通信系统采用数字化有何优点
通信原理知识点汇总

基带传输系统的总误码率依赖于信号峰值和噪声均方根值之比。
包络检波法的系统误码率取决于 系统输入信噪比和归一化门限值。
模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 A/D 、数字传输系统和D/A 。
设一分组码(110110);则它的码长是6,码重是4,该分组码与另一分组码(100011 )的码距是3。
缺点:传输带宽大;设备复1. 2. 3. 4. 5.任何一个采用线性调制的频带传输系统,总可以由一个等效的基带传输系统所替代。
(T)6. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。
(F )7. 基带传输系统的总误码率与判决门限电平有关。
(T )8.对于受到高斯白噪声干扰的连续信道, B 与 SN 可以互换。
(F )在调幅制中,由于信号带宽是固定的,无法进行带 宽和信噪比的互换,这也是在抗噪性能方面调频系统优于调幅系统的重要原因。
9. 恒参信道对信号传输的影响是变化极其缓慢的,因此,可以认为它等效于一个时变的线性网络。
(F)10. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。
(T)11. 若 E X (t 1)]=m x (t 1),E Y (t 2)]=m Y (t 2),E 风(匕 丫心)】=(鮎八吐?) ,则随机过程X (t 与Y (t Ao12.如上图所示的四条函数曲线, (A )不相关;(B )相关;(C )正交;哪一条不是平稳过程的正确的自相关函数曲线(D )独立f(t f (T )O (A) O(B)々1(D )2ASK 2FSK 2PSK 从优到差的次序为 2PSK 2DPSK (相干解调)、2FSK 2ASK 有效性: (C )13. 在抗加性高斯白噪声性能方面, 2ASK=2PSK=ADPSK>2FSK=2fs+/f1-f2/模拟调制系统的性能比较:可靠性: FM>DSB>SSB=VSB>AW 效性:SSB>VSB>AM=DSB>FM=2(mf+1)fm 纤芯的折射率大于包层的折射率14. 提出部分响应系统的目的是为了提高频带利用率,并(A.消除码间干扰B.加速传输波形的尾巴衰减B )。
数字通信系统介绍

数字通信系统介绍数字通信系统是指利用数字技术进行信息传送和传输的系统。
它采用数字信号代替传统的模拟信号进行信息传输,比传统的模拟通信系统具有更高的可靠性、更广泛的应用领域和更强大的功能。
数字通信系统可以分为数字语音通信系统、数字数据通信系统、数字图像通信系统和数字视频通信系统等几个类别。
数字语音通信系统是最基本的数字通信系统,它是利用模拟到数字信号的变换实现对语音信号的数字化。
数字语音通信系统在电话通信、网络电话、语音门禁等方面有着广泛的应用。
其中,电话通信是数字语音通信系统应用最为广泛的一个领域。
数字电话通信系统将语音信号转换成数字信号,通过数字电路进行传输。
这种方式可以提高电话通话质量,同时也可以提高语音数据的安全性和充分利用传输带宽。
数字数据通信系统是利用数字信号传输和接收数据信息的通信系统。
数字数据通信系统在计算机网络、互联网、局域网、广域网、移动通信等领域得到广泛的应用。
数字数据通信系统将原来的模拟信号转换成数字信号,提高了数据的可靠性和传输速率。
数字数据通信系统设计了一系列传输协议,不同的传输协议对数据传输的需求采用不同的传输方式和传输速率。
同时,数字数据传输还可以采用压缩技术,压缩数据更有效地利用传输带宽。
数字图像通信系统是以数字图像为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输图像,可以有效地提高图像的传输速度和质量。
数字图像通信系统广泛应用于图像传输、广播电视、监控和医学影像诊断等领域。
数字图像通信系统可以将图像分为连续值和离散值两类,常用的连续值图像传输方式是基于JPEG压缩技术,离散值图像传输方式是基于数字水印技术。
数字视频通信系统是以数字视频为主要传输内容的通信系统。
它采用数字信号传输视频,可以提高视频的传输速度和质量。
数字视频通信系统广泛应用于电视广播、电影、会议等领域。
数字视频通信系统在传输过程中,需要针对不同的视频序列采用不同的压缩方法。
在视频传输过程中,数字视频通信系统还需要对信号进行传输和处理,所以数字视频通信系统特别关注传输带宽和瓶颈问题。
数字电子技术在通信网络中的应用
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数字电子技术在通信网络中的应用数字电子技术在通信网络中应用广泛,它不仅提高了通信的效率和质量,还促进了信息的传递和共享。
以下是数字电子技术在通信网络中的应用。
1. 数字化通信系统数字电子技术可以将模拟信号转换为数字信号,这种数字化的通信方式具有更高的抗干扰性和误码率更低的特点,因此数字化通信系统已经成为了现代通信网络的主流。
数字化通信系统中的各种设备和技术,如数字调制解调器、数据传输控制协议等,都是数字电子技术在通信网络中的应用。
2. 数字信号处理数字信号处理是数字电子技术在通信网络中的又一重要应用,它可以对数字信号进行各种算法处理,如滤波、编解码、信号分析等。
在通信系统中,数字信号处理可以用于提高信号传输的可靠性、抗干扰性和提高信号处理的速度和精度。
例如在无线通信中,数字信号处理可用于信道估计、降噪等方面的处理。
3. 数字调制和解调数字调制和解调是数字电子技术在通信网络中的重要应用,其中数字调制将数字信号转换为模拟信号,而数字解调则是将模拟信号还原为数字信号。
数字调制和解调在数字化通信系统中是必不可少的技术,通过数字调制和解调可以将数字信号转换为可靠传输的模拟信号,再将其传输到接收端进行解调处理。
4. 数字编解码器数字编解码器是一种将信号进行前向纠错和解码恢复的技术,它在数字化通信系统中起到了非常重要的作用。
数字编解码器通过加入纠错码,可以降低系统的误码率,提高信号的可靠性。
数字编解码器也可以用于压缩和解压缩信号,在信息传输中实现带宽的节省,提高通信效率。
5. 光纤通信光纤通信是利用光纤传输数字信号的通信方式,它可以在广域网和局域网中提供高速大容量的信号传输,是传统通信中的一项重要技术。
在光纤通信中,数字电子技术可以用于光信号的调制、调制控制等方面,进一步提高光纤传输的效率和可靠性。
综上所述,数字电子技术在通信网络中应用广泛,它不断创新和发展,为现代通信网络的建设和发展带来了更高的效率和可靠性。
通信原理第6章 模拟信号的数字传输
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可见:量化电平增加一倍,即编码位数每增加一位, 量化信噪比提高6分贝。
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第6章 模拟信号的数字传输
11
6.1.2 量化
对于正弦信号,大信号出现概率大,故量化信噪比近
似为
Sq Nq
dB
6k
2
(dB)
对于语音信号,小信号出现概率大,故量化信噪比近 似为
取样定理描述:一个频带限制在 0 ~ f H内的连续信
号
m(t ) ,如果取样速率
fs
2
f
,则可以由离散样值
H
序列ms (t)无失真地重建原模拟信号 m(t) 。
取样定理证明:
ms (t) m(t) Ts (t)
M s ( f ) M ( f ) Ts ( f )
Ts ( f )
第6章 模拟信号的数字传输
1、数字通信有许多优点:
抗干扰能力强,远距离传输时可消除噪声积累 差错可控,利用信道编码可使误码率降低。 易于和各种数字终端接口中; 易于集成化,使通信设备小型化和微型化 易于加密处理等。
2、实际中有待传输的许多信号是模拟信号
语音信号; 图像信号; 温度、压力等传感器的输出信号。
于前一个时刻的值上升一个台阶;每收到一个代码 “0”就下降一个台阶。 编码和译码器
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第6章 模拟信号的数字传输
25
6.2.2 △M系统中的噪声
采用△M实现模拟信号数字传输的系统称为△M系统
△M系统中引起输出与输入不同的主要原因是:量化 误差和数字通信系统误码引起的误码噪声。
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第6章 模拟信号的数字传输
自动控制原理-模拟信号的数字化

和 fH 之间,则必须的最低抽样率为:
f s 2B 2 f H nB/ n
带通信号的最小抽样速率也可用以下公式:
fs 2B1 M / N
其中:N是小于 f H /B的最大整数(当 f H 刚好是 B的整数倍时,N就为该倍数)
M fH / B N
插值:把量化信号恢复成模拟信号
平滑:恢复成原来的模拟信号
