1-1什么是模擬信號(hào)？什么是數(shù)字信號(hào)？

【答】參量（因變量）取值隨時(shí)間（自變量）日勺持續(xù)變化而持續(xù)變化日勺信號(hào)，或者通俗地講，

波形為持續(xù)曲線的信號(hào)就是模擬信號(hào)。模擬信號(hào)H勺重要特點(diǎn)是在其出現(xiàn)的時(shí)間內(nèi)具有無(wú)限個(gè)也

許的取值。

自變量取離散值，參量取有限個(gè)通過(guò)量化的離散值的信號(hào)叫做數(shù)字信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)

字信號(hào)一般是只有兩個(gè)取值“0”和“1”的脈沖序列。

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的本質(zhì)區(qū)別在于：模擬信號(hào)的取值為無(wú)限多種，而數(shù)字信號(hào)為有限個(gè)取值,

一般只有“0”和“1”兩個(gè)值。

1-2為何要對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣？對(duì)抽樣間隔有什么規(guī)定？

【答】為了對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傳播以提高通信質(zhì)量，首先需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化位數(shù)字信號(hào)，

而這種A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程的第一步就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，把模擬信號(hào)變成離散信號(hào)，為了能從

抽樣后日勺信號(hào)（離散信號(hào)）中無(wú)失真地恢復(fù)出原始信號(hào)，規(guī)定抽樣間隔不不小于等于原始信號(hào)

最高頻率分量所對(duì)應(yīng)信號(hào)周期的二分之一，或者說(shuō)，規(guī)定抽樣頻率不小于等于原始信號(hào)最高頻

率的二倍。

1-3為何要對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行量化？

【答】離散信號(hào)盡管在時(shí)間上是離散叢J,但其幅度的取值卻有無(wú)限多種（注意不是無(wú)限大），沒

有從本質(zhì)上變化模擬信號(hào)，因此，沒有實(shí)用價(jià)值。只有把離散信號(hào)進(jìn)行量化，把無(wú)窮個(gè)取值變

成有限個(gè)，把離散信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)才能使模擬信號(hào)發(fā)生質(zhì)變?？梢?，離散信號(hào)是模擬信號(hào)

通往數(shù)字信號(hào)的橋梁。

1-4設(shè)信道帶寬為3KHz,信噪比為20dB,若傳播二進(jìn)制信號(hào)，則最大傳播速率是多少？

【解】由于己知信噪比為20d3,即:

20=10—N

因此z=100

由香農(nóng)公式可得信道容量為：

C=3000log2(l+100)p3000x6.647219941bps

1-5設(shè)英文字母e出現(xiàn)日勺概率為0.105,x出現(xiàn)的概率為0.002。試求e及xH勺信息量。

1=3.25bit

所加息量/”叫2

0.105

x的信息量4=log?焉=8.97/力

1-6某信息源的符號(hào)集由A,B,C,D和E構(gòu)成，設(shè)每一符號(hào)獨(dú)立出現(xiàn)，其出現(xiàn)概率分別為

1/4,1/8,1/8,3/16和5/16。試求該信息源符號(hào)Mj平均信息量。

【解】平均信息量，即信息源的燧

H=-^P(^.)log2P(x7.)

i=\

屋I*11.13,3515

二

log0-------log9-------log9--------log?----------logo—

4一4888816161616

B2.23比特/符號(hào)

1-7一種由字母A,B,C,D構(gòu)成的字。對(duì)于傳播口勺每一種字母用二進(jìn)制脈沖編碼，00替

代A,01替代B,10替代C,11替代D,每個(gè)脈沖寬度為5ms。

（1）不一樣H勺字母是等概率也許出現(xiàn)時(shí)，試計(jì)算傳播H勺平均信息速率；

（2）若每個(gè)字母出現(xiàn)的概率為：PA=1/4,PR=1/5,PC=1/4,P產(chǎn)3/10

試計(jì)算平均信息傳播速率。

【解】（1）不一樣的字母是等也許出現(xiàn)時(shí)，即出現(xiàn)概率均為"4。

每個(gè)字母時(shí)平均信息量為=-4><410§24=2比特/付號(hào)

由于一種字母對(duì)應(yīng)兩個(gè)二進(jìn)制脈沖，每個(gè)脈沖寬度為5ms,因此每個(gè)字母所占用的時(shí)間為

7=2x5x10-3=]0-2

s

囤年處住拱叫舛口物為R=—=10°符號(hào)/'秒(Baud)

則每秒傳送日勺符弓數(shù)為6丁

平均信息速率為

%=&?“=心log2M=2X100=200bls

(2)每個(gè)符號(hào)的平均信息量為

11111133

H——logo------log---------log---------log—=L985比特/符號(hào)

5°一549-447-4109一10

則平均信息速率為Rh=R^H=1.985x100=198.5bIs

注：由于該題一種字母用兩位二進(jìn)制碼元表達(dá)，因此屬于四進(jìn)制符號(hào)。

1-8對(duì)于二進(jìn)制獨(dú)立等概率信號(hào)，碼元寬度為0.5ms,求波特率和比特率；若改為四進(jìn)制信號(hào),

再求波特率和比特率。

【解】由于是二進(jìn)制信號(hào)，因此一種碼元表達(dá)一種符號(hào)，則有碼元速率(調(diào)制速率〕

&2=1=1.=2000符號(hào)/秒(Baud)

