前言
很高兴地欢迎Masoud Salehi教授作为《数字通信（第五版）》的合作著者。这一新版本进行了较大的修订并重新组织了论题，特别是在信道编码和译码方面，同时还增加了一章关于多天线系统的内容。
本书适合作为电子工程系一年级研究生课程的教材，也适合从事数字通信系统设计工程师作为自学课本和参考书。为了更好地阅读本书，读者应具备基本的微积分、线性系统理论以及概率和随机过程的预备知识等背景知识。
第1章是本书主题的导引，包括回顾与展望、信道特征的描述和信道模型。
第2章是对确定信号和随机信号分析内容的复习，包括带通和低通信号的表示、随机变量尾部概率边界、总和随机变量中心极限定理，以及随机过程。
第3章论述数字调制技术和数字调制信号的功率谱。
第4章重点分析加性高斯白噪声（AWGN）信道的最佳接收机及其差错率性能。本章还包括格的入门知识和基于格的信号星座图，以及有线和无线通信系统链路预算分析。
第5章专门论述了基于最大似然准则的载波相位估计和定时同步的方法，描述了面向判决和非面向判决的两种方法。
第6章是信息论基础，包括无损信源编码、有损数据压缩、不同信道模型的信道容量以及信道可靠性函数。
第7章论述线性分组码及其特性，包括循环码、BCH码、RS码和级联码。描述了软判决和硬判决两种译码方法，及其在AWGN信道中的性能评估。
第8章论述基于网格和图形的编码，包括卷积码、Turbo码、低密度校验码、带限信道网格码和基于格的编码，同时也论述了译码算法，包括维特比算法及其在AWGN信道上的性能、Turbo码的迭代译码BCJR算法，以及和积算法。
第9章重点论述带限信道的数字通信。本章的论题包括带限信道的特征和信号设计，有符号间干扰和AWGN信道的最佳接收机，准最佳均衡方法，亦即，线性均衡、判决反馈均衡和Turbo均衡。
第10章论述自适应信道均衡，描述LMS和递归最小二乘算法及其性能特征，本章还论述盲均衡算法。
第11章论述多信道和多载波调制。论题包括多信道二进制和M元正交信号在AWGN信道中的差错率性能；有AWGN非理想线性滤波器信道的容量；OFDM调制/解调；在OFDM系统中的比特和功率分配；降低OFDM中峰均功率比的方法。
第12章着重论述扩频信号与系统，重点是直接序列和跳频扩频系统及其性能，本章强调在扩频信号设计中编码的获益。
第13章论述衰落信道上的数字通信，包括衰落信道的特征以及多径扩展和多普勒扩展等重要的关键参数。介绍了几种信道衰落的统计模型，重点是瑞利（Rayleigh）衰落、赖斯（Rice）衰落和Nakagami衰落。分析了OFDM系统中多普勒扩展引起的性能减损，并描述了降低这种性能减损的方法。
第14章着重论述衰落信道的容量和编码设计。在介绍遍历容量和中断容量之后，研究衰落信道的编码。对带宽高效的编码和比特交织编码调制进行了分析，推导了在瑞利衰落和赖斯衰落中编码系统的性能。
第15章论述多天线系统，通常称为多输入多输出（MIMO）系统，用来实现空间分集和空间复用。本章的论题包括MIMO信道检测算法，在有AWGN、有或无信号衰落情况下MIMO信道的容量，以及空时编码等。
第16章论述了多用户通信问题，包括多址接入方法的容量，CDMA系统上行链路的多用户检测方法，减少多用户广播信道干扰的方法，以及随机接入方法，例如ALOHA和载波侦听多址（CSMA）。
使用本书授课的教师可以将这16章和相关论题灵活地设计成一学期或者两学期的课程。第3、4、5章提供关于数字调制/解调和检测方法的基本论述。第7、8、9章论述的信道编码和译码可与调制/解调一起作为一学期课程的内容。另一种安排是将第9章～第12章取代信道编码和译码。第二学期课程内容可以包括衰落信道、多天线系统和多用户通信等。
著者和麦格劳-希尔出版公司感谢以下评阅人对第五版手稿有关章节提出了宝贵建议：
印第安那大学（Indiana University）/普度大学（Purdu University）的Paul Salama，多伦多大学（University of Toronto）的Dimitrios Hatzinakos和加利福尼亚大学的Ender Ayanoglu。
最后，第一著者感谢Gloria Doukakis打印了部分手稿，同时也感谢Patrick Amihood 准备了第15章和第16章的一些插图，以及Apostolos Rizos 和Kostas Stamatiou准备了部分习题解答。
译者序
在人类社会发展到世纪之交的最近十多年中，信息科学技术得到了迅猛的发展并在社会各个领域和部门得到越来越广泛的应用，正在成为21世纪国际社会和世界经济发展的新的强大动力。信息技术快速发展的动因和显著的特点之一是，计算机技术和数字通信技术（特别是宽带移动无线通信技术）的快速发展，计算机网络与通信网（包括移动无线网络）的相互融合，使得互联网迅速发展，遍布世界各国，延伸到各个角落，并从有线扩展到无线，延伸到个人手中。各种类型的数字通信网是互联网的载体。数字通信主要是从网络的物理层上研究数字信号传输机理及其可靠性和有效性，从而为建立可靠和高效的互联网提供坚实的物理基础。
我们翻译的John G. Proakis著的《数字通信（第五版）》一书是著者多年教学和科研的总结，它全面系统地论述了数字通信的基本理论，包括绪论、确定性与随机信号分析、数字调制、AWGN信道的最佳接收、载波和符号同步、信息论基础、线性分组码、基于网格和图的编码、带限信道的数字通信、自适应均衡、多信道和多载波系统、数字通信中的扩频信号、衰落信道的特征与信号传输、衰落信道的容量与编码、多天线系统、多用户通信等16章内容。
本书从第一版（1983年）、第二版（1989年）、第三版（1995年）到第四版（2001年），陆续增添了不少新的内容，及时反映了数字通信技术发展的新成果。针对近些年来移动无线通信深入研究出现大量的新成果，本书第五版在第四版的基础上，对论题内容进行了较大的修订，对全书的论题结构做了重新调整和组织。比较大的修订和调整有两个方面，一是将第四版的信源编码（第3章）、信道容量和信道编码（第7章）以及分组码和卷积码（第8章）三章内容在第五版中修订调整为信息论基础（第6章）、线性分组码（第7章）和基于网格和图形的编码（第8章）三章内容。精简了信源编码的内容，加强了信息论基础知识，充实了信道编码的新的研究成果，如Turbo码、低密度校验码、带限信道网格码和基于
格的编码，以及译码算法。