量化特性及噪声分析
所谓量化特性:是指量化输入信号x(n)与 量化输出信号y(n)之间的函数关系。信号的量化 特性主要取决于量化器的特性和信号本身的特性。
量化的结果使信号只能取有限个量化电平值之 一,所以量化过程不可避免地要造成误差,这种 量化误差产生的噪声叫做量化噪声。
其中第一位 C1表示量化值的极性正负后面的7位分为段落 码和段内码两部分,用于表示量化值的绝对值。其中第2至4 位( C2C3C4)是段落码,共计3位,可以表示8种斜率的段落; 其他4位( C5C6C7C8)为段内码,可以表示每一段落内的16种 量化电平。段内码代表的16个量化电平是均匀划分的。
7
f fH
H
(
f
)
1 0
xo (t)
h(t)
xs (t)
1 Ts
sin 2 fHt 2 fHt
k
x(kTs )
(t
kTs )
1 Ts
k
x(kTs )
sin 2 fH (t kTs ) 2 fH (t kTs )
1 Ts
k
x(kTs )sa[2
fH (t
kTs )]
(c)
fs+fL
f
带通信号的抽样频谱(fs=2fH)
通信原理期末考试题库级电信通信综合版

通信原理期末考试题库共126道题,80道简答题,30道计算题,13道证明题,3道综述题一、简答题第一章1.什么是模拟信号什么是数字信号答:在取值上连续的是模拟信号,取值离散的是数字信号。
2. 消息和信息有何区别信息和信号有何区别答:消息是信息的形式,信息是消息的内容,而信号则是消息的表现形式3.数字通信有何优点答:数字通信采用0和1表示信息,错误率较低,而且在数字通信系统中,可以采用纠错编码等差错控制及数字加密技术,大大提高系统的抗干扰性,同时数字信号便于储存和处理。
数字通信设备相对于模拟通信设备而言,设计制造更容易,体积更小,重量更轻4.信息量的定义是什么信息量的单位是什么答:信息量表示传输信息的多少,且信息量I==-p(x)。
当a=2时信息量的单位为比特,简记为b;当a=e时信息量的单位为奈特;当a=10时信息量的单位为哈特莱。
5.按照占用频带区分,信号可以分为哪几种答:基带信号和带通信号。
6.信源编码的目的是什么信道编码的目的是什么答:信源编码的目的是它用以减小数字信号的冗余度,提高数字信号的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
7.调制的目的是什么答:1.通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。
2.通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力8.数字通信系统有哪些性能指标答:传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
9.信道有哪些传输特性答:多径效应、快衰落和慢衰落。
10.无线信道和有线信道的种类有哪些答:无线信道有:地波、天波、视线传播,有线信道有:明线、对称电缆、同轴电缆。
11.信道模型有哪几种答:有调制信道模型和编码信道模型12.什么是调制信道什么是编码信道答:把发送端调制器输出端至接收端解调器输入端之间的部分称为调制信道。
把编码器输出端至解码器输入端之间的部分称为编码信道。
13.何谓多径效应答:1.信号的传输衰减随时间而变2.信号的传输时延随时间在变3.信号经过几条路径到达接收端,而且每条路径的长度(时延)和衰减都随时间而变,即存在多径传播现象。
1.描述数字化与模拟化的优缺点?(重点数字化)

1.描述数字化与模拟化的优缺点?(重点数字化)数字信号表示的是0,1代码;模拟信号是波型表示的。
数字信号是不连续的模拟信号是连续的模拟信号指幅度的取值是连续的(幅值可由无限个数值表示)。
时间上连续的模拟信号连续变化的图像(电视、传真)信号等,时间上离散的模拟信号是一种抽样信号,数字信号指幅度的取值是离散的,幅值表示被限制在有限个数值之内。
二进制码就是一种数字信号。
二进制码受噪声的影响小,易于有数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。
1.模拟通信模拟通信的优点是直观且容易实现,但存在两个主要缺点。
(1)保密性差模拟通信,尤其是微波通信和有线明线通信,很容易被窃听。
只要收到模拟信号,就容易得到通信内容。
(2)抗干扰能力弱电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。
线路越长,噪声的积累也就越多2.理发师悖论(了解一下)内容一个城市里唯一的理髮师只给所有不给自己理髮的人理髮。
这个城市不可能存在,因为:如果理髮师不给自己理髮,他需要遵守规则,给自己理髮如果理髮师给自己理髮,如遵守规则,他不准给自己理髮换用集合语言:可以把集合分为两类,凡不以自身为元素的集合称为第一类集合;凡以自身作为元素的集合称为第二类集合。
显然每个集合或为第一类集合或为第二类集合。
设为第一类集合的全体组成的集合。
如果是第一类集合,由集合的定义知:应该是的元素,这表明是第二类集合如果是第二类集合,那么是它自身的元素二者皆导出矛盾,而整个讨论逻辑上是没有问题的。
问题只能出现在集合的定义上。
补救由於罗素悖论的出现所引发的第三次数学危机,公理化集合论势在必行。
德国数理逻辑学家策梅洛(Zermelo,1871年-1953年)应用自己的公理系统,使得集合在公理的限制下不会太大,从而避免了罗素悖论。
经过改进,这一系统形成了现在被称为ZF系统的公理集合论体系。
这个体系至今没有发现悖论。
数字通信系统的应用与发展趋势
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数字通信系统的应用与发展趋势摘要:数字通信是通信行业发展的必然趋势,也是万千用户的愿望所归。
数字通信可以大大改善通信质量、提高通信传播速率、丰富通信内容。
数字通信也促进了经济的发展进步,本文介绍了数字通信系统的优点和数字通信系统的应用。
并简述数字通信技术的发展趋势。
希望能以此提高现代通信的稳定性与高效性,进而促进社会向着更好的方向发展。
关键词:数字通信;应用;发展趋势1 引言数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式[1]。
它可传输电报、数字数据等数字信号,也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号[2]。
无论在时间上还是幅度上,它都属于离散的负载数据信息的信号。
数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质[3]。
数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种[4]。
2 数字通信系统的优点(1)数字信号具有极强的抗干涉能力。
由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰,而且噪声会跟随信号的传输而进行放大,这无疑会干扰到通信质量。
但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号,虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰,但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰[5]。
(2)数字信号更适合进行高质量的远距离通信。
在数字通信系统当中利用再生中继方式,能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响,而且再生的数字信号和原来的数字信号一样,可以继续进行传输,这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响,所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信,通信质量也依然能够得到有效保证。
(3)数字信号具有更强的保密性。
与现代技术相结合的形式非常简便,目前的终端接口都采用数字信号。
(4)数字信号应用范围广。
数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求,例如电话、电报、图像以及数据传输等等,它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网,便于采用大规模集成电路,便于实现信息传输的保密处理,便于实现计算机通信网的管理等优点。
《移动通信》课后答案

《移动通信》课后答案练习一一、填空题1、移动通信按工作方式分(单工)(双工)(半双工)。
2、移动通信按多址方式分(FDMA),(TDMA),(CDMA )。