B2T0.5x10-3

比特率等于波特率：

Rb=RB2=2000b/s

在保證信息速率不變的前提下，若改為四進(jìn)制信號(hào)，則兩個(gè)二進(jìn)制碼元表達(dá)一種四進(jìn)制符號(hào),

一種符號(hào)口勺持續(xù)時(shí)間：

7=2x0.5x10一3=0.00b

波特率（單位時(shí)間傳播日勺符號(hào)數(shù)）為：

&4=1=\=1000符號(hào)/秒｛Baud）

T10一3

注：此時(shí)日勺波特率實(shí)際上是四進(jìn)制符號(hào)（碼元）H勺傳播速率，比二進(jìn)制波特率小二分之一。

比特率為：

Rh=RBlog2M=1000x2=2000b/s

若信息速率可變，則波特率仍為二進(jìn)制時(shí)的2023Baud,而比特率為4000b/s。

1-9已知信道H勺帶寬為3.4kHz。試求：

（1）接受端信噪比為30dB時(shí)日勺信道容量：

（2）若規(guī)定該信道能傳播4800b/sfl勺數(shù)據(jù)，則接受端規(guī)定最小信噪比為多少分貝。

【解】⑴S/N=1000（即30dB）

信道容量

q

。=5電（、）=34，1。3電（1+1。。。卜"1。4）,

s

「=2+N)

S=2。"—1=248/34—1=166=2.223

因此N

1-10計(jì)算機(jī)終端通過(guò)信道傳播計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，信道帶寬3.4kHz,信道輸出口勺信噪比為

20dBo該終端輸出128個(gè)符號(hào)，各符號(hào)互相記錄獨(dú)立，等概率出現(xiàn)，計(jì)算信道容量c

【解】S/N=100(即20dB)

信道容量C=3log2(1+X)=3?4X1log2(1+100)X(2.26xlO4)/?/

1-11黑白電視圖像每幅具有3X10,個(gè)象素，每個(gè)像素有16個(gè)等概率出現(xiàn)的亮度等級(jí)。規(guī)定每

秒鐘傳播30幀圖像。若信道輸出信噪比30dB,計(jì)算傳播該黑白電視圖像所規(guī)定口勺信道的最小

帶寬。

【解】每個(gè)像素所含信息量H=log216=4bit

信息傳播率即信道容量C=4x3xl05x30=(3.6xlO7)/?/5

又由于信道輸出s/N=wm(即30dB)

因此信道最小寬為

B=log(lL/2V)3.6xlO7

2(3.6X106)HZ

log2(1+1000)

2-1已知兩個(gè)線性已調(diào)信號(hào)為

(1)/(z)=cosQzcos<y,f

(2)/(r)=(1+0.5sinQr)cosfy/

式中電.=6Q.分別畫出他們的波形圖和頻譜圖。

【解】⑴，(f)=cosCrcos3/口勺波形見圖27(1)-(a),其頻譜為

月(0)=-！-{川5(69-(2)+5(0+(2)]*乃隆(@一@,)+3(?+@)|}

2不

2

=-16(。+7C)+b(<y+5Q)+J(<y-7Q)+3(co-5Q)|

n

頻苦圖見圖27(1)-(b)

(2)A(Z)=(l+0.5sin("')cos。/的波彩如圖2-1(2)-(a),其頻譜為

F2(CO)=-(oc)+c>((y+必)+

，{—[3(3-。)-5(8+C)]*乃[3(①一9.)+3(3+")]}

21j

=弱次3―6C)+<V(/y+6Q)]+

"[Z>(ty+7Q)-3(3-7Q)-8(co+5Q)+-5Q)]

4

頻諾圖2-1(2)-(b)

2-2一調(diào)制系統(tǒng)如題2-2圖所示。為了在輸出端得到力⑺和力⑺，試確定接受端的當(dāng)?shù)剌d波門⑺和門⑴。

sin

發(fā)送制接收而

習(xí)題2-2圖

【解】人點(diǎn)信號(hào)為工（。832/+力（，）5山31,這是兩個(gè)互相正交的雙邊帶信號(hào)，它們分別采用相干解調(diào)法解調(diào)，因此可確定

G(0=cos69o/c,(/)=sinco()t

上支路：相乘后：

[，⑺COSQ/+&⑺sing”cosg")

2

=7,(r)cos6yor+(r)sinfy()zcos<y()r

=3￡⑺+3￡a)cos2gf+g力(/)sin26V

經(jīng)低通，得到;工“）。

下支路：相乘后：

［工(I)cos%+」(f)sing小ing(f)

=/,(/)cosfy()/sin<y0/+/1(Osin'%】

=gfi?)sin2①0f+T人(。一3月0)cos2g/

經(jīng)低通,得到g/；0)。

2-3如題2-3圖（a）所示調(diào)制系統(tǒng)，已知人。的頻譜如題2-3圖（b）,載頻例《。2，外〉，且理想低通濾波湍的截止頻

率為求輸出信號(hào)s（r）,并闡明是何種調(diào)制信號(hào)。

/(r)

H

sin69Jsin(t)2l

習(xí)題2-3圖

【解】段左皿輸入端相乘器的入點(diǎn)為A點(diǎn)，上下兩個(gè)低通戲波器H勺入點(diǎn)各方B和C點(diǎn)，兩個(gè)低逋遮波爵的出點(diǎn)各為D和E點(diǎn),

相加器上下兩個(gè)入點(diǎn)分別為F和G點(diǎn)，相加器H勺出點(diǎn)為H點(diǎn)，則該調(diào)制系統(tǒng)各點(diǎn)H勺波形如題2-3解圖所示。

3WVVIVC

△N

--H0-H

A點(diǎn)

3,(-)i

—??!

