调信号有三个基本特征:携带有信息 适合在信道中传输 信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。 数字通信系统构成:信源编解码 信道编解码 调整解调 同步 信道 噪声 同步是保证数字通信有序准确可靠工作的前提,对数字通信特别重要,同步分为载波同步、位同步、群同步和网同步。
码元传输速率简称传码率,又称符号速率等。它表示单位时间内传输码元的数目,单位是波特Baud ),记为B,故码元传输速率也称为波特率。2秒传输2400个码元,则码元传输速率为2400/2=1200bit/s.
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(缺点)。 模拟信号 幅度取值是连续的 ,数字信号 幅度取值是离散的; 传输模式是电磁场的一中场型结构分布形式;
通信系统的主要性能指标是 有效性、可靠性,对数字通信而言是 传输效率 误码率; PAM信号幅度连续,时间离散,属于模拟信号;
参数编码数码率16KB/S以下,最低为1KB/S左右,但在接收端重建信号的质量不够好。 时域信号越宽转换为频域信号越窄,相反。
量化:把抽样的瞬时值进行幅度离散;编码:利用二进制码组表示固定电平值 考虑到实际滤波器的可实现特性,一般fs取2.5fH~3 fH。例如语音信 号最高频率fH一般为3000~3400 Hz,取样频率fs一般取8000 Hz。
量化将取值连续的样值序列变成取值离散(只有有限几种)的样值序列,所以量化将模拟信号变成了数字信号。?
量化后的信号是对取样信号的近似。量化电平与取样值之间的差称为量化误差,量化误差一旦形成,在接收端是无法去掉的。这个量化误差像噪声一样影响通信质量,因此也称为量化噪声。?
非均匀量化的基本思想是:不等间隔地设置量化电平,大信号时用大台阶,小信号时用小台阶。这样,在保持量化电平数不变的情况下,提高了小信号时的量化信噪比,扩大了量化器的动态范围。非均匀量化可以采用“压缩+均匀量化”的方法来实现。 在同步系统中,假失步由同步码被误码引起, 需以前方保护克服;假同步由信码冒充同步码,需以后方保护克服。
压缩器特性是小信号时斜率大于1,大信号时斜率小于1.
在同步系统中,假失步由同步码被误码引起, 需以前方保护克服;假同步由信码冒充同步码,需以后方保护克服。
码速调整装置的主体是缓冲储存器,此外还有一些必要的控制电路 PCM30 32系统,传送30路电话,总数码率是2048kb/s
第28路话音信息码安排在 29 F13时隙,第28路信令码安排在TS 16 后4位 PCM 30、32 帧结构中,第22路话音信息码安排在 TS23 F7时隙,第22路信令码安排在TS 16 后4位;
数字通信中无码间干扰的传输特性
有理想基带特性和余弦滚降特性;他们的优点分别是:前者传输带宽最窄,后者容易实现;
形成二次群的方式有:PCM复用和数字复接,一般采用数字复接;
数字复接要解决同步和复接两个问题,不同步的后果是复接时造成重叠和错位; 同步数字体系中,同步是指SHD内部每级速率数据的复用都是同步的,映射是指在SDH边界处把承载业务数据信号适配进虚容器,复用是指SDH内部低速数据信号合并成高速率数据信号
异步复接二次群的帧周期为100.38us,帧长度:848比特,信息码最少为_820bit ___,插入码最多为_28bit _,一帧中码速调整用的插入码最多为_4bit _。
数字复接,就是利用时间的可分性,采用时隙叠加的方法,把多路低速的数字码流,
在同一时隙内合成并称为高速数字码流的过程.
