，应有 抽样信号的频谱设如下列图所示。2假设

4、抽样频率为，抽样信号的频谱为： 此时抽样信号的频谱产生了折叠噪声。2-4 某模拟信号的频谱如题图2-2所示，求抽样频率并画出抽样信号的频谱。 题图2-2答： 此信号为带通型信号 满意抽样定理时，应有 2-5 匀整量化时量化区和过载区的最大量化误差分别为多少？答：匀整量化时量化区和过载区的最大量化误差确定值分别为 量化区 过载区2-6 匀整量化的缺点是什么如何解决答：匀整量化的缺点是：在(或)大小适当时，匀整量化小信号的量化信噪比太小，不满意要求，而大信号的量化信噪比较大，远远满意要求(数字通信系统中要求量化信噪比26dB)。为理解决这个问题，假设仍承受匀整量化，需增大(或)，但过大时，一是使编

5、码困难，二是使信道利用率下降。所以要承受非匀整量化。2-7 画出时的 曲线无视过载区量化噪声功率。答： 2-8 实现非匀整量化的方法有哪些答：实现非匀整量化的方法有两种：模拟压扩法和干脆非匀整编解码法。2-9 非匀整量化及匀整量化相比的好处是什么答：非匀整量化及匀整量化相比的好处是在不增大量化级数的前提下，利用降低大信号的量化信噪比来进步小信号的量化信噪比(大信号的量化信噪比远远满意要求，即使下降一点也没关系)，使大、小信号的量化信噪比均满意要求。2-10 非匀整量化信噪比及匀整量化信噪比的关系是什么(假设无视过载区量化噪声功率。答：非匀整量化信噪比及匀整量化信噪比的关系是 为信噪比改善量2-

6、11 对于A律压缩特性，求输入信号电平为和，非匀整量化时的信噪比改善量。答：对于A律压缩特性一般： 当输入信号电平为时，信噪比改善量为 当输入信号电平为时，信噪比改善量为 2-12 设，试画出律压缩特性的非匀整量化信噪比曲线(无视过载区量化噪声功率。答： 2-13 为什么A律压缩特性一般A取876？答：律压缩特性的直线段小信号段的斜率为，律13折线第1段、第2段属小信号的斜率为16，为了让律13折线靠近律压缩特性，令得出，这就是取的缘由。2-14 A律13折线编码器，一个样值为，试将其编成相应的码字，并求其编码误差及解码误差。答： 段落码为011，样值在第4量化段， 码字为10111000编码

7、电平： 编码误差：解码电平：解码误差： 2-15 某A律13折线编码器，过载电压，一个样值为，试将其编成相应的码字，并求其编码电平及解码电平。答： 段落码为101，样值在第6量化段， 码字为11011000 编码电平为： 解码电平为： 2-16 逐次渐近型编码器，假设已编出，正打算编码(要确定其断定值)，此时串并变换记忆电路的输出分别等于多少答：已经编出，打算编码，确定其断定值。那么有：2-17 某7位非线性幅度码为0110101，将其转换成11位线性幅度码。答：11位线性幅度码为 000010101002-18 逐次渐近型编码器中，11位线性解码网络的作用是什么答：11位线性解码网络的作用是

8、将所对应的权值(恒流源)相加，以产生相应的断定值。2-19 A律13折线解码器中及的关系是什么？答：A律13折线解码器中及的关系是2-20 A律13折线解码器中为什么要进展712变换答：编码电同等于11个恒流源中的假设干个恒流源相加,为了保证收端解码后的量化误差不超过，在收端应参与的补差项,即解码电同等于编码电平加。而第1、2两段的不在11个恒流源范围内，要加一个恒流源，所以应进展7/12变换。2-21 某7位非线性幅度码为0101011，将其转换成12位线性幅度码。答：12位线性幅度码为 0000011011102-22 什么叫话音压缩编码技术答：通常人们把低于速率的话音编码方法称为话音压缩