-A/2

BA

%(?)s?<->

z八N

0

-A/2

<e)■■系tK各點(diǎn)IK彩

圖4.2.3例4-3圖

G點(diǎn)

若即?）+&（?）?傅則下邊帝信號(hào)做0.即，（，）為下邊借信號(hào).

33

HA

看,，（?）■到I:坊?信號(hào)■*即，（,）為卜力帶信號(hào).

HA

<c)1)

從H點(diǎn)的波形可以看出，該調(diào)制系統(tǒng)是一種采用混合措施產(chǎn)生SSB信號(hào)的調(diào)制器。其時(shí)域體現(xiàn)式為：

皿=小H(⑼]

11-

5/珅。)=-/(r)cos@[+<y2)z+-/(/)sinC^+(w2)r

11A

SgU)=-/(/)cos@2)1--/(/)sin(ft)2-

2-4證明在題2-4圖電路中，只要合適選擇放大器增益K,不用濾波器也可實(shí)現(xiàn)克制載波雙邊帶調(diào)制。

/(0

Acos。/

習(xí)超2Y圖

【解】

內(nèi)=K[f(t)+Acosrw/]

x2=f(t)-Acoi>M(.t

$/〉s(f)=a4-bx-

2J

=aK~[f(t)+/Acos^r]-Acos<y(7]

212

=(aK-b)f'(t)+2{aK~+b)f(t)Acos(vct+(aK-b)(AcoaMct)

可見，要使系統(tǒng)揄出為DSB信號(hào)，只需aK?一人=0即可。即當(dāng)放大器增益滿足K?=2時(shí)，不用濾波器也可實(shí)現(xiàn)克制我波晌

雙邊帶調(diào)制。

2-5什么時(shí)候適合采用FDM?

【各】FDM是一種運(yùn)用頻譜搬移在一種物理信道中傳播多路信號(hào)H勺技術(shù)，因此，要進(jìn)行FDM,首先規(guī)定信道的通頻帶必須不小

于預(yù)復(fù)用各路信號(hào)頻譜寬度總和的二倍(對(duì)于雙邊帶信號(hào)而言)，且各路栽汶可以實(shí)現(xiàn)。另一方面，該信道H勺頻率資源不緊張,

容許用比較寬的頻帶傳播信號(hào)。最終，對(duì)電路的復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性規(guī)定不苛刻。

2-6FDM的理論基礎(chǔ)是什么？

【答】FDM的理論*礎(chǔ)就是“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中講過(guò)9勺調(diào)制定理，也叫頻語(yǔ)搬移定理。

該定理的內(nèi)容是：信號(hào)/⑺與正弦型信號(hào)(cos。/和sing/)相乘，相稱于把/Q)口勺頻譜尸(3)搬移到土。，處，頻譜形狀

不霍，幅度減半，搬移后的頻譜仍然保留原信號(hào)的所有信息。

2-7設(shè)信道帶寬為10MHz,信號(hào)帶寬為1.5MHz。若采用FDM進(jìn)行多路傳播，試問(wèn)該信道最多可傳播兒路信號(hào)？

【各】若采用雙邊帶調(diào)制，則每路信號(hào)帶寬為W=2xL5=3/W〃z,考慮留出保護(hù)帶(各路信號(hào)頻譜之間的空白帶)，10MHz

帶寬H勺信道最多可復(fù)用3路信號(hào)。

若采用單邊帶調(diào)制，則每路信號(hào)帶寬為卬=L5M〃Z,考慮留出一定的保護(hù)帶，10MHz帶寬的信道最多可復(fù)用6路信號(hào)。

2-8已知一種受1kHz正弦調(diào)制信號(hào)調(diào)制的角調(diào)制信號(hào)為

s(t)=1(X)cos(6>7+25cos%/)

(I)若為調(diào)頻波，求“m增長(zhǎng)5倍時(shí)的調(diào)頻指數(shù)和帶寬；

(2)若為調(diào)相波，求/m減小為1/5時(shí)的調(diào)相指數(shù)和帶寬。

【解】(1)調(diào)頻：屆=必由=包詈

增長(zhǎng)5倍時(shí)，夕￡“下降5倍，帶寬下降5倍

(2)調(diào)和：

例“減小為1/5.Krw不變，帶寬不變。

2-9在例題2-2中，若峰值頻偏變?yōu)?kHz,計(jì)算⑴、⑵、(3)o

【解】6=10kHz,△幻尸1kHz

(1)電=2(△幻,+扁=2(1+10)=22kHz,

￡廣(&/2Q-1=1(22/20)-1=0.1

(2)幅度加倍，意味著小=0.2,因此

氏=2(自+1)f?=2(0.2+1)X10=24kHz

(3)3n=2(A4.x+塔=2(1+20)=42kHz

3-1TDM日勺理論基礎(chǔ)是什么？

【答】時(shí)分復(fù)用H勺理論基礎(chǔ)是抽樣定理。

3-2TDM與FDM的重要區(qū)別是什么?