另一方面是，将第四版中多径衰落信道中的数字通信（第14章）的内容在第五版中分解为三个专题分别重点论述，即多径衰落信道的特性和信号传输（第13章）、多径衰落信道的容量和编码（第14章）和多天线系统（第15章）三章。充实了多径衰落信道的容量和编码内容，尤其是单独设立一章专门论述多天线系统，包括MIMO信道的模型、容量、检测算法和空时编码等内容。从基本理论上比较系统深入地论述了近几年无线通信多天线系统的新的研究成果。
本书在内容上既论述了数字通信的基本理论问题，又对数字通信新技术进行比较深入的分析。本书采用了信号空间、随机过程的级数展开和等效低通等分析方法，根据最佳接收准则，先后讨论并分析了在加性高斯白噪声（AWGN）信道、带限信道（有符号间干扰和加性噪声）以及多径衰落信道等三种基本的典型信道条件下的数字信号可靠高效传输及其最佳接收问题。本书讨论问题系统全面、内容逐步深入、概念清晰，理论分析严谨、逻辑性强，习题和参考资料丰富，是一本比较全面、系统、深入论述数字通信理论的经典著作，在学术界有很大的影响，被许多学术论文所引用，同时它也是一本优秀的研究生教材，多年来国内外许多高等院校普遍采用本书作为信息和通信专业的研究生教材。本书对相关专业的教师、学生以及科技工作者来说也是一本很好的参考书。
译者自从1986年以来一直采用本书作为本校研究生数字通信课程的教材。从教学实践中，我们感到本书作为教材理论性比较强，其性质相当于“高等通信原理”，也就是说，要求学习本课程的学生应当具备良好的本科“通信原理”基础。研究生通过本课程的学习可在通信理论方面打下比较好的基础，为以后的深入研究创造良好的条件。
本书的前言、第1，2，3，4，5，9，10，13，14章由张力军翻译，第6，7，8章由张宗橙翻译，第11，12章由曹士坷翻译，第15，16章由宋荣方翻译。译者对麦格劳-希尔出版公司和电子工业出版社为本书的出版和提高出版质量的努力表示诚挚的谢意。限于水平，译文倘有疏漏和不当之处，敬请读者不吝指出。
译者
于南京邮电大学
光纤通信课后习题答案 第一章习题参考答案 1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？ 答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km 左右。 2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。 答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。 系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。 中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。 3、光纤通信有哪些优缺点？ 答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。 第二章 光纤和光缆 1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？ 答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1 ?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥
2.9 根据柯西分布有 当x 很大时， 所以有 (b) 当 当0v ≤， 因此有： 2.10 (a) (b) (c)因为n →∞, 不是高斯分布，因此中心极限定理不适用，原因是柯 西分布没有有限的差异。 2.11 假定 是实值随机过程。复值过程的处理也类似。 (a) (b)当x (t ), y (t )不相关时， 同理 因此 (3)当x (t ), y (t )不相关并且零均值时： 0v ≥
2.12 随机过程x(t)的功率谱密度为： 滤波器输出功率谱密度为： 因此滤波器输出总功率为： 2.14 令 因此 2.16 滤波器的传递函数为: (a) (b) 令a = RC, v =2πf. 那么 2.19 因为 输出序列的自相关： 这里的最后等式来自于X(n)的自相关函数： 因此
离散时间系统的频率响应为： 综上，系统输出的功率密度谱为： 2.20 已知 功率密度谱为： 2.21 本题中引用下标d表示离散过程，下标a表示连续时间过程，同样，f表示模拟频率。 f d表示离散频率。 (a) 因此取样信号的自相关函数等于X(t)的取样自相关函数。 (b) 令fd = fT，则有：
又因为离散时间的自相关函数是它的功率谱密度的反变换，于是有： 比较(1),(2):得 (c) 从(3)式可以得出： 否则出现混叠。 2.22 (a) (b) 如果 那么： K=0 其他 因此序列X (n )是白噪声序列，T 的最小值可以从下图的取样过程的功率谱密度得到 为了得到一个谱平坦序列，最大的抽样速率应满足： 可由 得到。 (c) 因此2211sin w ()()()w πτφτφτπτ == ， 2.23 假设 那么： 这里Y(f)是y (t )的傅里叶变换，因为：
数字通信中几种调制方式的星座图由于实际要传输的信号（基带信号）所占据的频带通常是低频开始的，而实际通信信道往往都是带通的，要在这种情况下进行通信，就必须对包含信息的信号进行调制，实现基带信号频谱的搬移，以适合实际信道的传输。即用基带信号对载波信号的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。因为正弦信号的特殊优点（如：形式简单，便于产生和接受等），在大多数数字通信系统中，我们都选用正弦信号作为载波。显然，我们可以利用正弦信号的幅度，频率，相位来携带原始数字基带信号，相对应的分别称为调幅，调频，调相三种基本形式。当然，我们也可以利用其中二种方式的结合来实现数字信号的传输，如调幅-调相等，从而达到某些更加好的特性。一．星座图基本原理一般而言，一个已调信号可以表示为：（1）上式中，是低通脉冲波形，此处，我们为简单处理，假设，，即是矩形波，以下也做同样处理。假设一共有（一般总是2的整数次幂，为2，4，16，32等等）个消息序列，我们可以把这个消息序列分别映射到载波的幅度，频率和相位上，显然，必须有才能实现这个信号的传输。当然，我们也不可能同时使用载波信号的幅度、频率和相位三者来同时携带调制信号，这样的话，接收端的解调过程将是非常复杂的。其中最简单的三种方式是： (1.当和为常数，即时，为幅度调制(ASK。 (2.当和为常数，即时，为频率调制(FSK。(3.当和为常数，即时，为相位调制(PSK。我们也可以采取两者的结合来传输调制信号，一般采用的是幅度和相位结合的方式，其中使用较为广泛的一项技术是正交幅度调制(MQAM。我们把（1）式展开，可得：（2）根据空间理论，我们可以选择以下的一组基向量：其中是低通脉冲信号的能量，。这样，调制后的信号就可以用信号空间中的向量来表示。当在二维坐标上将上面的向量端点画出来时，我们称之为星座图，又叫矢量图。也就是说，星座图不是本来就有的，只是我们这样表示出来的。星座图对于判断调制方式的误码率等有很直观的效用。由此我们也可以看出，由于频率调制时，其频率分量始终随着基带信号的变化而变化，故而其基向量也是不停地变化，而且，此时在信号空间中的分量也为一个确定的量。所以，对于频率调制，我们一般都不讨论其星座图的。二．星座图的