3、移动通信按信号形式分(模拟网)(数字网)4、移动通信按覆盖范围分(城域网)(局域网)(广域网)。
5、移动通信按业务类型分( PSTN),(DDN),(ISDN )6、移动通信按服务特性分(专用网),(公用网)。
7、移动通信按使用环境分(陆地通信),(海上通信),(空中通信)。
8、移动通信按使用对象分(民用系统),(军用系统)。
二、简答题1、什么叫移动通信?答:通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换。
2、移动通信的特点。
答:1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限4、移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效5、移动台必须适合于在移动环境中使用3、移动通信的发展趋势。
答:1、开发更高频段2、有效利用频谱3、数字化4、向个人移动通信发展5、传输数据速率越来越高。
4、全球3G的三大标准是什么?答:WCDMA 、 CDMA2000、TD-SCDMA 。
5、什么是基站?答:固定不动接发移动台的信号完成与交换中心相连,从而实现移动台信号的收发。
6、什么是移动台?答:接收发送无线信号并且可以移动的终端;包括:手机,车载台、无绳电话等。
7、什么是交换中心?答:交换各种信息的中心,分为有线和无线。
无线交换中心为各个移动台所在的基站之间提供交换服务。
8、移动通信的发展目标是什么?答:就是向个人移动通信系统(PCS)发展:Whoever 、Whenever 、Wherever 、Whomever 、Whatever。
9、数字移动通信系统有哪些优点?答:频谱利用率高、容量大,同时可以自动漫游和自动切换,通信质量好,加上其业务种类多、易于加密、抗干扰能力强、用户设备小、成本低。
数字通信总结

数字通信总结数字通信是一种使用数字信号进行信息传输的通信方式。
相比于模拟通信,数字通信具有更高的传输速率、更强的抗干扰能力、更好的保密性和更低的误码率等优点。
在数字通信中,信息被转换为数字信号,通过信道传输到接收端,再还原成原始的信息。
数字信号具有离散性和不连续性,因此数字通信系统需要将信息进行数字化处理,包括采样、量化和编码等步骤。
数字通信系统主要由信源、信道和信宿三部分组成。
信源是信息的来源,信道是传输信号的媒介,信宿是信号的接收端。
在数字通信中,信源需要将原始的信息进行数字化处理,转换成数字信号。
信道可以是有线、无线或有线无线结合的传输媒介,如光纤、卫星、无线电等。
信宿在接收到数字信号后,需要进行解码、解调和译码等处理,还原成原始的信息。
数字通信的优点主要包括:抗干扰能力强:数字信号在传输过程中不易受到噪声和干扰的影响,能够保证通信的可靠性。
保密性好:数字信号经过加密处理后,可以有效地防止信息被窃取或篡改。
传输速率高:数字信号的传输速率比模拟信号更高,能够支持更大数据量的传输。
易于实现信号的存储和处理:数字信号可以方便地存储和加工处理,能够实现多种信号处理算法和多媒体应用。
数字通信的应用非常广泛,包括但不限于:移动通信:如手机、平板电脑等移动终端之间的通信。
有线电视:数字电视信号的传输和接收。
卫星通信:卫星与地面站之间的通信。
计算机网络:各种数据传输和多媒体应用。
工业自动化控制:各种传感器和执行器之间的通信和控制。
总之,数字通信是一种重要的通信方式,具有广泛的应用前景和发展潜力。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长,数字通信将会得到更加广泛的应用和发展。
叙述模拟信号数字化在通信系统中的作用及对通信系统的影响

叙述模拟信号数字化在通信系统中的作用及对通信系统的影响信源发出的原始电信号是基带信号,由于这种信号具有频率很低的频谱分量,一般不宜直接传输。
这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号,并可在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。
经过调制以后的信号称为已调信号,已调信号有二个基本特征:一是携带全部的基带信息,二是适合在信道中传输。
发送设备和接收设备仅由调制器和解调器描述。
这并不说明在模拟通信系统的发送设备和接收设备中仅包括调制器和解调器,实际上还有放大器、滤波器、天线辐射等过程,只不过是在这里强调调制和解调的功能,假设其它过程处于理想状态,不予讨论。
模拟通信系统研究的主要问题:(1)调制与解调原理;(2)已调信号的特性;(3)在有噪声的背景下,系统的抗噪声性能。
2、数字通信系统在数字通信系统中,信道中传输的信号是数字信号。
数字通信系统的模型。
数字通信系统模型信源编码器的作用是模拟信号数字化。
数字信号在信道传输时,由于噪声、衰落以及人为干扰等,将会引起差错。
为了减少差错,信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分(监督元),组成所谓“抗干扰编码”。
接收端的信道译码器按一定规则进行解码,从解码过程中发现错误或纠正错误,从而提高通信系统抗干扰能力,实现可靠通信。
数字调制的作用是将数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号。
数字通信系统有基带传输和频带传输两种,基带传输(如市话)就是不经调制,数字基带信号直接传输;频带传输(如卫星通信),需调制后传输。
显然,基带传输系统是不需要调制器的。
这说明一个实际的数字通信系统未必要的所有环节。
一个最简单的数字通信系统由信源、信道及信宿构成,这是一个数字基带传输的情形,而且信源产生的是一个适合于在信道中直接传输的数字基带信号。
解调器、信源译码的作用和调制器、信源编码的作用相反。
除了描述的各个模块外,数字通信系统还包括加密与解密、同步等问题,数字通信系统研究的主要问题:(1)模拟信号数字化;(2)数字基带信号的特性;(3)数字基带传输原理;(4)数字调制与解调原理;(5)数字频带信号特性;(6)数字通信系统抗噪声性能。
模拟信号与数字信号的区别和优缺点模拟信号和数字信号优缺点

模拟信号与数字信号的区别和优缺点模拟信号和数字信号优缺点1.模拟通信模拟通信的优点是直观且容易实现,但存在两个主要缺点。
(1)保密性差模拟通信,尤其是微波通信和有线明线通信,很容易被窃听。
只要收到模拟信号,就容易得到通信内容。
(2)抗干扰能力弱电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰,噪声和信号混合后难以分开,从而使得通信质量下降。
线路越长,噪声的积累也就越多。
2.数字通信(1)数字化传输与交换的优越性①加强了通信的保密性。
②提高了抗干扰能力。
数字信号在传输过程中会混入杂音,可以利用电子电路构成的门限电压(称为阈值)去衡量输入的信号电压,只有达到某一电压幅度,电路才会有输出值,并自动生成一整齐的脉冲(称为整形或再生)。
较小杂音电压到达时,由于它低于阈值而被过滤掉,不会引起电路动作。
因此再生的信号与原信号完全相同,除非干扰信号大于原信号才会产生误码。
为了防止误码,在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法,即在出现误码时,可以利用后向信号使对方重发。
因而数字传输适用于较远距离的传输,也能适用于性能较差的线路。
③可构建综合数字通信网。
采用时分交换后,传输和交换统一起来,可以形成一个综合数字通信网。
(2)数字化通信的缺点①占用频带较宽。
因为线路传输的是脉冲信号,传送一路数字化语音信息需占20-64kHz的带宽,而一个模拟话路只占用4kHz带宽,即一路PCM信号占了几个模拟话路。
对某一话路而言,它的利用率降低了,或者详它对线路的要求提高了。
②技术要求复杂,尤其是同步技术要求精度很高。
接收方要能正确地理解发送方的意思,就必须正确地把每个码元区分开来,并且找到每个信息组的开始,这就需要收发双方严格实现同步,如果组成一个数字网的话,同步问题的解决将更加困难。
③进行模/数转换时会带来量化误差。
随着大规模集成电路的使用以及光纤等宽频带传输介质的普及,对信息的存储和传输,越来越多使用的是数字信号的方式,因此必须对模拟信号进行模/数转换,在转换中不可避免地会产生量化误差。
现代通信技术概论 第4版 第2章 数字通信系统

第2章 数字通信系统
2.1 数字通信概述 2.2 模拟信号数字化 2.3 数字信号的基带传输 2.4 数字信号的频带传输 2.5 数字同步与复接技术 2.6 数字传输的差错控制
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2.1 数字通信概述
传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。 数字通信以其抗干扰能力强、无噪声累积、便于 计算处理、便于加密、易于小型化、集成化等优 势,成为当代通信领域的主流技术。