复用和复接的区别:PCM复用是对多路(电话)信号在一个定长时间内(帧)完成的PCM和TDM全过程。而复接是对多路数字信号)(数字流或码元)在一个定长的时间内进行的码元压缩与安排,他只负责把多路数字信号安排(复用)在给定的时间内,而不需要再进行抽样、量化和编码的PCM过程,从而减少了对每路信号的处理时间,降低了对器件和电路的要求,实现了大路数(高次群)信号的“时分复用
一次群:HDB3 2.048M/S 二次群:HDB3 8.448M/S 三次群: HDB3 34.368M/S四次群:CM1 139.264M/S
段开销(SOH)。 段开销是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节(每字节含64 kb/s的容量),主要用于运行、 维护和管理,如帧定位、 误码检测、 公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。
信息载荷域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分。对于STM1而言,Payload有9×261=2349 Byte, 相应于2349×8×8000=150.336 Mb/s的?容量。在Payload中包含少量字节用于通道的运行、 维护和管理, 这些字节称为通道开销(POH)
管理单元指针(AU PTR)。管理单元指针是一种指示符, 主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置(相对于指针位置的偏移量)。对于STM1 而言,AU PTR有9个字节(第4行), 相应于9×8×8000=0.576 Mb/s。
量化是为了幅度离散化,量化会带来量化噪声,相同编码位数时,非均匀量化比均匀量化更能提高最小信噪比,A率压缩特性的数学表达式:
式中,A为压缩系数,A=1时无压缩,A越大,压缩越明显,
在国际标准中,A=87.6。
13折线编码取样一次编码8位码。三个步骤:(1) 确定样值的极性。(2) 确定样值的段号。(3) 确定样值在某段内的级号。
已知抽样脉冲值为+635,采用13折线A律编码,1、试编出其码 2、计算量化值(编
码电平)和量化误差 3、写出该码7位幅度码对应的11位线性码。
解:1、极性码: +635〉0 c1=1
段落码: 635>128 c2=1 635>512 c3=1 635<1024 c4=0
由这三次比较,可知+635处于第七段。段内码:第7段其实电平为512,均匀量化间隔为512/16=32个单位。 635<512+32X8=768 c5=0 635<512+32x4=640 c6=0 635<512+32x2=576 c7=1635<512+32x3=608 c8=1 编码器输出码组为11100011
2、量化输出为608+32/2=614 个量化单位;量化误差为635-614=11个量化单位。 3、除极性码外的7为非线性码组为1100011,相对应的11为均匀码为0100110000。 设数字信号的码元时间长度为1s如采用四电平传输,求信号传输速率及符号速率。 11?,6RB?T?1?10?6 ?10 Baud 解:符号速率:
66R信息传输速率: b?RBlog2M?10?log24?2?10 bps假设数字通信系统的频带宽度为1024kHZ,其传输速率为2048 bit/s,试问其频带利用率为多少bps/HZ?
解:频带利用率:η=Rb/B=1024/2048=2bps/HZ
若传输中2S误1个比特,则误码率P=发生误码的个数/传输码元总数=1/2*2*10的6次方=2.5*10的7次方。
模拟信号频谱 如图所示, 求满足抽样定理是的抽样频率FS并画出抽样信号频谱设。答:(1)f0=1kHz,fm=5khz,B=fm-f0=5-1=4khz, ∵f0<B, ∴此信号为低通型信号∴此信号为低通型信号满足抽样定理时,应有 fs≥2fm=2x5=10khz.抽样信号的频谱(设fs=2fm))如下图所示。
PCM30 定时系统中为什么位脉冲的重复频率为256KHZ?答:因为PCM30路定时系统位脉冲的主要作用是控制编码和解码,其重复周期是8比特,即3.91us,所以位脉冲的重复频率为1/3.91*10-6=256*103 HZ=256KHZ。
PCM30系统中一帧有多少比特?1秒传输多少帧?假设L=7,数码率fB为多少?答:PCM30系统中一帧有256比特。1秒传输8000帧。L=7时,数码率FB=FS*N*L=800*32*7=1792kbit/s
由STM-1帧结构计算出STM-1的速率;2、SOH速率 3AU-PIR的速率。答(1)STM-1速率 270*9*8*8000=155.520Mbit/s
(2)SOH速率9*8*8*8000=4608kbit/s(3)信息净负荷速率:261*9*8*8000=150.336Mbit/s
异步复接二次群的数码率是如何算出来的?答:二次群125us内的码元数为256X4+32=1056bit,步复接二次群的数码率为1056/125*10-6=8448kbit/s
某PCM24电话通信系统,每帧有24个路时隙,传输24路电话,每路8位码。试计算其路时隙TC,位时隙TB和数码率Fb,答:电话通信的抽样频率是8kHz,则帧周期是1/8000=125us,
路
时
隙
TC=125/24=5.2us,
TB=5.2/8=0.65us,Fb=l*n*fs=8*24*8000=1536kbit/s.
单路话音信号的带宽为4kHz,对其进行PCM传输,那么最低抽样频率是多少?抽样后按8级量化,PCM系统的信息传输速率为多?:因为=4khz 所以fs=2fh=8khz,又因为采用8级量化,故一个抽样值要用3个位码,所以Rs=3*8K=24kBaud,又因为采用二进制编码,所以Rs=Rb=24kbit/s.
什么是帧同步?如何实现?答:帧同步是保证收发两端相应各话路要对准。对于PCM30/32路系统,由于发端偶帧TS0发帧同步码(奇帧TS0时隙发帧失步告警码),收端一旦识别出帧同步码,便可知随后的8位码为一个码字且是第一话路的,依次类推,便可正确接收每一路信号,即实现帧同步。
为什么要进行非均匀量化?答:采用非均匀量化是为了压缩编码位数。对于话音通信,若采用均匀量化,要达到ITU-T的标准,动态范围>40dB,量化信噪比>26dB,每样值需编12位码,而采用A 13折线非均匀量化,只需8位码。