第5章 复习思考题参考答案 5-1 光探测器的作用和原理是什么 答：光探测器的作用是利用其光电效应把光信号转变为电信号。光探测器的原理是，假如入射光子的能量h ν超过禁带能量E g ，只有几微米宽的耗尽区每次吸收一个光子，将产生一个电子-空穴对，发生受激吸收，如图5.1.1（a ）所示。在PN 结施加反向电压的情况下，受激吸收过程生成的电子-空穴对在电场的作用下，分别离开耗尽区，电子向N 区漂移，空穴向P 区漂移，空穴和从负电极进入的电子复合，电子则离开N 区进入正电极。从而在外电路形成光生电流P I 。当入射功率变化时，光生电流也随之线性变化，从而把光信号转变 成电流信号。 5-2 简述半导体的光电效应 答：在构成半导体晶体的原子内部，存在着不同的能带。如果占据高能带（导带）c E 的电子跃迁到低能带（价带）v E 上，就将其间的能量差（禁带能量）v c g E E E -=以光的形式放出，如图4.2.2所示。这时发出的光，其波长基本上由能带差E ?所决定。 图4.2.2 光的自发辐射、受激发射和吸收 反之，如果把能量大于hv 的光照射到占据低能带v E 的电子上，则该电子吸收该能量后 被激励而跃迁到较高的能带c E 上。在半导体结上外加电场后，可以在外电路上取出处于高 能带c E 上的电子，使光能转变为电流，这就是光接收器件的工作原理。 5-3 什么是雪崩增益效应 答：光生的电子-空穴对经过APD 的高电场区时被加速，从而获得足够的能量，它们在高速运动中与P 区晶格上的原子碰撞，使晶格中的原子电离，从而产生新的电子-空穴对，如图5.2.4所示。这种通过碰撞电离产生的电子-空穴对，称为二次电子-空穴对。新产生的二次电子和空穴在高电场区里运动时又被加速，又可能碰撞别的原子，这样多次碰撞电离的结果，使载流子迅速增加，反向电流迅速加大，形成雪崩倍增效应。APD 就是利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度探测器。
第一章基本理论 1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么答：当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。 2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。 3、光纤中有哪几种色散解释其含义。答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。 5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。 6、单模光纤有哪几类答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。 12、光缆由哪几部分组成答：加强件、缆芯、外护层。 *、光纤优点：巨大带宽（200THz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。 引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。 *、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。 引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。 色散种类：模式色散（同波长不同模式）、材料色散（折射率）、波导色散（同模式，相位常数）。 *、单模光纤：指在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤。
《数字通信原理》习题解答 第1章 概述 1-1 模拟信号与数字信号的特点分别就是什么? 答:模拟信号的特点就是幅度连续;数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码与信源解码的作用就是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。 答:信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号,即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号,即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答:数字通信的特点就是: (1)抗干扰性强,无噪声积累; (2)便于加密处理; (3)采用时分复用实现多路通信; (4)设备便于集成化、微型化; (5)占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累? 答:对于数字通信,由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值),在传输过程中受到噪声干扰,当信噪比还没有恶化到一定程度时,即在适当的距离,采用再生的方法,再生成已消除噪声干扰的原发送信号,所以说数字通信的抗干扰性强,无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ,如采用四电平传输,求信息传输速率及符号速率。 答:符号速率为 Bd N 661010 11===-码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=?=?== 1-6 接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。 答:76105.210 221)()(-?=??==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024,可传输s kbit /2048的比特率,试问其频带利用率为多少Hz s bit //? 答:频带利用率为