国际上有两种标准化制式的多路数字电话通信系 统,即PCM 30/32路制式(E体系)和PCM 24 路制式(T体系),我国和欧洲采用E体系。
下面以PCM30/32多路数字电话通信系统为例, 具体说明模拟话音数字化传输过程。
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小视频3:展示数字通信设备
机房、长途交换机、PCM设备、计算机终端管理 设备等
模拟信号的数字化需经过抽样、量化、编码三 个阶段。常用的技术包括脉冲编码调制(PCM)、 差值脉冲编码(DPCM)和增量调制(DM)等。
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2.2.1 模数(A/D)变换
抽样量化编码二进制数字序列: ✓ 抽样:在时间上将模拟信号离散化。 ✓ 量化:在幅度上将抽样信号离散化。 ✓ 编码:把量化幅度值用二进制数值来表示。 整个过程称为脉冲编码调制(PCM)。
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抽样
抽样定理:如果一个连续信号f(t)所含有的最高频 率不超过fh,则当抽样频率fs≥2fh时,抽样后得到的 离散信号就包含了原信号的全部信息。
f(t)
o u(t)
o fu(t)
o
输入信号 t
t 抽样脉冲
t 样值序列
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量化
量化就是进行“舍零取整”处理。将抽样信号在 某个抽样时间点的瞬时幅度值近似为最接近该点幅 值的某个固定整数电平值上就完成了量化。
通信原理简答题题库部分
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简答题:1、数字通信有何优点答案:差错可控;抗干扰能力强,可消除噪声积累;便于加密处理,且保密性好;便于与各种数字终端接口,可用现代化计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储;便于集成化,从而使通信设备微型化;难度:较难2、在PCM 系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案: )/(22/H f B q N S =,所以PCM 系统的输出信号量噪比随系统的带宽B 按指数规律增长;难度:难3、非均匀量化的目的是什么答案:首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比;其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比;难度:较难3、 什么是奈奎斯特准则 什么是奈奎斯特速率答案:为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W 处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度:难4、 什么是带通调制 带通调制的目的是什么答案:用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度:难5、 若消息码序列为1101001000001,试写出AMI 和HDB3码的相应序列;答案:AMI :+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3:+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度:难6、 什么是多径效应答案:在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落;会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象;还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度:中8、什么是调制 调制在通信系统中的作用是什么答案:所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是:将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号;实现信道的多路复用;改善系统抗噪声性能;难度:难9、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案:m FM f FM f B m G 223=;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度:难10、什么是码间串扰 它是怎样产生的 对通信质量有什么影响答案:码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度:难11、如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性答案:模拟通信系统:已调信号带宽越小,有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好; 数字通信系统:频带利用率越高,有效性越好,误码率越小,可靠性越高;难度:中12、简述CRC 编码校验过程答案:a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'=Rx,则认为传输正确;若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度:难13、试画出DPSK 系统差分相干解调系统框图;答案:难度:较难14、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案:调制会产生两种噪声:一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度:较难15、数字通信有哪些特点答案:与模拟通信相比,数字通信的优势主要有:抗干扰能力强,数字信号可以再生而消除噪声积累;传输差错可控,能改善传输质量;易于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理;易于加密,可靠性高;易于实现各种信息的综台传输;但数字通信的缺点是:系统设备复杂,对同步要求高,比模拟通信占据更宽的系统频带等;难度:中16、按消息的物理特征,通信系统如何分类答案:按消息的物理特征,通信系统可以分为电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等;难度:中17、按调制方式;通信系统如何分类答案:按调制方式,通信系统可以分为基带传输系统和频带调制传输系统;难度:易18、按传输信号的特征,通信系统如何分类答案:按传输信号的特征,通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统难度:易19、按传送信号的复用方式,通信系统如何分类答案:按传送信号的复用方式,通信系统可分分为频分复用通信系统、时分复用通信系统和码分复用通信系统等;难度:易20、通信方式是如何确定的答案:对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种;若消息只能单向传输,这种工作方式则为单工通信方式;若通信双方都能收发消息.但不能同时进行收发,这种工作方式则为半双工通信方式;若通信双方可同时进行收发消息,这种工作方式则为全双工通信方式;难度:中未来通信技术的发展趋势如何21、通信系统的主要性能指标是什么答案:通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性;有效性是指在传输一定的信息量所消耗的信道资源的多少,信道的资源包括信道的带宽和时间;而可靠性是指传输信息的准确程度;有教性和可靠性始终是相互矛盾的;在一定可靠性指标下,尽量提高消息的传输速率;或在一定有效性条件下,使消息的传输质量尽可能提高;根据香农公式,在信道容量一定时.