数字通信原理第4次课课件(2015)
1. 复习
(1) PCM非均匀量化的实现方法
模拟压扩法是实现非均匀量化的方法之一。在发送端对输入量化器的信号先进行压缩处理，再进行均匀量化，其最后的等效结果就是对原信号的非均匀量化。
(2) A律13折线压缩特性
在实际应用中，往往采用近似于A律函数规律的13折线的压缩特性（用折线来逼近对数曲线）。
A律87.6/13折线量化将量化器输入样值的取值域0～1（归一化）之间分为8个非均匀量化段（除了第（1）段和第（2）段之外），每个量化段再均分16份，则共有不均匀量化级数16×8×2=256。
2. 本次课学习的主要内容
2.5.2 线性编码与解码
2.5.3 非线性编码与解码
2.5.2 线性编码与解码
1. 线性编码及其特点
·具有均匀量化特性的编码叫做线性编码。
·线性编码的特点：线性编码的码字中各码位的权值是定数（线性码就是一般二进制码），它不随输入信号幅度的变化而变化。
·实现线性编码的方法很多，这里仅简单介绍目前比较有实用价值的反馈型线性编码器。
2. 线性编码原理
例2.5.1 设样值幅度为93，试写出7位线性（幅度）码。
解：令7位线性码为8765432a a a a a a a ，它们的权值分别是62，52，…，02。编码过程如下：
① 将幅度值93与2a 的权值6426=进行比较，因为93﹥64，故12=a ； ② 再将幅度值93与2a 和3a 的权值总和比较，因为93﹤64+32=96，故03=a ； ③ 由于03=a ，于是调整为：幅度值93与2a 和4a 的权值总和进行比较，因为93﹥64+16=80，故14=a
… …
最终编出的码字为{
}1011101。 概括起来，在整个编码过程，就是反复地进行比较和计算：
·比较样值幅度与权值总和的大小，以决定编出的码是1码还是0码； ·计算权值总和，并且权值总和是不断地变化的：
··如果先行码（已编好的码）为“1”码，则权值总和继续增加，即将 当前码（正准备编的码）的权值添加进权值总和；
··若先行码是“0”码，则将当前码的权值添加进权值总和的同时，从 权值总和中去掉先行码的权值。
3. 线性编码器
7位反馈型线性编码器原理如图2-15所示。它主要由比较器和本地解码器两部分组成。本地解码器对输出的编码信号逐位解码，其解码输出与输入样值在比较器中进行比较，比较一次有一位编码输出，直至使输入值与所有码位的解码加权总和值之差变得很小，或接近于零，一个样值的编码才算完成。
反馈型线性编码器各组成部分的基本功能为：
① 抽样保持电路：在一个样值编码的时间内保持抽样的瞬时幅度不变。
图2-15 7位反馈型线性编码器原理框图
② 比较器：将输入样值幅度S I 与本地解码输出的基准电流R I 进行比较，比较一次有一位编码输出。如0>-R S I I ，就输出“1”码；如0<-R S I I ，就输出“0”码。
③ 本地解码器：对反馈码8765432a a a a a a a 逐位解码，产生用于比较的基准电流R I 。
a) 在时序脉冲i P （=i 1,2，…，7）的作用下，依次产生权值电流：
1P 使1FF 置1，基准电流增加6427=-i ；
2P 使2FF 置1，基准电流增加32；
… …
7P 使7FF 置1，基准电流增加1。
b) 对输出编码信号逐位解码，按码位i a 的值决定对基准电流中的权值电流的取舍：i P （=i 2，…，7）将i FF 置1的同时，若1=i a ，则1-i FF 保持置1；若0=i a ，调整1-i FF 置0，使基准电流减少i -82。
④ 脉冲8P 用作抽样和清除，8P 脉冲到达时对信号抽样，并使并/串变换器输出置0。
例2.5.1的编码过程波形如图2-16所示。
图2-16 编码过程波形
2.5.3 非线性编码与解码
1. 非线性编码与A 律13折线编码
·具有非均匀量化特性的编码叫做非线性编码。
·非线性编码的特点：非线性编码的码组中各码位的权值不是固定的，而是随着输入信号幅度的变化而变化的。
·这里重点讲述以A 律87.6/13折线压缩方式实现的逐次渐进型编码器（反馈型非线性编码器）。
(1) A 律13折线编码的码字安排 A 律13折线编码器对每个输入抽样值，
编出8位二进制码87654321a a a a a a a ，其具体安排见表2-3。
① 极性码
若抽样值为正，则11=a ；如果抽样值为负，那么01=a 。
② 段落码
段落码432a a a 为000～111共有8种组合，分别表示对应的8个量化段，段落码与量化段序号的关系见表2-4。
③ 段内电平码
段内电平码8765a a a a 为0000～1111共有16种组合，表示量化段内的16个量化级。
(2) 段内电平码权值
段内码是表示相对于该量化段中各码位的权值，其5a 码的权值是i ?8；6a 码的权值是i ?4；7a 码的权值是i ?2；8a 码的权值是i ?。由此可见，段内电平码的权值是随量化段落的不同而变化的，即随信号幅度的不同而变化的，这正在非均匀量化所形成的非线性编码的特点。
(3) 量化单位?
