数字通信原理复习题

效性的指标为差错率；

2. 数字通信的特点有哪些?

答： （1）抗干扰性强，无噪声积累；

（2）便于加密处理；

（3）采用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。

3. 同步的包括哪些？它们的作用是什么？怎样实现？ 解：1）、位同步：即定时系统的主时钟脉冲要同接收信码流同频同相,可在收端通过时钟提取来实现。

2）、帧同步：即发端第n路抽样量化编码的信号一定要在收端第n路解码滤波还原，以保证语音的正确传送。

可在发端在固的时间位置上插入特定的帧同步码组，在接收端加以正确识别 3）、复帧同步：发端第n路的信令一定要送到收端第n路，以确保信令正确传送。实现方法与帧同步类似。

4. ADPCM的优点是什么?

答：ADPCM的优点是：由于采用了自适应量化和自适应预测，ADPCM的量化失真、预测误差均较小，因而它能在32kbit/s数码率的条件下达到PCM系统64kbit/s数码率的话音质量要求。

5. 30/32路PCM的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少？第n路样值编码至第n+1路样值编码之间共有多少比特？

解：一帧长=125us=256bit 一路时隙=3.91us=8bit 一比特=488ns

数码率fb=2048kb/s

两路相邻样值开始编码之间有8bit。

6、30/32路PCM设备的同步，监视，对告码组是如何安排的？

解：同步码：帧同步码共7位“0011011”，安排在偶帧TS0的a2~a8码位

监视码：区分奇偶帧的监视码为1位“1”，安排在奇帧TS0的a2码位.

对告码：帧失步对告码安排在奇帧TS0的a3码位,失步用“1”表示，同步用“0”表示。 7. 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 00001010100

8. 解释2PSK解调中的“倒”π现象:

由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着1800

的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK方式的“倒”π现象或“反相工作”。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。

因此，实际中一般不采用2PSK方式，为了克服2PSK的“倒”π现象，提出了差分移相键控，即2DPSK。 9. DPCM的基本原理

DPCM（差分脉冲编码调制）基本原理：利用相邻抽样值之间的相关性。具体的方法是：用前面若干时刻传输的抽样值来预测当前要传输的样值，然后对预测的误差而不是样值本身进行编码、传输。在接收端再用接收的预测误差来修正当前的预测值。

10. 帧同步系统中为什么要加前、后方保护电路？ 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，要加前方保护电路。

前方保护是这样防止假失步的不利影响的：当连续m次（m称为前方保护计数）检测不出同步码后，才判为系统真正失步，而立即进入捕捉状态，开始捕捉同步码。

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，要加后方保护电路。 后方保护是这样防止伪同步的不利影响的：在捕捉帧同步码的过程中，只有在连续捕捉到n（n为后方保护计数）次帧同步码后，才能认为系统已真正恢复到了同步状态。

11. 在数字基带传输系统中，传输码的结构应具备哪些基本特性？

传输码应具备的特性为：①易于时钟提取；②无直流分量、高频和低频分量要少；③码型变换设备简单、易于实现；④具有一定的误码检错能力；⑤尽量不受信源统计特性的影响。

12. 数字复接的方法有哪几种？PDH采用哪一种？ 答：数字复接的方法有同步复接和异步复接两种，PDH采用异步复接。

13. 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通信最基本的传送单位是64kbit／s，即一路话音的编码，因此它是零次的。64kbit／s速率的复接数字信号被称为零次群。 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。

14. SDH的基本网络单元有哪几种？

5

答：SDH的基本网络单元有四种，即终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和数字交叉连接设备（SDXC）。

15. 时分多路复用的概念是什么？

解：时分多路复用就是在一条信道的传输时间内，将若干路离散信号的脉冲序列，经过分组、压缩、循环排序，成为时间上互不重迭的多路信号一并传输的方式。

相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。

信息码 AMI码 +1 0 -1 HDB码 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 +1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 16.一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步？其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响？

采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步，但必须有位同步。

位同步的性能好坏将直接影响到抽样判决的结果，最终影响系统的误码率的大小。

17.解释最佳基带传输系统的含义？在理想信道下的最佳基带传输系统的结构具有什么特点？

最佳基带传输系统的含义是消除码间干扰且抗噪声性能最理想的系统；

在理想信道符合恒参信道且传输特性不会带来频率失真，因此不用考虑码间干扰，此时基带传输系统的结构为接收滤波器的特性与信号特性共轭匹配

18、什么是准同步复接和同步复接？

解；同步复接是指被复接各输入支路的时钟都是由同一个总时钟统一供给，即各支路的时钟频率完全相等的复接方式。

准同步复接是指参与复接的各低次群使用各自的时钟，但各支路的时钟在一定的容差范围内，这种复接方式在复接前必须将各支路的码速都调整到统一的规定值后才能复接。

19、已知信息代码为 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码、HDB3码、PST码及双相码。

解：信息码： 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

AMI码：+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1

HDB3码：+1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 -1

PST码： + 0 - + - + - + - + + -

双相码： 10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10

20、已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求

3+1 0 -1

21、非均匀量化的实质是什么？

解：压缩扩张和均匀量化结合形成非均匀量化，在发端均匀量化前通过扩张提高小信息的幅度，即可提高信噪比，在收端再通过相逆压缩对小信息幅度还原。

22. 信源编码和信道编码有什么区别？为什么要进行信道编码？

解：信源编码是完成A/D转换。

信道编码是将信源编码器输出的机内码转换成适合于在信道上传输的线路码，完成码型变换。

23. 对帧同步系统的要求是什么？前后方保护的作用是什么？

解：要求：1、建立时间要短

2、工作稳定可靠，具有较强的抗干扰能力 3、码型的选择要保证由信息码而产生的伪

同步码的可能小

前后方保护的作用是防止假失步和伪同步。

24.数字调制有哪几种基本方法？

答：数字调制有三种基本方法：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）。

计算题

1．设数字信号码元时间长度为1?s，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。 答：符号速率为 N?1码元时间?110?6?106Bd

信息传输速率为

6

R?Nlog2M?106?log24?2?106bit/s?2Mbit/s

2. 接上题，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 答：

Pe?发生误码个数(n)1?7 ??2.5?106传输总码元(N)2?2?10

5. PCM30/32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：PCM30/32系统中一帧有256比特

1秒传输8000帧

3. 假设数字通信系统的频带宽度为1024kHz，可传输2048kbit/s的比特率，试问其频带利用率为多少bit/s/Hz?