可靠性和有效性之间可以彼此互换;难度:较难22、什么是误码率 什么是误信率 它们之间的关系如何答案:误码率e P 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,即码元在传输系统中被传错的概率;误信率b P 是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率;二进制系统中误码率e P 与误信率相等,但在多进制系统中,误码率e P 与误倍率b P 一般不相等,通常b e P P ;难度:较难23、什么是码元速率 什么是信息速率 它们之间的关系如何答案:码元速率B R 定义为每秒钟传送码元的数目,单位为“波特”,常用符号“B ”表示,又称为码元传输速率或传码率;信息速率b R 定义为每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒bit/s 或bps;设通信系统传送N 进制码元,则码元速率B R 与信息速率b R 之间的关系为()s bit N R R B b 2log =或()B NR R b B 2log = 难度:难24、未来通信技术的发展趋势如何答案:未来通信技术主要以数字通信为发展方向;随着光纤通信的不断发展,有线通信将以光纤通信为发展方向,当前主要研究单模长波长光纤通信、大容量数宇传输技术和相干光通信;卫星通信集中体现在调制/解调、纠错编码/译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的发展;移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化;难度:难1、什么是多径效应答案:在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落;会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象;还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度:中2、什么是调制信道答案:调制信道是为了方便研究调制与解调问题而定义的;它是指通信系统中调制器输出端到解调器输入端的部分;难度:中3、什么是编码信道答案:编码信道是为了便于研究数字通信系统中的编码与译码问题而定义的;它是指通信系统中编码器输出端部分到译码器输入端的部分;难度:中4、什么是恒参信道答案:若信道的传输特性基本不随时间变化,即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢, 这类信道称为恒定参量信道,简称为恒参信道;难度:中5、什么是随参信道答案:若信道的传输特性随时间随机快变化,这类信道称为随机参量信道,简称为随参信道; 难度:中6、哪些属于恒参信道答案:目前常见的信道中,明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、微波中继、卫星中继等属于恒参信道难度:中7、哪些属于随参信道答案:短波电离层反射信道、对流层散射信道等则属于随参信道;8、如图为传输信道的模型,试写出相互间的关系表达式并作简要解释答案:相互间的关系表达式为:表达式解释:输出中为乘性干扰,主要由信道的传输特性决定;为加性干扰主要指外界叠加的干扰;难度:较难8.简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法答案:恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变,从而最终导致产生码间干扰;克服方法主要是采用均衡技术;随参信道对信号传输的影响是引起衰落,克服方法主要是分集接收;难度:较难9.何为香农公式中的“三要素” 简述信道容量与“三要素”的关系答案:香农公式中“三要素”为:信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率;“三要素”的关系:理论上当时信道容量;即使传输带宽无穷大,此时的信道容量也是有限的,因为此时的噪声功率也趋于无穷大; 难度:难10.试用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系;答案:香农公式表示在信道容量一定的情况下,信道带宽越宽有效性下降,则要求信道提供的信噪比可以越小可靠性提高,即可以提高抗干扰能力;对于调幅方式,其占用的频带要比调频方式占用的频带小,而抗干扰能力则要比调频方式的差,这正好符合香农公式所反映的两者间关系难度:较难1、什么叫抽样、量化和编码答案:抽样:将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号;量化:对时间上离散的信号处理,使其在幅度上也离散;编码:将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程难度:易2、在PCM系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案:)/(22/H f BqNS,所以PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽B按指数规律增长;难度:难3、非均匀量化的目的是什么答案:首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比;其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比;难度:较难4、抽样的任务是什么抽样后的信号称为什么答案:抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化,抽样后的信号为PAM信号.难度:易5、为什么要进行量化 8位二进制码可以表示多少种状态答案:量化是让信号在幅度上离散化,8位二进制码表示28=256种状态6、PCM 通信能否完全消除量化误差 为什么答案:量化是用有限个值代替了无限个值,用量化值和其所代表的样值之差来作为量化噪声,该噪声只能通过增加量化级数,即减小量化级长的方法来减弱,但无法消除;难度:中7、PCM 通信中发端抽样后和收端分路后各有一个3.4KHZ 的低通波波器,这两者作用各有什么不同答案:发端滤波器的作用是:限制输入信号的最高频率,以免抽样电路对该信号抽样时不满足抽样定理而产生折迭噪声,收端滤波器的作用是:从PAM 信号中检出包络线,即取出原始信号的波形低频分量,实现原始模拟信号的还原;难度:较难8、对于均匀量化编码,若信号幅度Vm 小一倍,信噪比变化多少答案: S/N=6n+2+20lgVm/V=20 ,Vm 减小一倍,则S/N 减小6dB难度:较难9、抽样后为什么要加保持电路答案:抽样进为防止相邻话路样值在公共通道上挨得太近会导致串音以及样值脉冲顶部不平坦导致不能选取量化标准.抽样脉冲的宽度通常取得很小,一般远小于一个时隙的宽度,即n 位码宽,所以在抽样后编码前加保持电路,将样值脉宽展宽为一个时隙宽度;难度:难10、非均匀量化的实质是什么答案: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;难度:较难11、自适应量化的基本思想是什么 自适应预测的基本思想又是什么答案:自适应量化是使量化级差跟随输入信号变化,使不同大小的信号平均量化误差最小,从而提高信噪比;自适应预测的基本思想是使预测系数跟随输入信号而变化,从而保证预测值与样值最接近,即预测误差最小;难度:较难12、PCM 基群系统常用的测试指标有那些答案:传输电平和净衰减、频率特性、总信噪比、空闲信道噪声、路际可懂串音防卫度; 难度:易13、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案:m FM f FM f B m G 223;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度:难14、根据低通型抽样定理试讨论、何时出现的情况为抽样频率,为信号的最高频率 答案:当时频谱前后相连,采用截止频率为的理想低通滤波器可以还原出信号;当时频谱间有一些空隙,同样可以采用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号;在时频谱产生重叠现象,此时还原不出原始信号;显然前两种可以不失真地还原出原始信号,考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为难度:中15、简述平顶抽样带来的失真及弥补方法答案:平顶抽样带来的失真的弥补方法:在接收端的低通滤波器前加一个特性为的补偿网络;难度:难16、试比较冲击抽样、自然抽样和平顶抽样的异同点答案:平顶抽样自然抽样由以上两种抽样后的频谱不难看出:两种抽样后的频谱排列规律是一样的,但幅度有所不同,其中自然抽样后的频谱没有产生频谱失真,可以还原出原始信号;而平顶抽样后频谱产生了失真因此还原出的信号存在失真干扰,通常要采取均衡措施;难度:中17、简述带通型信号的抽样不易采用低通型抽样定理进行抽样的原因答案:带通型信号是指信号的带宽的信号,该信号若采用低通型抽样定理进行抽样可以符合抽样要求,但将带来频谱利用不合理,抽样速率较高的现象,因此应采用带通型抽样定理进行抽样可以降低抽样速率;难度:较难1、简述为何要构造群同保护电路试说明此电路工作在不同状态时所起的作用;答案:分析群同步系统可以看出,由于噪声和干扰的影响当有误码存在时,有漏同步的问题,另外由于信息码中也可能偶然出现群同步码,这样就产生假同步的问题;假同步和漏同步都使群同步系统不稳定和不可靠;为此要增加群同步的保护措施,以提高群同步的性能;这就是建立群同步电路的原因;4分常用的保护措施是将群同步保护电路的工作划分为两种状态,即捕捉态和维持态;捕捉态时,判决门限提高,减小假同步概率;维持态时,判决门限降,降低漏同步概率;4分1、信源编码和信道编码有什么区别 