数字通信习题解答

数字信号：与模拟信号相反，数字信号强度参量的取值是离散变化的。数字信号又叫离散信号，离散的含义是其强度的取值是有限个数值。

2,通信系统模型包括信源·变换器·信道·反变换器·信宿和噪声。通信的目的是传递和交换信息。3．试述数字通信的主要特点。（1）抗干扰能力强，无噪声积累 （2） 便于加密处理 （3） 利于采用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 

4·数字通信系统有效性指标

（1）信息传输速率： 信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。信息传输速率的单位是比特/秒，或写成bit/s，即是每秒传输二进制码元的个数

（2）符号传输速率 符号传输速率也叫码元速率。它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”（bd）。

（3）频带利用率 　频带利用率是指单位频带内的传输速率。

可靠性指标（1）误码率 在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。（2）信号抖动 在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。

第二章 3、数位通信的特点有：①抗干扰性强，无噪声积累 ②便于加密处理。③利于采用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。6、PCM通信系统中发端低通的作用是予滤波，即防止高于3．4KHz的信号通过，避免PAM信号产生 折迭噪声。7、PCM通信系统中收端低通的作用是去除原被抽样信号基本频谱以外的，即3．4KHz以上的各高次分量的频谱以恢复（或重建）原模拟信号。第4章1、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信号的，具体来说，就是将时间分成为均匀的时间间隔，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开多路传输的目的。2、发端低通滤波器的目的是为了避免抽样后的PAM信号产生折叠噪声。此低通滤波器的截止频率为3.4kHz，这样，各路语音信号的频率都被在3.4kHz之内，高于3.4kHz的信号不会通过。3、时钟同步是指收端的时钟频率和发端时钟频率相同。   收端和发端都要对时钟信号进行统一的控制，这项工作由定时系统来完成。定时系统包括发端定时和收端定时两种，前者是主动式，后者为从属式。

4、帧同步的目的是要求收端与发端相应的话路在时间上要对准，就是要从收到的信码流中分辨出哪8位是一个样值的码字，以便正确解码；还要能分辨出这8位码是哪一个话路的，以便正确分路。

5、前方保护是为了防止假失步。帧同步系统一旦出现帧失步，并不立即进行调整。因为帧失步可能是真正的帧失步，也可能是假失步。真失步是由于收发两端帧结构没有对准造成的；而假失步则是由信道误码造成的。

后方保护是为了防止伪同步。PCM30/32路系统的同步捕捉方式是采用逐步移位捕捉的方式。在捕捉帧同步码的过程中，可能会遇到伪同步码。如果根据收到的伪同步码进行系统调整，使系统恢复成同步状态，由于它不是真的帧同步码，即不是真的帧同步，还将经过前方保护才能重新开始捕捉，因而使同步恢复时间拉长。为了防止出现伪同步码造成的不利影响，采用了后方保护措施，即在捕捉到帧同步码的过程中，只要在连续捕捉到（为后方保护计数）次帧同步码后，才能认为系统已经真正恢复到了同步状态。

6、 帧同步码的选择即码位数的选择和同步码型的选择，其主要考虑的因素是产生伪同步码的可能性尽量少，即由信息码而产生的伪同步码的概率越小越好。因此，帧同步码要具有特殊的码型，另外，帧同步码组长度选的长些较好，这是因为信息码中出现伪同步码的概率随帧同步码组长度的增加而减少。但帧同步码组较长时，势必会降低信道的容量，所以应综合考虑帧同步码组的长度。

7、PCM30/32路系统中，1帧bit 1秒传8000帧kb/s

12、前方保护的前提状态是同步状态。后方保护的前提状态是失步状态。第6章

6-1 高次群的形成采用什么方法？为什么？

答：高次群的形成一般不采用PCM复用，而采用数字复接的方法。

以二次群为例，假如采用PCM复用，要对120路话音信号分别按8kHz抽样，一帧125μs时间内有120多个路时隙，一个路时隙约等于一次群一个路时隙的1/4，即每个样值编8位码的时间仅为1μs，编码速度是一次群的四倍。而编码速度越快，对编码器的元件精度要求越高，不易实现。

6-2按位复接与按字复接的优缺点？

答：按位复接要求复接电路存储容量小，简单易行。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存储容量，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。