【答】FDM是用頻率辨別同一信道上同步傳播的各路信號(hào)，各路信號(hào)在頻譜上互相分開，但在

時(shí)間上重疊在一起。

TDM是在時(shí)間上辨別同一信道上輪番傳播日勺各路信號(hào)，各路信號(hào)在時(shí)間上互相分開，但在

頻譜上重疊在一起。

3-3抽樣后H勺信號(hào)頻譜在什么條件下發(fā)生混疊？

【答】當(dāng)抽樣頻率低于模擬佶號(hào)的最高頻率的2倍時(shí)，抽樣后的信號(hào)頻譜將發(fā)生混疊。

3-4量化的目的是什么？

【答】量化MJ目日勺是將抽樣信號(hào)在幅值上進(jìn)行離散化處理，即將無(wú)限個(gè)也許日勺取值變?yōu)橛邢迋€(gè)。

3-5什么是均勻量化？它有什么缺陷？

【答】均勻量化是量化間隔相等的量化。

其重要缺陷是無(wú)論抽樣值大小怎樣，量化噪聲的均方根值都固定不變，因此當(dāng)信號(hào)較小時(shí),

信號(hào)時(shí)量化信噪比也很小，難以滿足通信系統(tǒng)的規(guī)定。

3-6為何要進(jìn)行壓縮和擴(kuò)張？

【答】壓縮和擴(kuò)張日勺目的是在不增長(zhǎng)量化級(jí)數(shù)日勺前提下，運(yùn)用減少大信號(hào)的量化信噪比來(lái)提高

小信號(hào)日勺量化信噪比。即信號(hào)幅度小時(shí).，量化間隔小，量化誤差小；信號(hào)幅度大時(shí)，量化間隔

大，量化誤差大。保證了信號(hào)在較寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)滿足通信系統(tǒng)的規(guī)定，克服了均勻量化的缺

陷。措施是發(fā)信端加壓縮器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮處理；收信端加擴(kuò)張器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)張?zhí)幚恚?/p>

壓縮器與擴(kuò)張器總的傳播函數(shù)應(yīng)為常數(shù)（也就是線性變換）。

3-7對(duì)10路帶寬均為300?3400HzH勺話音信號(hào)進(jìn)行PCM時(shí)分復(fù)用傳播。抽樣速率為8kHz,抽

樣后進(jìn)行8級(jí)量化，并編為自然二進(jìn)制碼，求傳播此復(fù)用信號(hào)信息傳播速率。

【解】由于抽樣后進(jìn)行8級(jí)量化，因此編碼位數(shù)為3。

,5

:.Rb=10x8xl0x3=2.4x\Obit/s

3-8設(shè)一種模擬信號(hào)/⑺=9+10cosoz,若對(duì)3（￡）進(jìn)行41級(jí)均勻量化，求編碼所需的二進(jìn)制碼

組長(zhǎng)度和量化臺(tái)階。

【解】由于2%41<26因此二進(jìn)制碼組長(zhǎng)度K應(yīng)取6。

量化臺(tái)階=°?48W

3-9對(duì)一種基帶信號(hào)/（Z）=cos2m+2cos4而進(jìn)行理想抽樣，為了在收信端能不失真地恢復(fù)f⑺，

問(wèn)抽樣間隔怎樣選擇？若抽樣間隔取0.2s,試畫出抽樣后的信號(hào)頻譜。

【解】由于基帶信號(hào)H勺/⑺H勺最高頻率為2Hz,因此抽樣頻率，應(yīng)滿足：

￡22方=4也

抽樣間隔：7；=-L^-L=0.255

/2fH

基帶信號(hào)H勺頻譜："（◎）="眸++"（69-2而］

+24［3+4萬(wàn)）+3（69—4/r）］

抽樣信號(hào)的頻譜：A/v（co）=—之A/（o>-〃叱）

T6n--cK>

又由于樣間隔取0.2s,因此叱=空丁=io萬(wàn)

抽樣信號(hào)H勺頻譜圖如圖題3-9所示:

習(xí)題3-9圖

3-10分別畫出帶通型信號(hào)抽樣頻率f隨信號(hào)最高頻率分量/〃和最低頻率分量變化的關(guān)系曲

線，并闡明當(dāng)人不停增大時(shí)，，的變化趨勢(shì)（注：為與九均認(rèn)為N8變化步長(zhǎng)，畫到N=6即可）。

本題題解略。

4-1在AM調(diào)制中，抽樣頻率越高，量化噪聲越小。那么提高抽樣頻率對(duì)系統(tǒng)有什么不利的影響？

【解】在AM調(diào)制中，抽樣頻率越高，堂化噪聲越小。但增大，，就增長(zhǎng)了信號(hào)的傳播帶寬，減少了領(lǐng)帶運(yùn)用車。

4-2AM調(diào)制與PCM調(diào)制有何異同點(diǎn)？

【解】增量調(diào)制是在PCM方式日勺基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)H勺另一種模擬信號(hào)數(shù)字傳播的措施，可以當(dāng)作是PCMH勺一種特例。它具有碼位