为什么要进行信道编码答: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;难度:中简述CRC 编码校验过程答案:a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'=Rx,则认为传输正确;若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度:难1、时分多路复用的概念是什么答: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;难度:易2、30/32路PCM 设备的同步,监视,对告码组是如何安排的答:同步码:帧同步码共7位“0011011”,安排在偶帧TS 0的a 2~a 8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; 难度:难3、第23路信令在什么位置答:在F 8的TS16的后4bit难度:较难4、对某一话路来说,每秒抽样多少个样值 对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次解:一路信号,每秒抽样8k 次,对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度:易5、对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次答:对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度:中6、定时系统要产生哪些脉冲信号 它们的作用如何答: CP 主时钟脉冲:控制PCM 设备的发送速率;D1~8位脉冲:用于编解码CH1~30路脉冲:用于抽样和分路;F0~F15 复帧脉冲:供信令信号用难度:难6、什么是准同步复接和同步复接答案;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;难度:中7、说明正码速调整的含义答案:又称为“脉冲插入法”,是能过插入一些脉冲来调整各支路数码率,从而达到被复接的各支路的数码率完全一致的目的;难度:中8、SDH与PDH相比有何优点:答案:1. 1.5M和2M系列在STM-1等级上得到统一;2. 采用模块化结构,方便网络的组建;3. 采用字节复用,适用交换技术发展;4. 帧结构中安排了大约占信息5%的维护管理比特,使网管功能大大加强;5. 将标准光接口综合进多种不同网元;6. 采用同步复用,上下电路方便7. 和现有的PDH能完全兼容,同时还能容纳各种新的业务信号;难度:中9、简述PCM30/32路基群速率2Mb/s复接到STM-1的复接步骤答案:标称速率为2Mb/s的信号先进入C-12,作适配处理后的C-12输出速率为2.224Mb/s,现加上VC-12POH便构成了VC-12,速率为2.24Mb/s.TU-12PTR用来指明VC-12相对于TU-12的相位,经速率调整后和相位对准后的TU-12,速率为 2.304Mb/s;再经均匀的字节间插组成TUG-23×2.304Mb/s,7个TUG-2经同样的单字节间插组成TUG-3加上塞入字节后速率达49.536Mb/s;然后由3个TUG-3经单字节间插并加上高阶POH和塞入字节后,构成VC-4净负荷,速率为150.336Mb/s,再加上0.576Mb/s的AU-4 PTR就组成AU-4,速率为150.912Mb/s,单个AU-4直接进入AUG,一个AUG加上容量为 4.608Mb/s的段开销即为STM-1的标称速率为155.52Mb/s;难度:难1、什么是奈奎斯特准则什么是奈奎斯特速率答案:为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度:难2、若消息码序列为1101001000001,试写出AMI和HDB3码的相应序列;答案:AMI:+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3:+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度:难3、什么是码间串扰它是怎样产生的对通信质量有什么影响答案:码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度:难4、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案:调制会产生两种噪声:一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度:较难5、什么叫奈奎斯特准则答案:奈奎斯特准则:理想低通特性数字脉冲的传输速率fb是等效理想低通信道截止率fc 的两倍,即以fb=2fc的速率传输信号时,可实现无码间干扰传输;当数字信号序列通过某一信道传输时,无码间干扰的极限速率是fb=2fc,信道最大传输利用率为2b/s·Hz难度:难6、AMI码的缺点是什么答案:不能限制长连O和长连1,不利于时钟提取;难度:易7、带限传输对数字信号有什么影响码间干扰是怎样形成的答案:理论上数字信息的频带为无穷大,这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时,由于实际信道带宽有限,信号波形必然会产生失真,从而产生码间干扰.难度:较难8、怎样用示波器观察眼图,眼图恶化说明什么含义答案:示波器采用外同步,扫描同期必然为TB码元同期或TB的整数倍,这样,就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起,这样在荧光屏上显示类似人眼的图形;眼图恶化说明信噪比降低,误码率增加;难度:较难1、什么是调制调制在通信系统中的作用是什么答案:所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是:将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号;实现信道的多路复用;改善系统抗噪声性能;难度:难2、什么是带通调制带通调制的目的是什么答案:用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度:难3、常用的数字键控方式用哪些ASK幅度键控:用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式;FSK移频键控:用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式2PSK绝对移相键控:用基带数字信号对载波的相位进行控制方式2DPSK相对移相键控:2DPSK信号的产生方法和绝对移相一样,只需将输入码序列先变换为相对码序列,然后用此相对码去进行绝对移相,便可以获得 2DPSK信号;难度:难4、模拟和数字调制其原理是一样的,但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现答案:这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况,因此从调制的原理上看是完全一致的,数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特。
现代通信技术2020必看知识点
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1、通信是人类文明发展史中永恒的话题,它是把消息从信源传送到信宿的一个过程。
2、通信过程可以理解为变化的消息信号对“载体”信号施加“影响”并让接收端能够“感知到”这个影响,从而检测并获得消息。
3、按照信号的形成机理分为光信号和电信号;按照形状分为正弦波、方波、锯齿波等;按照幅度上的离散性分为模拟信号与数字信号。
4、幅度在某一范围内可以连续取值的信号,称为模拟信号5、幅度仅能够取有限个离散值的信号称为数字信号6、信号的时域特性和频域特性是分别从时间和频率两个角度对同一个信号的描述。
7、时域特性表达的是信号幅度和相位随时间变化的规律,简称为幅时特性。
8、信号的频域特性表达的是信号幅度和相位随频率变化的规律。