9、编码技术。2-23 DPCM的概念是什么答：DPCM就是对相邻样值的差值量化、编码事实上DPCM是对样值及过去的样值为根底得到的估值(意料值)之间的差值进展量化编码的。2-24 自适应量化的根本思想是什么答：自适应量化的根本思想就是使均方量化误差最小，让量阶随输入信号的方差而变更，即，式中为常数，其数值由最正确量化器的参数来确定。2-25 ADPCM的优点是什么答：ADPCM的优点是：由于承受了自适应量化和自适应意料，ADPCM的量化失真、意料误差均较小，因此它能在数码率的条件下到达PCM系统数码率的话音质量要求。2-26 什么叫子带编码？答：把话音信号的频带分割成不同的频带重量(称为子带)，

10、然后再分别对这些子带独立地进展ADPCM编码的方式，称为子带编码SBC。这类编码方式也称为频域编码。它是波形编码和参量编码的结合，属于混合编码。 第3章 时分多路复用及PCM30/32路系统3-1 时分多路复用的概念是什么？答：时分多路复用是利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路话音信号的。3-2 PCM时分多路复用通信系统中的发端低通滤波器的作用是什么？保持的目的是什么？答：为了防止抽样后的PAM信号产生折叠噪声，各路话音信号需首先经过一个低通滤波器，此低通滤波器的截止频率为，这样各路话音信号的频率就被限制在之内，高于的信号频率不会通过。 抽样之后要进展编码，由于编码须要确定

11、的时间，为了保证编码的精度，要求将各路抽样值进展展宽并占满整个时隙。所以要有保持电路，将每一个样值记忆一个路时隙的时间，进展展宽。3-3 什么是时钟同步？如何实现？答：时钟同步是使收端的时钟频率及发端的时钟频率一样。 假设收端时钟的获得实行定时钟提取的方式，即从接收到的信息码流中提取时钟成份，便可实现时钟同步。3-4 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。3-5 帧同步

12、系统中为什么要加前、前方疼惜电路？答：由于信道误码使同步码误成非同步码叫假失步。为了防止假失步的不利影响，要加前方疼惜电路。前方疼惜是这样防止假失步的不利影响的：当连续次称为前方疼惜计数检测不出同步码后，才判为系统真正失步，而立即进入捕获状态，开始捕获同步码。由于信道误码使信息码误成同步码叫伪同步。为了防止伪同步的不利影响，要加前方疼惜电路。前方疼惜是这样防止伪同步的不利影响的：在捕获帧同步码的过程中，只有在连续捕获到为前方疼惜计数次帧同步码后，才能认为系统已真正复原到了同步状态。 3-6 帧同步同步码型的选择原那么是什么答：帧同步码型选择的原那么是由于信息码而产生伪同步码的概率越小越好。3-

13、7 PCM30/32系统中一帧有多少比特？1秒传输多少帧？假设，数码率为多少？答：PCM30/32系统中一帧有256比特1秒传输8000帧时，数码率为3-8 PCM30/32路系统中，第23话路在哪一时隙中传输？第23路信令码的传输位置在什么地方？答：PCM30/32路系统第23话路在中传输 第23路信令码的传输位置是帧后4位码3-9 PCM30/32路定时系统中为什么位脉冲的重复频率选为？答：因为PCM30/32路定时系统位脉冲的主要作用是限制编码及解码，其重复周期是8比特，即，所以位脉冲的重复频率为 3-10 收端时钟的获得方法是什么？为什么如此？答：收端时钟的获得方法是定时钟提取。因为数

14、字通信系统要求接收端的时钟及发送端的时钟频率完全一样，且及接收信码同频同相。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，收端时钟的获得承受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。3-11 PCM30/32路系统中，假设，求前、后疼惜时间分别是多少？答：3-12 前、前方疼惜的前提状态是什么？答：前方疼惜的前提状态是同步状态；前方疼惜的前提状态是捕获状态3-13 假设系统处于捕获状态，试分析经过前方疼惜后可能遇到的几种状况。答：系统处于捕获状态，经过前方疼惜后可能遇到的状况为：1捕获到了真正的同步码收端捕获到同步码，隔后收到告警码，再隔后收到同步码，认为是