少（只有1位）、編碼設(shè)備箱樸，單路時(shí)不需要同步長(zhǎng)處。它所產(chǎn)生二進(jìn)制代碼表達(dá)模擬信號(hào)前后兩個(gè)抽杼值口7差異（增長(zhǎng)、

還是減?。┒皇谴沓闃又档拇笮　?/p>

PCM調(diào)制中，每一種樣值編8位碼，編碼設(shè)備復(fù)雜，它所產(chǎn)生二進(jìn)制代碼表達(dá)模擬信號(hào)瞬時(shí)抽樣值日勺量化值的大小。

4-3按增量總和調(diào)制工作原理，畫出調(diào)制器框圖和解調(diào)器植圖。

本邀題解略。

4-4分析AM調(diào)制的二進(jìn)制輸出和增量總和調(diào)制的二進(jìn)制輸出分別代表什么信息？

【解】增量調(diào)制的二進(jìn)制代碼攜帶輸入信號(hào)增量的信息，或者說(shuō)攜帶輸入信號(hào)微分。勺信息。

△-2調(diào)制H勺代碼實(shí)際上是代表榆人信號(hào)振幅H勺信息。

5-1按CQTT提議，兩種制式的PCM高次群復(fù)用系列中，各次群的話路數(shù)和速率分別是多少？

【答】?jī)煞N制式的PCM高次群復(fù)用系列中，各次群的話路數(shù)和速率如下表:

群號(hào)2M系列I.5M系列

速率路數(shù)速工路數(shù)

一次群2048Mb，s301.544Mb/s24

二次群8.448Mb/s30x4=1206.312Mb/s24x4=96

三次群34.368Mb/s120x4=48032.064Mb/s96x5=480

四次群139.264Mb/s480x4=192097.728Mb/s480x3=1440

五次群564.992Mb/s192x4=7680397.200Mb/s1440x4=5760

5-2PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)接有何區(qū)別？目前普遍采用數(shù)字復(fù)接的理由是什么？

【答】PCM復(fù)用：對(duì)多路的話音信號(hào)直接編碼復(fù)用的措施。缺陷是編碼速度非常高，對(duì)電路及元器件H勺精度規(guī)定很高，實(shí)

現(xiàn)起來(lái)比較困難。

數(shù)字復(fù)接：將PCM復(fù)用后的低速率信號(hào)再進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成更多路的數(shù)字通信。長(zhǎng)處是通過(guò)數(shù)字復(fù)用后的數(shù)碼率提高了，

不迂對(duì)每一種卷群的編碼速度則沒有提高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)輕易，因此目前廣泛采用數(shù)字復(fù)接來(lái)提高通信容量。

5-3數(shù)字復(fù)接分幾種，復(fù)接方式有幾種？

【答】數(shù)字復(fù)接的措施分：同步復(fù)接、異源復(fù)接、異步復(fù)接。復(fù)接H勺方式分：按住復(fù)接、按字復(fù)接、按幀復(fù)接。

5-4異源（準(zhǔn)同步）夏接有什么特點(diǎn)？

【答】異源（準(zhǔn)同步）復(fù)接：被復(fù)接a勺各輸入支路之間不一樣步，并與復(fù)接器的定期信號(hào)也不一樣步：不迂各揄入支路口勺

標(biāo)稱速率相似，也與復(fù)接器規(guī)定H勺標(biāo)稱速率相似，但仍不滿足復(fù)接條件，復(fù)接之前還需要進(jìn)行碼速調(diào)整，使之滿足復(fù)接條件再

進(jìn)行及接。

5-5同步數(shù)字系列（SDH）相對(duì)于準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）有哪些長(zhǎng)處？

【答】同步數(shù)字系列（SDH）相對(duì)于準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）長(zhǎng)處是：

①SDH網(wǎng)有了世界性統(tǒng)一H勺網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI）,從而簡(jiǎn)化了信號(hào)的互通以及信號(hào)的傳播、復(fù)用、交叉連接等過(guò)程。

②SDH網(wǎng)有一套原則化的信息構(gòu)造等級(jí)，稱為同步傳遞模塊，并具有一種塊狀幀構(gòu)造，容許安排豐富的開鉤比特用于網(wǎng)絡(luò)

的維護(hù)。

③SDH網(wǎng)有一套特殊的復(fù)用構(gòu)造，容許現(xiàn)存的準(zhǔn)同步體系（PDH）、同步數(shù)字體系、和B-ISDN3勺信號(hào)都能納入其幀構(gòu)造中

傳播，具有極強(qiáng)的兼容性和廣泛的適應(yīng)性。

④SDH網(wǎng)大量采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和控制，增長(zhǎng)新功能和新特性非常以便，適應(yīng)未來(lái)不停發(fā)展的需要。

⑤SDH網(wǎng)有原則的光接口。

5-6簡(jiǎn)述SDH的復(fù)用原理。

【答】SDH最基本、最重要的數(shù)據(jù)塊力同步傳播模塊STM—1。更高級(jí)別的STM-N信號(hào)則是將STM—1按同步復(fù)用，經(jīng)字節(jié)