9、把一个信号所包含谐波的最高频率fh 与最低频率fl 之差,即该信号所拥有的频率范围,定义为该信号的带宽。
10、信号带宽与方波宽度成反比。
即方波越窄(T越小)所占用的带宽就越宽。
11 、叠加在有用信号之上并对其产生有害影响的成分,称为噪声。
12、经过传输后的信号,由于受到各种因素的影响可能会发生畸变,称为信号失真。
13、未导致系统产生新的谐波频率的失真称为线性失真,否则称为非线性失真。
14、一个通信系统质量如何,通常由两个指标来衡量,即系统的有效性和可靠性。
15、有效性指的是单位时间内系统能够传输消息量的多少,以信道带宽(Hz)或传输速率(bit/s )为单位。
在相同条件下,带宽或传输速率越高越好。
16、可靠性指的是消息传输的准确程度,以不出差错或差错越少越好。
17、有线通信系统:利用传导体对信号进行导向性传输,有较强的封闭性和安全性,信号传输质量好,容量可以无限制地增大。
但敷设、维护成本较高。
18、无线通信系统:利用非导向性传输媒体在自由空间传播信号,具有优良的可移动性和低廉的扩张成本,但易受到外界的干扰,频率资源有限,传输速率也受限。
19、模拟通信系统:优点是简单直观;缺点是抗干扰能力弱,噪声积累无法彻底消除。
通信原理部分答案完整版
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通信原理部分答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】第一章绪论何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。
1-10通信系统的主要性能指标是有哪些?通信系统的主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。
其中有效性和可靠性是主要性能指标,在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量,同样的消息用不同的调制方式,则需要不同的频带宽度,数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。
数字通信的优点
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数字通信的优点在模拟通信系统中,在用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。
这个变化的电信号无论是在时间上还是在幅度上都是连续的,这种信号称为模拟信号。
在用户线上传输模拟信号的通信方式称为模拟通信。
数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息的方式,或者用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
数字信号与模拟信号不同,它是一种离散的、脉冲有无的组合形式,是负载数字信息的信号。
电报信号就属于数字信号。
现在最常见的数字信号是幅度取值只有两种(用0和1代表)的波形,称为二进制信号。
模拟通信曾在历史上占据过主导地位。
但近年来,随着超大规模集成电路工艺的成熟以及计算机和数字信号处理技术的充分发展,数字通信迅速发展起来,大多数的模拟通信系统已被数字通信系统取代。
尽管在未来的一段时间内,数字通信系统还不能完全取代模拟通信系统,但通信朝着数字化的方向发展是不会改变的,这是由数字通信和模拟通信自身的特点所决定的。
1.抗干扰、抗噪声能力强模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分离,噪声会随着信号被传输、放大,严重影响通信质量。
例如,1用高电平来表示,0用低电平来表示。
一个模拟信号如果衰减20%,将会严重失真;而一个高电平的信号衰减20%,它还是代表1。
因为数字通信采用的是再生中继方式,能够消除噪声,再生的数字信号和原来的数字信号一样,可继续传输下去,这样通信质量便不会受到距离的影响,可保证高质量的远距离通信。
2.数字信号易于加密数字信号的特殊形式,使得信息加密变得十分容易。
例如,将信息比特率按一定的长度进行分组,用相同长度的一个比特率(称为密钥)与这些分组进行模二加,便可完成信息的加密;在接收端,用相同的密钥与接收到的序列进行模二加,就可恢复为原来的信息序列。
GSM就是采用这种方法对信息进行加密的。
模拟信号虽然也可以加密,但是操作起来要复杂得多。
3.数字通信设备的产品重复性好模拟通信系统设计简单,电路的功率消耗一般比较低。
数字通信系统的模型
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数字通信系统的模型∙数字通信系统的分类∙数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。
1. 数字频带传输通信系统数字通信的基本特征是,它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性,从而使数字通信具有许多特殊的问题。
例如前边提到的第二种变换,在模拟通信中强调变换的线性特性,即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性;而在数字通信中,则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。
另外,数字通信中还存在以下突出问题:第一,数字信号传输时,信道噪声或干扰所造成的差错,原则上是可以控制的。
这是通过所谓的差错控制编码来实现的。
于是,就需要在发送端增加一个编码器,而在接收端相应需要一个解码器。
第二,当需要实现保密通信时,可对数字基带信号进行人为“扰乱”(加密),此时在收端就必须进行解密。
第三,由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号,因而接收端必须有一个与发端相同的节拍,否则,就会因收发步调不一致而造成混乱。
另外,为了表述消息内容,基带信号都是按消息特征进行编组的,于是,在收发之间一组组的编码的规律也必须一致,否则接收时消息的真正内容将无法恢复。
在数字通信中,称节拍一致为“位同步”或“码元同步”,而称编组一致为“群同步”或“帧同步”,故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。
综上所述,点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。
需要说明的是,图中调制器 / 解调器、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节,在具体通信系统中是否全部采用,这要取决于具体设计条件和要求。
但在一个系统中,如果发端有调制 / 加密 / 编码,则收端必须有解调 / 解密 / 译码。
通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。
2. 数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应,我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统,如图 1-4 所示。
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虚电路方式就是指通信终端在收发数据之前,先在网络中建立一条逻辑连接,在通信过 程中,用户数据按照顺序沿着该逻辑连接到达终点。虚电路指的是一条逻辑连接,而不是指 一条专门的物理通路。同一条线路可能同时被多条虚电路使用。 虚电路方式特点:
(1)面向连接的工作方式;(2)分组按序传送 (3)分组头简单;(4)对故障敏感 数据报方式特点: (1)无连接的工作方式;(2)存在分组失序现象 (3)分组头复杂;(4)对网络故障适应性较强 (1)数据报省掉了呼叫的建立和清除过程,如果只传送少量的分组,那么采 用数据报方 式的传输效率会比较高。 (2)对于数据报方式,由于每个分组是各自独立在网络中传输的,所以分组不一定按照发 送时的顺序到达网络终点,因此在网络终点必须对分组重新排序。而对于虚电路的方式,分 组按已建立的路径顺序通过网络,在网络终点不需要对分组重新排序。 (3)在数据报方式下,由于每个数据分组都要独立的寻 找路径,所以单个数据分组传 输的时延较大。虚电路一旦建立,单个数据分组的传输时延则会小得多。 (4)数据报方式对网络的适应能力较强。 11)分组交换网中虚电路和逻辑信道的概念,并分析两者间的联系和区别? 两者之间的联系和区别: (1)虚电路是在 DTE-DTE 之间建立的虚连接,存在于端到端之间;逻辑信道是 DTE-DCE 接口或中继线上可分配的资源,存在于点到点之间,一条线路上可以存在多个逻辑信道。一 条虚电路是由多个逻辑信道连接而成。每条线路的逻辑信道号是独立分配的,同一条虚电路 在不通线路上的逻辑信道号可能是不相同的。 (2)逻辑信道是一直存在的,它分为占用和空闲两种状态;虚电路(不包括永久虚电路) 随着通信的开始而建立,通信结束后就被清除。 12)GSM 移动通信系统的组成及其各部分的功能作用