15、真同步。 2捕获到的是伪同步码，即伪同步收端捕获到同步码，隔后没收到告警码，认为是伪同步，重新回到捕获状态；收端捕获到同步码，隔后收到告警码，但再隔后没收到同步码，仍认为是伪同步，重新回到捕获状态。3-14 假设帧同步码为10101，试分析在覆盖区内产生伪同步码的状况。答：1 有可能产生伪同步码10 不行能产生伪同步码101 有可能产生伪同步码1010 不行能产生伪同步码10101 真正的帧同步码 0101 不行能产生伪同步码 101 有可能产生伪同步码 01 不行能产生伪同步码 1 有可能产生伪同步码可见，假设帧同步码为10101，在覆盖区内产生伪同步码的可能性较大。3-15 PCM30/3

16、2路系统构成框图中差动变量器的作用是什么？标记信号输出有什么？答：差动变量器(差动系统)的作用是进展2/4线转换。 标记信号输出有30路信令码、复帧同步码和复帧对告码。3-16 PCM3032路系统主要技术指标包括哪些？答：PCM3032路系统主要技术指标可分为两类： 一类是话路特性指标，主要包括音频转接点的输入输出相对电平及阻抗、净衰减频率特性、群时延特性、空闲信道噪声、总失真、谐波失真、路际串话等。 另外一类是2048Mbits接口指标，包括输出脉冲波形及输出特性、最大输出抖动、最大允许输入抖动等。 第4章 数字信号复接4-1 高次群的形成承受什么方法？为什么？答：扩大数字通信容量，形成的

17、高次群的方法有两种：PCM复用和数字复接。形成高次群一般承受数字复接。因为假设承受PCM复用，编码速度太快，对编码器的元件精度要求过高，不易实现。4-2 比较按位复接及按字复接的优缺点？答：按位复接要求复接电路存储容量小，简洁易行。但这种方法破坏了一个字节的完好性，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存储容量，但保证了一个码字的完好性，有利于以字节为单位的信号的处理和交换。4-3 为什么复接前首先要解决同步问题？答：数字复接的同步指的是被复接的几个低次群的数码率一样。假设被复接的几个低次群的数码率不一样，几个低次群复接后的数码就会产生重叠和错位，所以复接前首先要解决

18、同步问题。4-4 数字复接的方法有哪几种？PDH承受哪一种？答：数字复接的方法有同步复接和异步复接两种，PDH承受异步复接。4-5 画出数字复接系统方框图，并说明各部分的作用。答：数字复接系统方框图为 数字复接器的功能是把四个支路低次群合成一个高次群。它是由定时、码速调整或变换和复接等单元组成的。定时单元给设备供给统一的基准时钟它备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。码速调整同步复接时是码速变换单元的作用是把各输入支路的数字信号的速率进展必要的调整或变换，使它们获得同步。复接单元将几个低次群合成高次群。 数字分接器的功能是把高次群分解成原来的低次群，它是由定时、同步、分接和复原等单元组成。分接器

19、的定时单元是由接收信号序列中提取的时钟来推动的。借助于同步单元的限制使得分接器的基准时钟及复接器的基准时钟保持正确的相位关系，即保持同步。分接单元的作用是把合路的高次群别离成同步支路信号，然后通过复原单元把它们复原成原来的低次群信号。4-6 为什么同步复接要进展码速变换？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给的，可以保证其数码率相等，但为了满意在接收端分接的须要，还需插入确定数量的帧同步码；为使复接器、分接器可以正常工作，还需参与对端告警码、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，即须要码速变换。4-7 异步复接中的码速调整及同步复接中的码速变换有什么不

20、同？答：码速变换是在平均间隔的固定位置先留出空位，待复接合成时再插入脉冲附加码；而码速调整插入脉冲要视详细状况，不同支路、不同瞬时数码率、不同的帧，可能插入，也可能不插入脉冲不插入脉冲时，此位置为原信息码，且插入的脉冲不携带信息。4-8 异步复接码速调整过程中，每个一次群在10038s内插入几个比特？答：异步复接码速调整过程中，每个一次群在10038s内插入67比特。4-9 异步复接二次群的数码率是如何算出的？答：二次群内的码元数为32个插入码异步复接二次群的数码率为或依据异步复接二次群的帧周期为,帧长度为，可得异步复接二次群的数码率为 4-10 为什么说异步复接二次群一帧中最多有28个插入码