085208 电子与通信工程 1、本学科硕士点情况及研究方向 电子与通信工程覆盖通信与信息系统、信号与信息处理、电路与系统、电磁场与微波技术、物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学等学科。2010年开始招生。 本硕士点主要研究方向包括：通信网络与信息安全、无线传感器与射频通信、数字视频与图像处理技术、移动通信、光通信技术、嵌入式系统、信号与信息处理技术、DSP 技术与应用、光电显示技术等。 近几年紧密结合学科发展方向和企业技术进步需要，在可信可控通信网络协议、广义编码与时空编码理论及应用、IPV6的实时通信技术、无线传感器网络及应用、目标识别与图像处理、视频通信与高效视音频编解码技术、无线测控网络、消费电子产品的方面进行了研究，大部分成果已得到应用。 2、培养目标及硕士点开设的主要课程 培养从事通信与信息系统、信号与信息处理、电路与系统、电磁场与微波技术、物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学等学科，从事光纤通信、计算机与数据通信、卫星通信、移动通信、多媒体通信、信号与信息处理、通信网设计与管理，集成电路设计与制造、电子元器件、电磁场与微波技术等领域从事管理、研究、设计运营、维修和开发的高级工程技术和管理人才。电子与通信工程领域工程硕士要求掌握本领域扎实的基础理论和宽广的专业知识以及管理知识，较为熟练地掌握一门外国语，掌握解决本领域工程问题的先进技术方法和现代技术手段，具有创新意识和独立承担工程技术或工程管理等方面的能力。 基础理论课包括：矩阵论、随机过程； 专业基础及专业课包括：泛函分析、现代通信原理、压缩编码理论、神经网络原理与应用；必修课包括：现代数字信号处理、嵌入式系统原理与应用、图像处理与模式识别。 3、导师队伍情况及部分导师简介 学科目前已拥有一支年龄、专业知识、技术职称结构合理的师资队伍。学科现有34名教师，包括8名教授和16名副教授，硕士生导师18人，协作导师3人，其中校外兼职导师5人，其中2人为兼职博士生导师。拥有江西省百千万第一、二人选3名，江西省教学名师2人，江西省学科带头人3名。 张小红：博士、教授，省级三八红旗手、省优秀教师、江西省高等学校学科带头人；获省级教学科研成果4项。主要研究方向为：混沌扩频通信、细胞神经网络、信息隐藏与伪装；
第一章绪论 1.3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。 1.4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。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。 1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。 第二章确知信号 2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。 答：能量信号的其能量为有限的正值，但其功率等于零；功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。 7．自相关函数有哪些性质？ 答：（1）自相关函数是偶函数。（2）与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系。3当I=0时,R(0)等于信号的平均功率或信号的能量 第三章随机过程 3-6．已知噪声的自相关函数为 =（为常数） （1）试求其功率谱密度及功率； （2）试画出及的图形。
前言 很高兴地欢迎Masoud Salehi教授作为《数字通信（第五版）》的合作著者。这一新版本进行了较大的修订并重新组织了论题，特别是在信道编码和译码方面，同时还增加了一章关于多天线系统的内容。 本书适合作为电子工程系一年级研究生课程的教材，也适合从事数字通信系统设计工程师作为自学课本和参考书。为了更好地阅读本书，读者应具备基本的微积分、线性系统理论以及概率和随机过程的预备知识等背景知识。 第1章是本书主题的导引，包括回顾与展望、信道特征的描述和信道模型。 第2章是对确定信号和随机信号分析内容的复习，包括带通和低通信号的表示、随机变量尾部概率边界、总和随机变量中心极限定理，以及随机过程。 第3章论述数字调制技术和数字调制信号的功率谱。 第4章重点分析加性高斯白噪声（AWGN）信道的最佳接收机及其差错率性能。本章还包括格的入门知识和基于格的信号星座图，以及有线和无线通信系统链路预算分析。 第5章专门论述了基于最大似然准则的载波相位估计和定时同步的方法，描述了面向判决和非面向判决的两种方法。 第6章是信息论基础，包括无损信源编码、有损数据压缩、不同信道模型的信道容量以及信道可靠性函数。 第7章论述线性分组码及其特性，包括循环码、BCH码、RS码和级联码。描述了软判决和硬判决两种译码方法，及其在AWGN信道中的性能评估。 第8章论述基于网格和图形的编码，包括卷积码、Turbo码、低密度校验码、带限信道网格码和基于格的编码，同时也论述了译码算法，包括维特比算法及其在AWGN信道上的性能、Turbo码的迭代译码BCJR算法，以及和积算法。 第9章重点论述带限信道的数字通信。本章的论题包括带限信道的特征和信号设计，有符号间干扰和AWGN信道的最佳接收机，准最佳均衡方法，亦即，线性均衡、判决反馈均衡和Turbo均衡。 第10章论述自适应信道均衡，描述LMS和递归最小二乘算法及其性能特征，本章还论述盲均衡算法。 第11章论述多信道和多载波调制。论题包括多信道二进制和M元正交信号在AWGN信道中的差错率性能；有AWGN非理想线性滤波器信道的容量；OFDM调制/解调；在OFDM系统中的比特和功率分配；降低OFDM中峰均功率比的方法。 第12章着重论述扩频信号与系统，重点是直接序列和跳频扩频系统及其性能，本章强调在扩频信号设计中编码的获益。 第13章论述衰落信道上的数字通信，包括衰落信道的特征以及多径扩展和多普勒扩展等重要的关键参数。介绍了几种信道衰落的统计模型，重点是瑞利（Rayleigh）衰落、赖斯（Rice）衰落和Nakagami衰落。分析了OFDM系统中多普勒扩展引起的性能减损，并描述了降低这种性能减损的方法。 第14章着重论述衰落信道的容量和编码设计。在介绍遍历容量和中断容量之后，研究衰落信道的编码。对带宽高效的编码和比特交织编码调制进行了分析，推导了在瑞利衰落和赖斯衰落中编码系统的性能。 第15章论述多天线系统，通常称为多输入多输出（MIMO）系统，用来实现空间分集和空间复用。本章的论题包括MIMO信道检测算法，在有AWGN、有或无信号衰落情况下MIMO信道的容量，以及空时编码等。