具 有为保证可靠的信息传送而作出响应并采取必要措施的能力。它由三个功 能级组成:信令数据链路功能(MTP1)
信令链路功能(MTP2) 信令网功能(MTP3) 7)七号信令网的组成 信令网由信令点(SP)、信令转接点(STP)和信令链路三部分组成。 信令点(SP): 是信令消息的起源点和目的点,它可以是具有 No.7 信令功能的各种交换局(如电话 交换局、数据交换局、ISDN 交换局),也可以是各种特服中心(如网管中心、维护中心、 业务交换点等)。 信令点是由 No.7 信令系统中的 MTP 和 UP 组成,若它具有业务交换点功能,则包括 No.7 信令系统中的 MTP、SCCP 和 TC。 信令转接点(STP): 具有信令转接功能,STP 可分为:独立的信令转接点和综合的信令转接点。 独立的信令转接点: 高度可靠的分组交换机,容量大,易于维护。具有 No.7 信令系统中的 MTP 功能。 综合的信令转接点: 具有 No.7 信令系统中的 MTP 和 UP 功能,容量较小,与独立的 STP 相比可靠性不 高。 信令链: 是信令网中连接信令点的最基本部件,它由 No.7 信令功能的一、二级组成。数字信 令链速率为 64kbit/s。 8)分组交换中为什么要引入流量控制,实现的方法? 分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路的传输容量是一定的,但是用户终端发 送分组的时间和数量具有随机性。如果不对数据流进行控制,有可能造成网内数据流分布不 均匀,部分节点和线路上的数据流超过其处理能力或传输容量,造成网络的阻塞。严重时,
通信系统采用数字化有何优点 数字信号及数字通信有许多独特的优点:
①数字信号便于存储、处理(加密等)。 ②数字信号便于交换和传输。 ③数字信号便于组成数字多路通信(系统)。 ④便于组成数字网。 ⑤数字化技术便于通信设备小型化、微型化。 ⑥数字通信抗干扰性强,噪声不积累。 1) 通信网中为什么要引入交换技术 无交换的多个终端要实现相互间通信,必须以全互连的方式两两相连。 若终端数为 n,则线对数为 C2n= n(n-1)/2 (当终端 n=100 时,线对数=100X(100-1)/2=4950) 全互连式连接存在下列一些缺点: (1)当存在 N 个终端时,需用 N(N-1)/2 条线对,线对数量以 终端数的平方增加。 (2) 当这些终端分别位于相距很远的两地时,两地间需要大量的长线路。 (3) 每个终端都有 N-l 对线与其它终端相接,因而每个终端需要 N-1 个线路接口。 (4) 增加第 N+1 个终端时,必须增设 N 对线路。当 N 较大时,无法实用化。 (5) 由于每个用户处的出线过多,因此维护工作量较大。 如果在用户分布密集的中心安装一个设备——交换机(switch,也叫交换节点),每个用户 的终端设备经各自的专用线路连接到交换机上,就可以克服全互连式连接存在的问题。
(7) 对设备要求苛刻。
15)在 GSM 网络中实现 GPRS 的方法
GSM 网络升级到 GPRS 网络的方法,是在现有 GSM 网络上,增加 SGSN 和 GGSN 两种
数据交换节点设备。原有的 BSC、MSC 只需要更新软件和相应的接口即可。
16)什么是近端对远端的干扰
17)光纤的构造
1、纤芯:是由纯石英玻璃拉丝而成,纯度 6 个九(99.9999%),其余为掺杂的极少量的
P2O5、GeO2,以提高纤芯的折射率。
2、包层:是含有少量掺杂剂的高纯度 SiO2,掺杂剂有硼或氟,以降低包层的折射率。
3、涂覆层:增加光纤的柔性及强度,一般为两次涂覆,使用环氧树脂或者硅橡胶。
4、套塑层:加强光纤的机械强度,并可以着色,使用尼龙或者聚乙烯。
18)光纤通信的主要特点及其应用
光纤通信的优点
注意:不同帧中编号相同的时隙组成一个恒定速率的数字信道。 (4)信息传送无差错控制
话音通信的特点是实时性高,但对可靠性要求没有数据通信高,所以电路交换中,为了 减少话音信息传送的时延,过程中没有 CRC 校验等差错控制。 (5)信息具有透明性
对所传送话音信息不做处理,原封不动的传送。 (6)基于呼叫损失制的流量控制
(1)信息传送的最小单位是时隙 电路交换基于 PCM 传输系统中的时隙,在 PCM30/32 路传输系统中,每路通信的信道为
一个时隙(TS:Time Slot),每个时隙 8bit,每路通信的速率为 64Kbps。TS 是电路交换, 传输,复用的最小单位。 (2)面向连接的工作方式(物理连接)
传送消息前,先建立一条通信源与目的之间的物理链路,并且独占(暂时)。 (3)同步时分复用(帧的概念)
13)IMSI TMSI IMEI MSISDN MSRN
14)与其他通信方式相比, 移动通信具有典型特点
与其他通信方式相比, 移动通信具有以下基本特点:
(1) 电波传播条件恶劣。 (其接收信号是直射波和各种反射波多径叠加而成。造成
瑞利衰落,30db)
(2) 具有多普勒效应。
由于移动台在运动中,所以产生多普勒频移效应,频移值 fd 与移动台运动速度 v、工
(3)信令传输 :信令传输通常由明确的时序规定。这是出于两个原因:首先它可提高传 输的可靠性,而且可增加信令能力。 6)七号信令系统的组成和完成的功能 组成包括:公共的消息传递部分(MTP: Message Transfer Part)
适合不同用户的独立用户部分(UP: User Part) MTP 功能: 主要是在信令网中提供可靠的信令消息传递,并在系统和信令网故障情况下,
分组在网络中无法传送,不断被丢弃,源节点无法发送新的数据,目的节点也收不到分组, 造成死锁。 实现方法:
证实法(通过发送一个分组或一组分组后等待接收方证实来进行流量控制) 预约法(向接收端预约缓冲存储区,避免死锁,数据报方式常用) 许可证法(在网络内设置一些许可证,状态为空闲或满载,分组需要等待一个空闲的许可证 才可发送,到达目的地将分组卸下,许可证变为空闲) 9)电路交换,分组交换的原理?各自的特点? 电路交换特点:
身及整个网络正常运行所需的所有命令。 例如:两个用户终端通过两个端局进行电话呼叫的基本信令流程。
(2)信令编码:为每条信令规定的信号形式,称为信令编码。 信令编码时应考虑以下几个问题: ①与传输系统的信号模式有关 因为传输系统有模拟、数字之分,所以信令相应存在模拟编码和数字编码。例如:模
拟传输时,终端“摘机”信令表示为直流的导通。②与传输信令的信道有关 信令可以利用两种方式传输:与之相关的消息信道和或独立的信道 •模拟传输系统,这两种方式分别称为带内信令和带外信令 •数字传输 数字传输分为时隙内信令(in-slot)和时隙外信令(out-slot); 时隙内信令:信令和与之相关的消息使用同一时隙。 时隙外信令:使用专门的时隙传输信令,有可划分为每信道信令(与 消息 信道一一对应的信令子信道)和公共信道信令 CCS(若干个消息信道的有关信 令共享)
作频率 f(或波长λ)及电波到达角θ有关,即
多普勒频移导致附加调频噪声。在 cosθ=1 时,最大多普勒频移 fD=v/λ。
(3) 干扰严重。 (由于移动台是多电台,多波道系统)
(4) 接收设备应具有很大的动态范围。 (5) 需要采用位置登记、 过境切换等移动性管理技术。
fd
cos
(6) 综合了各种技术。(无线、交换、计算机、传输)
2) 某用户在 2 小时内发生了 4 次呼叫,各次呼叫持续时间为 400s,600s,500s,300s,则 该用户产生的话务量及呼叫强度各为
hav =(400+600+500+300)/4=450s=0.125h
话务流量 A1 为 0.25 爱尔兰,呼叫强度为 2 次/h 白痴找不见的题:简述我国电信网的主要网络组织结构 从网络功能来看,整个电信网分为三个部分:
交换机所要做的就是将入线和指定出线的开关闭合或断开。交换机在通信期间提供 一条专用电路而不提供差错校验和纠正,这种工作方式就称为电路交换。
电话通信的过程:三个过程(呼叫建立,通话,呼叫拆除) 分组交换原理: 分组交换也称为包交换。将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段,这些数据段称为“分 组”,发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地,目的交换机将一个个“分组”按 顺序装好,还原成原文件发送给收端用户,这一过程称为分组交换。 10)分组交换有哪两种工作方式?各自的原理和特点? 1.数据报 2.虚电路