答：频带利用率为

信息传输速率2048?103??（bit/s/Hz)??2bit/s/Hz3频带宽度1024?10

4.某模拟信号的频谱如下图所示，求抽样频率并画出抽样信号的频谱。

l?7时，数码率fB为

fB?fS?n?l?8000?32?7?1792kbit/s

6. PCM30/32路系统中，假设m?3，n?2，求前、后保护时间分别是多少？

答：T前?(m?1)TS?(3?1)?250?500?s

T后?(n?1)TS?(2?1)?250?250?s

7. A律13折线编码器，l?8，一个样值为iS?98?，试将其编成相应的码字，并求其编码误差与解码误差。

答：?iS?98??0 ?a1?1

答：

f0?60k

,fM?108k,B?fM?f0?108?60?48HkHIS?iS?98?

?IS?IR2?128? ?a2?0

z ?f0?B ∴此信号为带通型信号 n?(?IS?IR3?32? ?a3?1 ?IS?IR4?64? ?a4?1

段落码为011，样值在第4量化段，

f060)I?()I?1 B48满足抽样定理时，应有 fs?IB4?64?,?4?4?

2(f0?fM)2(60?108)??112kHz

2n?12?1?1IR5?IB4?8?4?64??8?4??96? ?IS?IR5 ?a5?1

IR6?IB4?8?4?4?4?64??8?4??4?4??112?

7

?IS?IR6 ?a6?0

IR7?IB4?8?4?2?4?64??8?4??2?4??104?

???Heq(?)??????i?2?i??H??????TsTs??0?????Ts?Ts?IS?IR7 ?a7?0

IR8?IB4?8?4??4?64??8?4??4??100?

根据该条件H???可分解如下：

i=0i=-1时

时

?IS?IR8 ?a8?0

码字为10111000 编码电平：

IC?IB4?(23?a5?22?a6?21?a7?20?a8)?? 4 i=1

?64??(8?1?4?0?2?0?1?0)?4?

i=-1、0、1三图叠加结果

时

?96?

编码误差：

eC?IC?IS?96??98??2?

解码电平：

显然叠加结果符合无码间干扰传输的条件，因此

ID?IC?解码误差：

?44??96???98? 22 eD?ID?IS?98??98??0

8．设数字基带传输系统的传输特性H???如图所示，其中α是某个常数（0≤α≤1）。

试求：（1）检验该系统能否实现无码间干扰传输；

（2）该系统的最大码元速率为多少？这时的系统频带利用率是多少。

（1）系统无码间干扰传输的条件为：

?0时系统能实现无码间干扰传输。 ??（2）最大码元速率为：RB?0

?????0(1??)?0系统带宽为：B?0Hz ?2?2?当RB?系

统

频

带

利

用

率

为

：

???0/?RB2?? B(1??)?0/2?(1??)9．若某2FSK系统的码元传输速率为RB?2?106B，数字信息为“1”时的频率f1为10MHz，数字信息为“0”时的频率f2为10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅a?40?V。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为n0?6?10?18W/Hz。

试求：（1）2FSK信号的第一零点带宽；

（2）非相干接收时，系统的误码率； （3）相干接收时，系统的误码率。

（1）由题意可知，fS?RB?2?106Hz,f1=10MHz，f2=10.4MHz，因此2FSK信号带宽为：

（2）无论采用非相干还是相干接收，2FSK解调器

8

B?f2?f1?2fS?10.4?10?2?2?106?4.4MH

上、下两个支路的BPF带宽都是2 fs，因此噪声功率为：

?n2?n02fS?6?10?18?2?2?106?2.4?10?11W 信

噪

比

为

：

（3）所需要的奈奎斯特基带带宽为：

fb?140?8?1.12Mbit/s

a2(40?10?6)2r?2??33.3 ?112?n2?2.4?10可得非相干接收时，系统误码率：

1pe?e?r/2?3?10?8

2（3）根据（2）所得r，可知相干接收时，系统误码率：

B?

fb?0.56MHz 2?r?1??4?10?9 pe?erfc??2?2??

10. 设发送数字信息序列为11010011，码元速率为

RB?2000B。现采用2FSK进行调制，并设

f1?2kHz对应“1”；f2?3kHz对应“0”；f1、f2的

初始相位为00。 试求：（1）画出2FSK信号的波形。

（2）计算2FSK信号的带宽和频谱利用率。

（1）2FSK信号的波形：

（2）2FSK信号的带宽为：

B?(f2?f1)?2fS?3000?2000?2?1000?3000Hz

频谱利用率为：

??RB2000??0.67 B300011．设10路（每路带宽为4kHz）电话频分复用后的

基群频谱为30kHz～70kHz，现将其采用PCM方式进行传输。

试求：（1）频分复用后信号的抽样频率；

（2）试画出抽样后的频谱图（用三角频谱表示）；

（3）若编8位码，则所需要的奈奎斯特基带带宽为多少。

（1）频分复用后信号的抽样频率为：

fS?70?2?140kHz （2）试画出抽样后的频谱图：

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