《数字通信系统原理》复习要点 说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。 1.通信的概念、通信系统的模型 2.通信系统的分类和通信方式、资源 3.数字通信的主要特点及数字通信系统 4.数字通信技术的现状与未来 5.数字通信系统的性能及相关的一些概念 6.数字与数据通信 7.消息、信号与信息 8.信号的频谱分析基础 9.随机过程的基本概念 10.通信信道及信道容量、常用带宽 11.信源及其编码的概念 12.模拟信号数字化传输方法 13.波形编码（PCM、 ） 14.数字基带信号及常用码型 15.数字基带传输系统、眼图 16.信道编码的概念、基本原理和术语 17.信道复用与多址技术的基本概念 18.FDM和TDM与数字复接 19.帧结构 20.数字信号的调制（频带）传输的概念 21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK） 22.同步的基本概念、分类和比较
《数字通信系统原理》复习题（上部分） 1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源 2数字通信系统模型 3数字通信的主要特点 4简述数字通信技术的现状与未来 5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什 么是模拟信号什么是基带信号？ 6信道容量的含义？ 7简述数字通信的主要特点 8简述数字通信系统的质量指标 9简述数字通信与数据通信的概念与区别 10简述信号的分类 11简述功率信号和能量信号的含义 12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？ 13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。 14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？ 模拟题（部分） 1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。（） 2．时间上离散的消息一定是数字消息。（） 3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。（） 4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。（） 5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。（） 7．平稳随机过程必定具有各态历经性。（） 8．具有各态历经性的随机过程必定是平稳随机过程。（） 9．平稳随机过程的功率谱密度必定是非负的偶函数。（） 10．平稳随机过程的自相关函数必定是非负的偶函数。（） 11．平稳高斯随机过程通过线性非时变系统后的输出必定是平稳高斯随机过程。（） 12．白噪声任意两个不同时刻的样值是不相关的。（） 13．码元速率一定，满足无码间串扰的基带传输特性是唯一的。（） 14．基带传输系统的带宽在数值上若小于码元速率的一半，该系统不可能没有码间串扰。（） 15．基带数字信号的码元速率越高，传输该信号所需的信道带宽越宽。（）16．为了不产生码间串扰，必须将表示每一码元的基带脉冲波形时限在一个码元宽度范围内。（）
数字通信原理试卷一 一、填空题（每题3分） 1、通信的目的是_______ 或________ 信息。 2、通信方式有两种基本形式，即________通信和_______ 通信。 3、数字通信在____________和____________上均是离散的。 4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则 信息传输速率为___________。 5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 bit/s的比特率，其传输效率η=_________。 6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为________信号,直接传输这种 信号称为___________。 7、目前最常用的多路复用方法为________复用和_______复用。 8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_____________。 9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为__________。 10、PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有_____个路时 隙，每一路时隙包含有______个位时隙。 一、1、交换、传递；2、基带传输、频带传输；3、幅度、时间；4、2400b/s 5、2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、125 us 10、16 32 8 二、选择题（每题2分）二、1、a ；2、b ；3、c ；模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续(b) 时间域上全有值 (c) 幅度连续，时间间断(d) 幅度离散 1、数字基带信号为： (a) 基础信号(b)完成了模数变换后的信号 (c) 频带搬以后的信号(d)仅为和值的信号 2、量化即 (a) 对样值进行定量(b) 在时间域上进行离散化 (c) 将信号样值幅度变换为有限个离散值 (d)将样值幅度分层为无限个值
