现代通信交换技术(程控交换)习题解答v2

第一章概论

1.简述交换机的基本结构和功能。

答：程控交换机的基本结构框图如下图所示。图中分为接口部分、交换网络部分、信令部分和控制部分。

程控交换机的基本结构框图

接口部分又分为用户侧接口和中继侧接口。用户侧的用户电路为每个用户话机服务。它包括用户状态的监视以及与用户直接有关的功能等，有提供Z接口功能的模拟用户接口部分以及提供U接口功能的数据用户接口部分。中继侧为出中继电路和入中继电路，是与其他交换机连接的接口电路，用于传输交换机之间的各种通信信号，同时也用于监视局间通话话路的状态，有提供A、B接口功能的数字中继接口部分和提供C接口功能的模拟中继接口部分。

数字交换网络（DSN）用来完成进、出交换系统信息的可靠接续，可以是各种接线器，也可以是电子开关矩阵。它可以是空分的，也可以是时分的。它受主处理机的控制命令驱动。

信令部分用来完成接续过程中控制信息的收发，负责用户接口电路的用户信令处理机，负责中继接口电路的中继信令处理机和提供随路信令的多频信令处理机或提供公共信令的No.7信令系统等。

交换机实现的基本功能：接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号；接收和分析从用户线或中继线发来的地址信号；按固定地址正确选路和在中继线上转发信号；按照所收到的释放信号拆除连接。

2．目前，通信网上都有哪些主要的交换技术?电路交换技术具有哪些特点?

答：交换技术有：电路交换；多速率电路交换；电路交换；分组交换；帧中继交换；快速分组交换；ATM交换；移动交换；标记交换技术；光交换技术；软交换等。

电路交换的特点：

呼叫建立时间长，并且存在呼损；

对传送信息没有差错控制，电路连通后提供给用户的是“透明通道”；

对通信信息不做任何处理，原封不动地传送；

线路利用低；

通信用户间必须建立专用的物理连接通路；

实时性较好。

3、浅谈电话交换机的主要分类和交换技术的发展趋势。

答：①分类：按服务范围不同可分为局用交换机和用户交换机；按控制系统控制方式不同可分为布控交换机和程控交换机；按话路设备构成方式不同可分为空分交换机和时分交换机；按交换的话音信号形式不同可分为模拟交换机和数字交换机。

发展趋势：

1）研制新的大规模集成电路，提高集成度与模块化水平，以进一步减小体积，降低成

本，增强功能以及提高可靠性。

2）提高控制的分散灵活程度与可靠性，采用全分散控制方式。

3）普遍采用公共信令系统。

4）引入非话音业务，构成综合信息交换系统。

5） 增强程控交换系统与其他类型通信网的接口与组网能力，以达到各种通信网的互通。

6） 由窄带的交换网络逐步向宽带交换网络过渡；以硬件为主的交换设备逐步向以软件为主的交换设备过渡；以提供单一的话音业务为主逐步向提供综合业务为主过渡。

7） 基于IP 交换的各种交换产品将日益增多，IP 交换网络的作用将日益显现出来。

第二章 交换基础

1. 说明数字信号具有那些优越性？

答：(1)抗干扰能力强、无噪声积累。在模拟通信中，为了提高信噪比，需要在信号传输过程中及时对衰减的传输信号进行放大，信号在传输过程中不可避免地叠加上的噪声也被同时放大。随着传输距离的增加，噪声累积越来越多，以致使传输质量严重恶化。

对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限个离散值(通常取两个幅值)，在传输过程中虽然也受到噪声的干扰，但当信噪比恶化到一定程度时，即在适当的距离采用判决再生的方法，再生成没有噪声干扰的和原发送端一样的数字信号，所以可实现长距离高质量的传输。 (2)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的比模拟通信容易得多，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。

(3)便于存储、处理和交换。数字通信的信号形式和计算机所用信号一致，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。

(4)设备便于集成化、微型化。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

(5)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业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网。

(6)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 ，这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因。随着宽频带信道(光缆、数字微波)的大量利用(一对光缆可开通几千路电话)以及数字信号处理技术的发展(可将一路数字电话的数码率由64kb/s 压缩到32kb/s 甚至更低的数码率)，数字电话的带宽问题已不是主要问题了。

2. 简述抽样定理，为什么语音信号通常使用的抽样频率为8kHz ？

答：定义:在一个频带限制在(0，fH)内的时间连续信号f （t ），如果以1/2 fH 的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号fH 的频谱中最高频率不超过fH ，当抽样频率f S≥2 fH 时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。

抽样定理说明：

① 连续信号必须有最高频率fm ，fm 是有限值。

② 抽样频率不得低于2fm ，即fS ≥2fm ，也就是抽样间隔不得大于m 1/(2)f 。

最低抽样频率fS=2fH 被称为奈奎斯特频率。实用中的抽样频率则高于奈奎斯特频率，以使抽样信号频谱的各次边带间有足够的间隔，从而使收端所使用的低通滤波器留有一定的

过渡带。对300～3400Hz范围内的电话信号，其奈奎斯特频率为6.8kHz，所以通常使用的抽样频率为8kHz。

3. 简述非均匀量化，什么是A律13折线。

答：非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小;反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个主要的优点: 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较高的平均信号量化噪声功率比; 非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此，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。

A律13折线是非均匀量化的编码方法。13折线近似的A律（A=87.56）的基本原理如下：

设直角坐标系的X轴、Y轴代表输入、输出信号的取值域，并假定输入信号和输出信号的最大取值范围是（–1～1）。现把X轴的区间（0，1）不均匀地分为8段，分段规律就是每次以1/2取段，如图2.4所示。

在0～1范围内共有128个量化级，但是每一段上的量化级是不均匀的，这样对输入信号就形成了一个不均匀量化的方案。此方案对弱信号的量化级分得较细，对强信号的量化级分得较粗。然后，再把Y轴进行分段，将1均匀分成8段，再把每段均匀分成16段，于是Y轴的区间（0，1）也被分为128个量化级，这时的量化级是均匀的，为1/128。现在把X 轴和Y轴的相应交点连起来，就得到8段斜率分别为16、16、8、4、2、1、0.5和0.25的折线，因为第一段和第二段折线（图中的（1）和（2））的斜率是相等的，负半轴的第一段和第二段折线的斜率也相等，它们的斜率都等于16，这四段折线经过原点合并为一条线段，所以称为A律13折线。13折线的1～4段及10～13段如图2.4（a）所示，13折线放大后的5～9段如图2.4（b）所示。

13折线逼近对数曲线，具有压扩作用。13折线可用下式近似表示（U X与U Y分别表示输入信号和输出信号）。

4.已知样值幅度为VS=600Δ，求其量化值。

答：极性为正：X（1）=1

V（S）>128 X（2）=1

V（S）>512 X（3）=1

V（S）<1024 X（4）=0

V（S）<768 X（5）=0

V（S）<640 X（6）=0

V（S）>576 X（7）=1

V（S）<608 X（8）=0

所以量化值为11100010。

5.依据图2.8，试画出一个不同的HDB3码的转换过程图。

答：可参考图2.8完成。

6.填空题：在PCM30/32帧结构中，每个帧有（）时隙，每个时隙为（）µs，

每个时隙可传输（）个比特位，每个比特位为（）µs，每个复帧有（）帧。

答：32 3.9 8 0.488 16

7.根据你对PCM30/32帧结构的理解，谈谈复帧、帧、时隙的关系。有人说“每个时隙