間插后形成H勺。STM—1幀構(gòu)造由9行、270列構(gòu)成。每列寬一種字節(jié)即8比特，磐個(gè)幀容量為(261+9)X9=2430字節(jié)，相稱

于2430X8=19440比特。幀傳播速率為8000幀/秒，即125Hs一幀，因而STM-I傳播速率為155.520Mb/s。STM-1幀構(gòu)造

字節(jié)9勺傳送是從左到右，從上到下按行進(jìn)行，首先傳送幀構(gòu)造左上角第一種8比特字節(jié)，依次傳遞，直到9X270個(gè)字節(jié)都送

完，再轉(zhuǎn)入下一幀。

6-1已知二進(jìn)制數(shù)字信息序列為100111,畫出它所對(duì)應(yīng)的雙極性非歸零碼、傳號(hào)差分碼、CMI碼、數(shù)字雙相碼的波形。

【解】多種碼波形如下圖所示：

膽褲6-1圖

6-2己知數(shù)字碼元序列為10000101,畫出它所對(duì)應(yīng)的單極性歸零碼、AMI碼和HDB3碼的波形。

【解】多種碼波形如下圖所示:

單極性

歸零碼

■XM1碼

HUB,科

題解&2圖

6-3有4個(gè)連I與4個(gè)連0交替出現(xiàn)的序列，畫出用單極性不歸零碼、AMI碼、HDB3碼表達(dá)時(shí)的波形圖。

【解】多種碼波形如下圖所示：

題解6-3圖

6-4已知信息速率為64kb/s,若采用u=0.4的升余弦滾降頻譜信號(hào),

（1）求它的時(shí)域體現(xiàn)式:

（2）畫出它的頻譜圖:

（3）求傳播帶寬；

（4）求頻帶運(yùn)用率。

【解】（1）當(dāng)0<a<1時(shí)的升余弦潦降特性H（3）：

0則Y--

TI?1

。業(yè)心1,

，s

對(duì)應(yīng)的時(shí)域特性為M，）=s〃與）言舁李

IsJ1'IS

將。一0.4,T---—!~r代入，得到它的時(shí)載體現(xiàn)式

3

'fs64xl0

W*叫.陪黑給

(2)它的頻詣圖如下圖所示。

巴解64圖

(3)傳播帶寬

由于a=0.4,即有fH=(l+a)，=1.4/=1.4x64=89.6伏法)

(4)頻帶運(yùn)用率

22

%=—=7-7T7=143(/力(?%))

\+a1+0.4

6-5設(shè)基帶系統(tǒng)的發(fā)送源波器、信道及接受濾波器構(gòu)成的總特性為H(3),若規(guī)定以2/。波特的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳播，試檢查

圖題6-5所示多種〃(3)能否滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串?dāng)_的條件？

題6-5圖

【解】解題思緒：由H(U))T等效矩肪T求27rB(B)為等效矩形帶寬TM2BT與2/Ts比較。

各小題解答如下:

I網(wǎng)4￡=2破

(a)”(劭=?

0其它

因，匕〃一

12

無(wú)碼間干擾傳播碼率Ksmnx=28=-Y—

T$T5

因此該//(u>)不滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)瑪間串狀a勺條件。

(b)由于網(wǎng)=2/r8f3=上

，27；

32

因此

這時(shí)雖然傳播速率不不小于奈奎斯掙速率，不過(guò)由于/?而皿不是2/L的整數(shù)倍，因此仍然不滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串?dāng)_H勺條

件。這可以用下圖來(lái)闡明，圖中h(t)是該，13>H勺單位沖擊響應(yīng)，從圖。已知無(wú)碼間干擾H勺最小時(shí)間間隔為［=7；/3,無(wú)

13

碼間干擾的最大傳碼率為Ri=飛=工。

由52/T.不是3/LB勺整數(shù)分之一，因此抽樣仍然不能滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間中狀的條件。

C1

(c)由于二=8=—

T,U

2

因此/^^=23=/

因此這是恰好滿足無(wú)碼間串?dāng)_H勺條件。

(d)由于"=2TVB>B=

Ts2(

12

因此無(wú)碼間串?dāng)_傳播最大速率RBM=2B=Y彳

因此該//(a>)不滿足抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串狀H勺條件。

6-6設(shè)二進(jìn)制基帶系統(tǒng)口勺傳播特性為

r(l+cos^>r),|@|<萬(wàn)/%

H(ft?)=,00

0,其它。

試確定系統(tǒng)最高的碼元傳播速率RB及對(duì)應(yīng)的碼元間隔Tso

解法1:根據(jù)巳如有

，⑹=2加H\—=0,H

12「o）

〃（①）為升余弦型，將”（口）提成寬度為/0=￡口勺小段，然后將各小段在一上比加，將構(gòu)成等效低通（矩形）

傳搐曲數(shù)，如題解6-6圖所示，它示理想低通特性。等效矩歷

等效矩形寬度為瓦”=*

1

最高的碼元傳播速率RB=2%

對(duì)應(yīng)的碼元間隔

解法2:令7=今■代入上式得:

0,其它刃

此傳播函數(shù)就是a=IH勺升余弦頻語(yǔ)特性a勺傳插函數(shù)，因此

R=—

H27。

(=2%

6-7試求用兩個(gè)相隔一位碼元間隔的空^波形的合成波來(lái)替代傳播系統(tǒng)沖激響應(yīng)H勺理波形的頻譜，并闡明其傳遞函數(shù)H勺

xx

特點(diǎn)。

【解】根據(jù)題意有時(shí)域體現(xiàn)式

sintsin"7)

~T+t-T

轉(zhuǎn)換到須域有

X^Gy'+e-ar）

此式即為其傳播函數(shù)，可以看出傳播幽數(shù)為余弦形式，而帶寬并未寬展，但〃值變大。

6-8已知某線性反饋移位寄存器的特性多項(xiàng)式系數(shù)的八進(jìn)制表達(dá)為107,若移位寄存器的J起始狀態(tài)為全1,

（I）求末級(jí)輸出序列：

（2）輸出序列與否為m序列？為何？

【解】（1）由于掙性多項(xiàng)式系數(shù)。勺八進(jìn)制表達(dá)為107,因此特性多項(xiàng)式為

/（A）=X6+X2+X+1

該反饋移位寄存器的構(gòu)造如下圖所示。

題解儀8圖

反饋。6=a2?a\十a(chǎn)O

在移位寄存器時(shí)起始狀態(tài)為全1狀況下，通過(guò)1次移位，移位寄存器的狀態(tài)仍然為1,因此末級(jí)輸出序列為111…。

（2）揄出序列不是m序列，由于性性多項(xiàng)式不是本原多項(xiàng)式。

6-9已知移位寄存器的特性多項(xiàng)式系數(shù)為51,若移位寄存器起始狀態(tài)為10000,

（I）求末級(jí)輸出序列:

（2）驗(yàn)證輸出序列與否符合m序列I內(nèi)性質(zhì)。

【解】（1）由于移位寄存器。勺特性多項(xiàng)式系數(shù)為51,其本原多項(xiàng)式如下表。

本原多項(xiàng)式

51

101001

CoCic?C3C4C5Fi(x)=x$+x2+1

$J

CsCdC3CjCiCoF2(X)=X+X+1

以FNxTx'x'l為例，畫出其5級(jí)線性反饋移位寄存器加題解6-9圖所示。

圖6-245級(jí)反饋移位寄存器的結(jié)構(gòu)

則求出其末級(jí)輸出序列為：1101001……

（2）①由于序列周期為51,周期25-1符合m序列周期為2°-1的性質(zhì)。

②序列中有16個(gè)“1”碼,15個(gè)“0”碼，基木平衡。

③游程共有16個(gè)，其中：

游程長(zhǎng)度為1的有8個(gè)，“1”碼“0”碼游程各為4個(gè)

游程長(zhǎng)度為2的有4個(gè)，“1”碼“0”碼游程各為2個(gè)

游程長(zhǎng)度為3的有2個(gè)，“1”碼“0”碼游程各為1個(gè)

游程長(zhǎng)度為4時(shí)有1個(gè)，“0”碼游程：

游程長(zhǎng)度為5的有1個(gè)，“1”碼游程：

④其自有關(guān)函數(shù)為：

R（j）=空

A+D31

6-10設(shè)計(jì)一種由5級(jí)移位寄存器構(gòu)成R勺擾碼和解擾系統(tǒng),

（1）畫出擾碼器和解擾器方框圖：

（2）若輸入為全1碼.求擾碼器輸出耳列.

【解】(1)擾碼器和解擾器方框圖如下:

輸出bk

(a)擾碼器

輸入擾碼序列

輸出序列⑶解礙器

圖6-25擾碼器和解擾器方框圖

(2)若輸入為全1碼，擾碼器揄出序列為：

1100000

7-1設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為二元序列｛小｝=，試畫出ASK、FSK.PSK和DESK信號(hào)波形圖。

【解】多種信號(hào)波形如圖所示。

習(xí)JS7-I圖

7.2在相對(duì)相移鍵控中，假設(shè)傳播的差分碼是10101011,且規(guī)定差分科的第一位為0,試求出下列兩種狀況下木來(lái)的數(shù)字

信號(hào)：

(1)規(guī)定碰到數(shù)字信號(hào)為1時(shí)，片分碼保持前位信號(hào)不變，否則變化前位信號(hào)：

(2)規(guī)定碰到數(shù)字信號(hào)為0時(shí)，差分碼保持前位信號(hào)不變，否則變化前位信號(hào)。

【解】(1)規(guī)定碰到數(shù)字信號(hào)為1時(shí)，差分碼保持前位信號(hào)不變，否明變化前位信號(hào)，則本來(lái)的數(shù)字信號(hào)為：

10101011

(2)規(guī)定碰到數(shù)字信號(hào)為0時(shí)，爰分碼保村前位信號(hào)不變，否則變化而住信號(hào)，則本來(lái)H勺數(shù)字信號(hào)為：

10000001

或

01111110

7.3設(shè)愉入二元序列為0,I交替碼，計(jì)算并畫出載頻為人的PSK信號(hào)頻譜。

【解】對(duì)于雙極性矩形泉帶信號(hào)，PSK信號(hào)的頻譜為

p")=￡P(guān)U-p)r|G("+|G(j)『i+

:(1_2P)21G(0)『[3(/+/；.)+5(/-A)]