1．光放大器包括哪些种类？简述它们的原理和特点。EDFA有哪些优点？ 答：光放大器包括半导体光放大器、光纤放大器（由可分为非线性光纤放大器和掺杂光纤放大器）。 1）半导体光放大器 它是根据半导体激光器的工作原理制成的光放大器。将半导体激光器两端的反射腔去除，就成为没有反馈的半导体行波放大器。它能适合不同波长的光放大，缺点是耦合损耗大，增益受偏振影响大，噪声及串扰大。 2）光纤放大器 （1）非线性光纤放大器 强光信号在光纤中传输，会与光纤介质作用产生非线性效应，非线性光纤放大器就是利用这些非线性效应制作而成。包括受激拉曼放大器（SRA）和受激布里渊放大器（SBA）两种。（2）掺杂光纤放大器（常见的有掺铒和掺镨光纤放大器） 在泵浦光作用下，掺杂光纤中出现粒子数反转分布，产生受激辐射，从而使光信号得到放大。EDFA优点：高增益、宽带宽、低噪声及放大波长正好是在光纤的最低损耗窗口等。2．EDFA的泵浦方式有哪些？各有什么优缺点？ 答：EDFA的三种泵浦形式：同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。同向泵浦：信号光和泵浦光经WDM复用器合在一起同向输入到掺铒光纤中，在掺铒光纤中同向传输；反向泵浦：信号光和泵浦在掺铒光纤中反向传输；双向泵浦：在掺铒光纤的两端各有泵浦光相向输入到掺铒光纤中。 同向泵浦增益最低，而反向泵浦比同向泵浦可以提高增益3dB~5dB。这是因为在输出端的泵浦光比较强可以更多地转化为信号光。而双向泵浦又比反向泵浦输出信号提高约3dB，这是因为双向泵浦的泵功率也提高了3dB。其次，从噪声特性来看，由于输出功率加大将导致粒子反转数的下降，因此在未饱和区，同向泵浦式EDFA 的噪声系数最小，但在饱和区，情况将发生变化。不管掺铒光纤的长度如何，同向泵浦的噪声系数均较小。最后，考虑三种泵浦方式的饱和输出特性。同向EDFA 的饱和输出最小。双向泵浦EDFA 的输出功率最大，并且放大器性能与输出信号方向无关，但耦合损耗较大，并增加了一个泵浦，使成本上升。3．一个EDFA功率放大器，波长为1542nm的输入信号功率为2dBm，得到的输出功率为，求放大器的增益。 解：G= 10log10（Pout/Pin）= 10log10Pout -10log10Pin=27-2=25dB 4．简述FBA与FRA间的区别。为什么在FBA中信号与泵浦光必须反向传输？ 答：FBA与FRA间的区别： 1、FRA是同向泵浦，FBA是反向泵浦； 2、FRA产生的是光学声子，FBR产生的是声学声子， 3、FRA比FBA的阈值功率大； 4、FRA比FBA的增益带宽大。 在SBA中，泵浦光在光纤的布里渊散射下，产生低频的斯托克斯光，方向与泵浦光传播方向相反。如果这个斯托克斯光与信号光同频、同相，那么信号光得到加强。故要使信号光得到放大，信号光应与泵浦光方向相反。 5．一个长250μm的半导体激光器用做F-P放大器，有源区折射率为4，则放大器通带带宽是多少？ 此题可能有误，半导体光放大器的通带带宽目前还没找到公式计算。 6．EDFA在光纤通信系统中的应用形式有哪些？
一、单项选择题 1．传送话音信号的基带传输系统模型中无信道编码、无调制 2．某数字通信系统传输l0000000个码元，其中误1个码元，误码率为10-7 3．抽样后的PAM信号的特点是幅度离散、时间连续 4．解决均匀量化小信号的量化信噪比低的最好方法是采用非均匀量化 5．样值的绝对值相同其幅度码也相同的码型为折叠二进制码 6．A律13折线编码器输出的码型是NRZ码 7．PCM30／32系统第18路信令码的传输位置(即在帧结构中的位置)为F3帧TS16的后4位码第1-15路是TS16前4位码，是第几路就是F几帧 第16-30路是TS16后4位码是第几路就是第几路-15帧的得数 8．PCM30／32系统复帧同步码的码型为0000 9．DPCM是属于波形编码 10．按SDH标准速率STM-4的速率是622.080Mb／s 11．PCM四次群的接口码型为CMI码 12．SDH中继网适合采用的拓扑结构为环形和线形 13．可用于数字信号基带传输的信道为电缆信道（光缆信道、卫星信道、微波信道为频带传输的） 14．再生中继系统中的升余弦波的特点是无码间干扰、均放特性容易实现 15．属于频带传输系统的有数字微波传输系统和数字卫星传输系统 16.人讲话的语声信号为模拟信号 17.脉冲编码调制信号为数字信号 18.均匀量化的特点是量化间隔不随信号幅度大小而改变 19.A律13折线压缩特性中的第7段线的斜率是0.5 1段：16，2段16,3段8，4段4，5段2,6段1,7段0.5,8段0.25 20.PCM30／32系统中对每路信号的抽样帧频率是8kHz 21.STM—1的一帧的字节数为9×270×1 STM-1一帧的比特数为9×270×8 22.PCM30／32系统复帧的周期是2ms 23.异步复接在复接过程中需要进行码速调整【同步复接---码速变换；异步复接—码速调整】 24.PCM30／32系统发送帧同步码的周期是250 25.以下4种传输码型中含有直流分量的传输码型是单极性归零码【CMI码也含有直流分量】 26.PCM30／32系统发送复帧同步码的周期是2ms 27.对SDH网络同步而言，在SDH网络范围内正常的工作方式是同步方式 28.样值为513，它属于A律13折线的(l=8) 第7量化段P38表格 29.PCM一次群的接口码型为HDB3码 30.A律13折线编码器量化级数N越大，则小信号时量化信噪比越小 31.一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码，则其平均误码率近似为4×10-8（0.1μs/2.5s）μs=10^（-6） 32.已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是14400bit/s 8进制就是用3个比特代表一个符号，每3比特变成一个符号。那直接乘3