21、？答：s内约有205206个码元，码速调整之后速率为2112kbits10038s内应有212个码元bit，应插入67个码元，每个一次群最多插入7个码元，所以二次群一帧中最多有28个插入码。4-11 插入标记码的作用是什么？答：插入标记码的作用就是用来通知收端第161位有无插入，以便收端“消插。每个支路承受三位插入标记码是为了防止由于信道误码而导致的收端错误判决。“三中取二，即当收到两个以上的“1”码时，认为有插入，当收到两个以上的“0”码时，认为无插入。4-12 什么叫PCM零次群？PCM一至四次群的接口码型分别是什么？答：PCM通信最根本的传送单位是64kbits，即一路话音的编码，因此它

22、是零次的。64kbits速率的复接数字信号被称为零次群DS0。 一次群、二次群、三次群的接口码型是HDB3码，四次群的接口码型是CMI码。4-13 SDH的优点有哪些？答：SDH及PDH相比，其优点主要表达在如下几个方面： 有全世界统一的数字信号速率和帧构造标准。承受同步复用方式和灵敏的复用映射构造，净负荷及网络是同步的。SDH帧构造中支配了丰富的开销比特约占信号的5，因此使得0AM实力大大加强。 有标准的光接口。SDH及现有的PDH网络完全兼容。SDH的信号构造的设计考虑了网络传输和交换的最正确性。以字节为单位复用及信息单元相一样。4-14 SDH的根本网络单元有哪几种？答：SDH的根本网络

23、单元有四种，即终端复用器TM、分插复用器ADM、再生中继器REG和数字穿插连接设备SDXC。4-15 SDH帧构造分哪几个区域？各自的作用是什么？答：SDH的帧构造可分为三个主要区域：1段开销SOH区域，是为了保证信息净负荷正常、灵敏传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护OAM运用的字节。2净负荷pay1oad区域信息净负荷区域是帧构造中存放各种信息负载的地方，其中信息净负荷第一字节在此区域中的位置不固定。3单元指针AU-PTR区域 管理单元指针用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的精确位置，以便在接收端能正确的分解。4-16 由STM-1帧构造计算出STM-1的速率。SOH

24、的速率。AU-PTR的速率。答：STM-1的帧长度为27092430个字节，相当于19440比特，帧周期为125s，由此可算出STM-1的速率为 STM-1中SOH的速率为 STM-1中AU-PTR的容量为 4-17 简述段开销字节BIP-8的作用及计算方法。答：BlBIP-8字节用作再生段误码监测，是运用偶校验的比特间插奇偶校验码。 BIP-8的详细计算方法是：将上一帧扰码后的STM-N帧全部字节留意再生段开销的第一行是不扰码字节的第一个比特的“1”码计数，假设“1”码个数为偶数时，本帧扰码前的帧B1字节的第一个比特记为“0”。假设上帧全部字节的第一个比特“1”码的个数为奇数时，本帧B1字节

25、的第一个比特记为“1”。上帧全部字节比特的计算方法依此类推。最终得到的B1字节的8个比特状态就是BIP-8计算的结果。4-18将PDH支路信号复用进STM-N帧的过程要阅历哪几个步骤？答：将PDH支路信号复用进STM-N帧的过程要阅历映射、定位和复用三个步骤。4-19简述139264Mbits支路信号复用映射进STM-1帧构造的过程。答：首先将标称速率为139.264Mbits的支路信号装进C-4，经适配处理后C-4的输出速率为149.760Mbits。然后加上每帧9字节的POH相当于576kbits后，便构成了VC-4(150.336Mbits)，以上过程为映射。VC-4及AU-4的净负荷容

26、量一样，但速率可能不一样，须要进展调整。AU-PTR的作用就是指明VC-4相对AU-4的相位，它占有9个字节，相当容量为576kbits。于是经过AU-PTR指针处理后的AU-4的速率为150.912Mbits，这个过程为定位。得到的单个AU-4干脆置入AUG，再由N个AUG经单字节间插并加上段开销便构成了STM-N信号，以上过程为复用。当N18Mbits的段开销后就构成了STM-1，其标称速率155.520Mbits。4-20映射分为哪几种方法？答：映射分为异步、比特同步和字节同步三种方法。异步映射是一种对映射信号的构造无任何限制，也无需其及网同步，仅利用正码速调整或正/零负码速调整将信号适