其中,G(/)=7]Sa(*)|。

由于二元序列為0、1交替碼，故片1/2,因此上式可化為：

22

&(7)=?{SaMf+4)7；]+SaWf-fc)Tt]]

頻譜圖如圖所示。

3K7-3

7-4某一型號(hào)的調(diào)制解調(diào)器(Modem)運(yùn)用FSK方式在信道600?3000Hz范圍內(nèi)傳送低速二元數(shù)字信號(hào)，且規(guī)定

/,=2O25Hz代去空號(hào)J3=2225Hz代表傳號(hào)，若信息速率Rb=300b/s,求FSK信號(hào)帶寬。

【解】FSK帶寬為B2FSK?2BB+\f2-f\\=2x300+12225-202,=800Hz

7-5數(shù)字基帶信號(hào)g⑺如圖所示。

(I)試畫出MASK信號(hào)的波形；

(2)試大體畫出MFSKH勺信號(hào)波形。

【解】(1)由圖可以看出，基帶信號(hào)是一種4進(jìn)制序列，因此可對(duì)應(yīng)進(jìn)行4ASK調(diào)制，其調(diào)制后H勺波形如圖(a)。

(2)其對(duì)應(yīng)的4FSK波形如圖(b>

4ASK信號(hào)

(a)

4FSK信號(hào)

<?>

習(xí)題7$解

7-6待傳送二元數(shù)字序列｛"J=。

（1）試畫出QPSK信號(hào)波形。假定載頻真=Rb=l/T,4種雙比特碼00、31、11、10分別用相位偏移0、32、3兀/2的振蕩

波形表達(dá)；

（2）寫出QPSK信號(hào)體現(xiàn)式。

【解】（1）根據(jù)題意曲出QPSK波形如圖。

習(xí)題7-6解

(2)QPSK信號(hào)體現(xiàn)式

.$(/)=akcos(2./)+dsin(@.f)ak也取±I

y(/)=&cos(/J+今)+bksinQ"-ak,4取±1

7-7已知信道可用的信號(hào)傳播頻帶為600Hz-3000Hz,取載頻為1800Hz,闡明:

(1)采用a=\升余弦滾降基帶信號(hào)時(shí),QPSK調(diào)制可以傳播24(X)b/s數(shù)據(jù):

(3)采用?=0.5升余弦滾降基帶信號(hào)時(shí)，8PSK調(diào)制可以傳播4800?s數(shù)據(jù)。

【解】信道帶寬B=3000-600=2403H；

(1)a-X的QPSK

24()()

碼元速率R=-——=1200權(quán)〃以

log24

基帶信號(hào)寬度^=—xl200=1200A/z

2

因此當(dāng)￡,=1800〃z時(shí)，。=1的QPSK可以傳播2400b/s數(shù)據(jù)。

(2)a=0.5的8PSK

4800

碼元速率R=------=\(a)hciud

log?8

基帶信號(hào)寬度^=-^X1600=1200H2

因此當(dāng)。=1800"Z時(shí)，a=0.5&勺8PSK可以傳播2400b/s數(shù)據(jù)。

7-8采用8PSK調(diào)制傳播4800b/s數(shù)據(jù)：

(1)最小理論帶寬是多少？

(2)若傳播帶寬不變，而數(shù)據(jù)率加倍，則調(diào)制方式應(yīng)作何變化？

(I4800)

【解】(1)最小帶寬8-X----〃z=800”z

〔2log⑼

(2)若傳播帶寬不變，則波特率不變，故應(yīng)提高碼元進(jìn)制教，應(yīng)采用16PSK或160AM調(diào)制。

為到達(dá)相似誤比特率，比特能量A不變，則應(yīng)增長(zhǎng)符號(hào)能量，國(guó)叱發(fā)送功率應(yīng)增大.

8-1已知一組碼H勺8個(gè)碼組分別為(000000).(001110)、(010101).(011011)、(100011).(101101).(110110).(111000),

求第一組和第二組、第四組和第五組的碼距、各碼組內(nèi)碼重和所有碼組的最小碼距。

【斛】(1)第一組和第二組H勺碼距〃=3

<2)第四組和第五組的碼距〃=3

(3)各組的碼重分別為：0、3、3、4、3、4、4、3:

(4)所有碼組的最小碼距4nll,=3

8-2上題的碼組若用于檢錯(cuò)、糾錯(cuò)、同步檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，分別能檢、糾錯(cuò)幾位碼？

【解】由于最小巧距“min=3因此：

只用于檢錯(cuò)時(shí)：dmm>e+\=>e<dmm-\=2能檢2個(gè)錯(cuò)

d-\

只用于糾錯(cuò)時(shí)：^min>2/+l=>/<-^—=1能糾1個(gè)錯(cuò)

同步用于糾錯(cuò)和檢錯(cuò)時(shí)：Jmin>e+/+l(e>t)無(wú)解，闡明該碼不能同步用于糾錯(cuò)和檢儲(chǔ)。

83給定兩個(gè)碼組(00000).(11111).試問(wèn)檢錯(cuò)能檢幾位？糾錯(cuò)能糾幾位?