?因特网 ?因特网组成 P8 1.边缘部分，用户直接使用，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和 资源共享； 2.核心部分，由大量网络和连接这些网络的路由器（边缘部分，称端系统 (end system)）组成。提供连通性和交换。 ?处于边缘部分的用户通信方式P9-10 1.客户服务器方式（C/S 方式），即Client/Server方式。（客户是服 务的请求方，服务器是服务的提供方） 2.对等方式（P2P 方式），即 Peer-to-Peer方式。（对等连接中的每 一个主机既是客户又同时是服务器。） ?交换技术：电路交换、分组交换、报文交换P11-15 1.电路交换的三个阶段：建立连接，通话，释放连接。在通话时，两用 户间占用端到端的资源，而由于绝大部分时间线路是空闲的，所以线路的传输速率 往往很低。 2.分组交换组成：报文、首部、分组。采用存储转发技术，即收到分组—— 储存分组——查找路由（路由选择协议）——转发分组。优点：高效、灵活、迅速、可 靠；缺点：时延、开销。关键构件：路由器 3.报文交换：先传送到相邻结点，然后转存 ?计算机网络的分类P17 ?1. **广域网 WAN**（Wide Area Network）：因特网的核心部分。?2. **城域网 MAN**（Metropolitan Area Network）：很多采用以太网技术。 ?3. **局域网 LAN**（Local Area Network） 4. **个人区域网 PAN**（Personal Area Network） ?从网络的使用者进行分类：公用网，专用网 ?性能指标P18:速率、带宽、时延
1-1光纤通信的优缺点各是什么？ 答与传统的金属电缆通信、微波无线电通信相比，光纤通信具有如下优点：(1) 通信容量大．首先，光载波的中心频率很高，约为2 X10^14Hz ，最大可用带宽一般取载波频率的10 %，则容许的最大信号带宽为20 000 GHz( 20 THz ) ；如果微波的载波频率选择为20 GHz ，相应的最大可用带宽为2 GHz。两者相差10000 倍．其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GHz·km ；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍．目前，单波长的典型传输速率是10 Gb ／s。，一个采用128 个波长的波分复用系统的传输速率就是1 . 28 Tb / s . ( 2 ）中继距离长。中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小千0 . 2 dB / km ，色散接近于零． ( 3 ）抗电磁干扰．光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的千扰．同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。 ( 4 ）传输误码率极低。光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，．噪声主要来源于t 子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声．只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10^-9甚至更低。 此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。当然光纤通信系统也存在一些不足： ( 1 ）有些光器件（如激光器、光纤放大器）比较昂贵。 ( 2 ）光纤的机械强度差，为了提高强度，实际使用时要构成包声多条光纤的光缆，光统中要有加强件和保护套。 ( 3 ）不能传送电力．有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。为了传送电能，在光缆系统中还必须额外使用金属导线． （4）光纤断裂后的维修比较困难，需要专用工具。 1-2 光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。 答光纤通信系统由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成（参看图1 . 4 ）。发射机又分为电发射机和光发射机。相应地，接收机也分为光接收机和电接收机。电发射机的作又分为电发射机和光发射机。电发射机的作用是将信（息）源输出的基带电信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等，光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用藕合技术把光信号最大限度地注人光纤线路．光发射机由光源、驱动器、调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本取决于光源的特性；光源的输出是光的载波信号，调制器让携带信息的电信号去改变光载波的某一参数（如光的强度）．光纤线路把来自于光发射机的光信，能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机．光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接失和连接器是不可缺少的器件．光接收机把从光线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号．光接收机的功能主要由光检测器完成，光检测器是光接收机的核心。电接收机的作用一是放大，二是完成与电发射机换，包括码型反变换和多路分接等． 1-3 假设数字通信系统能够在高达1 ％的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55 um 的光载波上能传输多少路64 kb / s 的话路？ 解在5GHz微波载波上能传输的64kb/s的话路数K=(5*10^9*1%)/(64*10^3)≈781(路) 在 1.55um的光载波上能传输的64kb/s的话路数K=（（3*10^8）/(1.55*10^-6)）/(64*10^-3)=3.0242*10^7（路） 1-4 简述未来光网络的发展趁势及关键技术。 答未来光网络发展趁于智能化、全光化。其关健技术包括：长波长激光器、低损耗单模光
