数字通信技术第1章习题及答案

1-1解释基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。

模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。而数字信号是人为抽象出来的在时间上的不连续信号。电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的电信号。数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。

基带信号：也称信息源，发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号，其主要用于网络电视和有线电视的视频广播。

1-2试画出语音信号、数字信号的基带传输和频带传输时的通信系统框图。

1-3试述数字通信的特点。

（1）抗干扰能力强。（2）差错可控。（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。（4）易于集成化，从而使通信设备微型化。（5）易于加密处理，且保密强度高。

1-4解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。

一般通信系统的性能指标归纳起来有以下几个方面：有效性、可靠性、适应性、经济性、保密性标准性、维修性、工艺性等。

对于模拟通信来说，系统的有效性和可靠性具体可用系统频带利用率和输出信噪比来衡量。

对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可用误码率和传输速率来衡量。

1-5某系统在125μs内传输了256个二进制码元，计算码元速率（传码率）及信息速率是多少？若该信息码在2s内有3个码元产生误码，求误码率和误信率各是多少？

码元速率R BN=256000000/125=2048k(B).

信息速率Rb=256000000/125=2048k(bit/s).

误码率Pe=3/2048000*2=7.3*10-7.

误信率Peb=3/2048000*2=7.3*10-7.

1-6某系统在1分钟内传送了3360000个码元，试求该系统的码元速率。

码元速率R BN=3360000/60=56k(B).

1-7某二进制信号的信息速率是2400bps，若改用八进制传递，求码元速率。

码元速率R BN==2400/3=800(B).

1-8某消息以2Mbps的信息速率通过有噪声的信道，在接收端平均每小时出现了72bit 的差错，试求该系统的误信率Peb。

误信率Peb=72/2000000*3600=10-8.

1-9构成通信网的基本要素是什么？

通信网的基本要素：传输、交换、终端

(1) 传输：传输系统指完成信号传输的介质和设备的总称，其在终端设备与交换设备之间以及交换系统相互之间链接起来形成网络。按传输介质分为有限传输和无线传输系统。

（2）交换设备以节点的形式与邻接的传输链路构成各种拓扑结构的通信网，是现代通信网的核心。

（3）终端设备是通信网中的源点和终点。终端设备的主要功能是将输入信息变换为易于在信道中传送的信号；用于发送和接收用户信息；与网络交换控制信息；通过网络实现呼叫和接入服务。如：电话机、传真机、计算机、智能多媒体终端设备等。

1-10按业务分类通信网有哪些类型，各自的特点是什么？

分为电话网；数据通信网；无线电网络；卫星网络；移动通信网络；有线电视网络。电话网特点：主要传递话音信号，采用电路交换，电话网由客户楼群设备、交换系统和传输设备三部分组成。

数据通信网特点：数据通信实现的是机与机之间的通信；数据传输的准确性和可靠性要求高；传输速率高，要求接续和传输响应时间快；通信持续时间差异较大；数据通信具有灵活的接口能力。无线无线通信网特点：空间传播、投资小、见效快、经济实用、灵活快速；多种传播手段传播各类业务；受环境因素影响较大；容易受到截获和窃听。卫星网络特点：通信范围大；不易受陆地灾害的影响；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。

移动通信网特点：移动性；电波传播条件复杂；)噪声和干扰严重；系统和网络结构复杂；要求频带利用率高、设备性能好。

有线电视网络特点：电视网是高效廉价的综合网络。它具有频带宽，容量大，多功能、成本低、抗干扰能力强、支持多种业务连接千家万户的优势，它的发展为信息高速公路的发展奠定了基础。同时，由于其免去了铺设线缆的麻烦，只需要在用户端增加设备即可访问网络，极大地便利了网络的普及。

1-11画出星形网、树形网、环形网和总线网的拓扑图并说明各自的特点。

1. 星形网又称辐射网：优点：与网形网相比，降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率。缺点: 网络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时，全网的通信都会受到影响。

适用场合：传输链路费用高于转接设备、可靠性要求又不高的场合，以降低建网成本。

2.复合型网：.优点：兼并了网状网和星形网的优点。整个网络结构比较经济，且稳定性较好。适用场合：规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构。

3.环形网：优点：是结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；

缺点：是节点数较多时转接时延无法控制，并且环形结构不好扩容。

4.总线网：优点：需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减

节点也很方便；缺点：网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。

1-12通信技术发展的主要趋势有哪些？

综合化、宽带化、智能化、个人化、全球化。