27、配装入VC的映射方法。比特同步映射是一种对映射信号构造无任何限制，但要求其及网同步，从而无需码速调整即可使信号适配装入VC的映射方法。字节同步映射是一种要求映射信号具有块状帧构造，并及网同步，无需任何速率调整即可将信息字节装入VC内规定位置的映射方式。4-21 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，指针用来进展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指针还可以用来包涵网络中的频率抖动和漂移。4-22复用的概念是什么？答：复用是一种使多个低阶通道

28、层的信号适配进高阶通道或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即以字节交织间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。第5章 数字信号传输5-1 以志向低通网络传输PCM3032路系统信号时，所需传输通路的带宽为何值？如以滚降系数05的滚降低通网络传输时，带宽为何值？答：为了满意奈氏第一准那么，当基带传输系统具有志向低通特性，信号的符号速率为时，基带传输系统的带宽为。PCM3032路系统信号的数码率为，由于传输的是二进制，符号速率等于数码率，为。承受志向低通特性时，那么所需传输通路的带宽约为如以滚降系数05的滚降特性传输时，带宽为5-2 设基带传输系统等效为志向低通，截止频

29、率为，数字信号承受二进制传输，数码率为，问取样判决点是否无符号间干扰？答：数字信号承受二进制传输，数码率为，那么符号速率为；志向低通的截止频率为，不满意符号速率=，所以取样判决点有符号间干扰。 1单极性归零码； 2AMI码； 3HDB3码；答：，波形如下： 2二进码 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1AMI码 +1 0-1+1 0-1 0+1-1+1 0-1波形如下： 3二进码 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1HDB3码 V- +1 0-1+1 0-1 0+1-1+1 0-1的二进码中无4个以上的连0，所以此题HDB3码及AMI码一样波形如下：5-4 AMI码的缺点是

30、什么？答：AMI码的缺点是二进码序列中的“0”码变换后照旧是“0”码，假设原二进码序列中连“0“码过多，AMI码中便会出现长连“0”，这就不利于定时钟信息的提取。 答：CMI码 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 二进码 1 1 0 0 1 0 1 5-6 什么叫传输码型的误码增殖？答：数字信号在线路中传输时，由于信道不志向和噪声干扰，接收端会出现误码，当线路传输码中出现n个数字码错误时，在码型反变换后的数字码中出现n个以上的数字码错误的现象称为误码增殖。5-7 频带传输系统有哪几种？答：数字信号的频带传输系统主要有光纤数字传输系统、数字微波传输系统和数字卫星传输系统。5-

31、8 数字调制有哪几种根本方法？答：数字调制有三种根本方法：数字调幅ASK，也称幅移键控、数字调相PSK，也称相移键控、数字调频FSK，也称频移键控。5-9 画出SDH传送网的几种根本物理拓扑。答：5-10 环形网的主要优点是什么？答：环形网的主要优点是有自愈功能，网络的牢靠性高。5-11 SDH网络构造分哪几个层面？ 答：我国的SDH网络构造分为四个层面：最高层面为长途一级干线网，第二层面为二级干线网，第三层面为中继网，最低层面为用户接入网。5-12 SDH有哪几种自愈环？答：SDH有5种自愈环：二纤单向通道倒换环、二纤双向通道倒换环、二纤单向复用段倒换环、四纤双向复用段倒换环以及二纤双向复用

32、段倒换环。5-13 本章图5-30中，以A到C、C到A之间通信为例，假设AD节点间的光缆被切断，如何进展疼惜倒换？答：假设AD节点间的光缆被切断，A到C的信号AC仍经主光S1纤到达，不受影响。 C到A的信号，在节点A，由于Sl光纤传输的信号CA丢失，那么按通道选优准那么，在A节点倒换开关由S1光纤转至P1光纤，接收来自P1的信号。5-14 网同步的概念是什么？答：所谓网同步是使网中全部交换节点的时钟频率和相位保持一样或者说全部交换节点的时钟频率和相位都限制在预先确定的容差范围内，以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换。5-15 SDH网同步有哪几种工作方式？答：SDH网同步有4种工作方式。 同步方式。伪同步方式。准同步方式。异步方式。