第一章绪论 1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的 1.3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。 1.4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。1-5按调制方式，通信系统分类？ 根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。 1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？ 按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。 1-7按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 频分复用，时分复用，码分复用。 1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明他们是按照消息传递的方向与时间关系分类。单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受，如广播，遥测，无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式，如使用统一载频的普通对讲机。全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式，如电话等。 1-9通信系统的主要性能指标是什么？ 分为并行传输和串行传输。并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输，其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高，常用于短距离传输。串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一
1．光纤通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。 缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。 2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN和APD。然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继
器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和 1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？ 解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。 根据题意，求得在 1.55μm的光载波下，数字通信系统的比特率为1.935Gb/s，则能传输30241935路64kb/s的音频信道。 4．SDH体制有什么优点？ 答：（1）SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的准同步数字体制（PDH）完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性； （2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方
1、已知一个4进制信号的码元速率为4800波特，则其对应的信息速率是( C ) A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、样值为301△，它属于A律13折线的（ B ） A.第5量化段 B.第6量化段 C.第7量化段 D.第8量化段 4、在同一条链路上可传输多路信号，利用的是各路信号之间的（ B ） A. 相似性 B.正交性 C. 一致性 D. 重叠 5、在光纤中采用的多路复用技术是（ C ） A.时分复用 B. 频分复用 C.波分复用 D. 码分复用 R=( ), 信1、在4进制系统中，每秒钟传递1000个4进制符号，此系统的码元速率 B R( ).( A ) 息速率 b A.1000Bd,2000b/s B.2000Bd,2000b/s C. 2000Bd,1000b/s D. 1000Bd,1000b/s 2、满足抽样定理时低通型信号的抽样频率应选为（ D ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、设模拟信号s(t)的幅度在[-2,2]v内均匀分布，对它进行奈奎斯特速率抽样，并均匀量化后， 编为2进制码。量化间隔为1/64v，需要多少量化电平数？（ D ） A.64 B.128 C.192 D.256 4、消息码为：1010001110001，对应的AMI码为：（ A ） A. +10-1000+1-1+1000-1 B. +10-00000-1+1000-1 C. -10+1000+1-1+1000-1 D. +10+1000-1-1+1000+1 5、PCM30/32的二次群速率为（ B ） A.64 kb/s B.8.448Mb/s C.384kb/s D.2.048Mb/s 2、产生已抽样信号频谱混叠的原因是（ C ） A.f s≥f m B.f s=2f m C.f s<2f m D.f s≥2f m 3、均匀量化的PCM系统中，编码位数每增加1位，量化信噪比可增加（ C ）dB. A.2 B. 4 C. 6 D. 8 4、绝对码为：10010110，对应的相对码为：（ B ） A. 10100101 B.11100100 C. 11100110 D. 11000110 5、SDH采用的数字复接方法一般为（ B ） A.异步复接 B.同步复接 C.异步复接或同步复接 D.以上都不是 1、出现概率越__小__ 的消息，其所包含信息量越大； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、_量化 _和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接； 4、为了减小相干载波的稳态相位误差，应减小带通滤波器带宽和增大锁相环的增益； 5、分组码（n,k）的编码效率为_ k/n ； 1、衡量数字通信系统可靠性的主要指标是___差错率； 2、模拟信号的数字化过程主要包括抽样、量化和编码； 3、数字复接的方式主要有按位复接、按字复接和按帧复接；