6-3 为什么复接前首先要解决同步问题？

答：若被复接的几个低次群的数码率不同，几个低次群复接后的数码就会产生重叠和错位，所以复接前首先要解决同步问题。

6-4 数字复接的方法有哪几种？PDH采用哪一种？

答：数字复接同步的方法，有同步复接和异步复接两种。

PDH采用异步复接。

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。定时单元给设备提供统一的基准时钟（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行必要的调整（或变换），使它们获得同步。这里需要指出的是四个支路分别有各自的码速调整（或变换）单元，即四个支路分别进行码速调整（或变换）。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、分接和恢复等单元组成。分接器的定时单元是由接收信号序列中提取的时钟来推动的。借助于同步单元的控制使得分接器的基准时钟与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分离成同步支路信号，然后通过恢复单元把它们恢复成原来的低次群信号。

6-6 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给的，可以保证其数码率相等，但为了满足在接收端分接的需要，还需插入一定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作，还需加入对端告警码、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），即需要码速变换。

6-7 异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换有什么不同？

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具体情况，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。6-9 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）

数码率为

或：异步复接二次群的帧周期为100．38μs,帧长度为848bit，可计算得异步复接二次群的数码率为

6-11 插入标志码的作用是什么？

答：插入标志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”。每个支路采用三位插入标志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。

6-12 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通信最基本的传送单位是kbit／s，即一路话音的编码，因此它是零次的。kbit／s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。

6-13 SDH的特点有哪些？

答：SDH与PDH相比，其优点主要体现在如下几个方面：

    ①有全世界统一的数字信号速率和帧结构标准。

②采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，净负荷与网络是同步的。③SDH帧结构中安排了丰富的开销比特（约占信号的5％），因而使得0AM能力大大加强。④有标准的光接口。⑤SDH与现有的PDH网络完全兼容。⑥SDH的信号结构的设计考虑了网络传输和交换的最佳性。以字节为单位复用与信息单元相一致。

6-14 SDH的基本网络单元有哪几种？

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）。

6-15 SDH帧结构分哪几个区域？各自的作用是什么？

答：SDH的帧结构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、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。

（2）净负荷（pay1oad）区域

信息净负荷区域是帧结构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帧中的准确位置，以便在接收端能正确的分解。

6-16 由STM-1帧结构计算出①STM-1的速率。②SOH的速率。③AU-PTR的速率。

答：STM-1的帧长度为270×9＝2430个字节，相当于19440比特，帧周期为125μs，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  

6-17 简述段开销字节BIP-8的作用及计算方法。

答：Bl（BIP-8）字节用作再生段误码监测，是使用偶校验的比特间插奇偶校验码。

  BIP-8的具体计算方法是：将上一帧（扰码后的STM-N帧）所有字节（注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，若“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”。若上帧所有字节的第一个比特“1”码的个数为奇数时，本帧字节的第一个比特记为“1”。上帧所有字节～比特的计算方法依此类推。最后得到的B1字节的8个比特状态就是BIP-8计算的结果。

6-18 简述139．2Mbit／s支路信号复用映射进STM-1帧结构的过程。

答：首先将标称速率为139.2Mbit／s的支路信号装进C-4，经适配处理后C-4的输出速率为149.760Mbit／s。然后加上每帧9字节的POH（相当于576kbit／s）后，便构成了VC-4(150.336Mbit／s)，以上过程为映射。VC-4与AU-4的净负荷容量一样，但速率可能不一致，需要进行调整。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576kbit／s。于是经过AU-PTR指针处理后的AU-4的速率为150.912Mbit／s，这个过程为定位。得到的单个AU-4直接置入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N＝1时，一个AUG加上容量为4.608Mbit／s的段开销后就构成了STM-1，其标称速率155.520Mbit/S第7章  

7-4 AMI码的缺点是二进码序列中的“0”码变换后仍然是“0”码，如果原二进码序列中连“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。

7-5 某CMI码为11000101110100，试将其还原为二进码（即NRZ码）。

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

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。

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）。

分插复用器（ADM）位于SDH网的沿途，它将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大灵活性。

 ADM的具体功能为：

（1）ADM具有支路——群路（即上/下支路）能力。

（2）ADM具有群路——群路（即直通）的连接能力。

 （3）ADM可以具有数字交叉连接功能，即将DXC功能融于ADM中。

SDH网络结构分为四个层面：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。

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段倒换环。

SDH网同步有4种工作方式。

①同步方式。②伪同步方式。③准同步方式。④异步方式。