由图2-11可知，除了第1段和第2段之外，各量化段的大小是不相同的，因此，当每个量化段再分为16量化级时，各量化段内的量化间隔i ?是不同的。如第1段?==÷=?2048
11612811，这是非均匀量化时的最小量化级的大小又称为量化单位；而第8段?=÷=?64162
18，参见图2-17。 (4) A 律13折线各段落的段落起始电平
各段落的段落起始电平()?Bi I 和量化间隔()??i 如图2-17所示。
图2-17 各段落的段落起始电平Bi I 和量化间隔i ?
由图2-17可见，A 律13折线共有16+16+32+64+…+1024=2048个均匀量化
《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
复习题 名词：同步, 映射, 抽样，量化, DPCM, 汉明码, 复用, 定位，时分多路复用，正码速调整，同步复接，异步复接 问答： 1.数字信号和模拟信号的特点。 2.数字信号的有效性和可靠性指标及其计算方法。 3.为什么数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 4.低通和带通信号抽样定理。 5.回答均匀量化与非均匀量化的特点，说明为什么引入非均匀量化. 6.说明码的抗干扰能力与最小码距的关系. 7.什么叫PCM零次群? PCM30/32一至四次群的速率和接口码型分别是什么? 8.帧同步的目的是什么? PCM30/32系统的帧同步码型为何? 9.PCM帧同步系统处理流程图。 10.PCM30/32系统帧结构。 11.PCM帧同步系统中，前方保护和后方保护分别是指什么？其各自防止的现 象是什么？ 12.PCM一次群到异步复接二次群，与同步复接的区别。 13.简述SDH通信系统的特点。 14.SDH帧结构分哪几个区域? 各自的作用是什么? 15.SDH 网的速率等级有哪些? 16.SDH 中复用的概念是什么? 17.SDH 传送网的基本物理拓扑有哪几种? 18.SDH数字通信系统的特点是什么？ 19.画出SDH帧结构，计算出STM-N各个区域的速率大小 20.SDH网同步方式和时钟工作方式。 21.G.707 SDH复用结构。 计算方面： 1.A律13折线编解码，7/11变换； 2.带通信号的抽样及其计算，抽样后信号的频谱形式； 3.循环码计算，循环码多项式，监督矩阵和生成矩阵
4.SDH帧结构中各个信息结构速率的计算 5.系统循环码的多项式计算。 1. 某设备未过载电平的最大值为4096mv，有一幅度为2000mv的样值通过A律13折线逐次对分编码器，写出编码器编码过程及输出的8位PCM码。 2. PCM30/32路的帧长，路时隙宽，比特宽，数码率各为多少？ 3. 设数字信号码元时间长度为05sμ，如采用八电平传输，求信息传输速率及符号速率；若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 4. 为什么同步复接要进行码速变换？ 答：对于同步复接，虽然被复接的各支路的时钟都是由同一时钟源供给的，可以保证其数码率相等，但为了满足在接收端分接的需要，还需插入一定数量的帧同步码；为使复接器、分接器能够正常工作，还需加入对端告警码、邻站监测及勤务联络等公务码（以上各种插入的码元统称附加码），即需要码速变换。 5. 异步复接中的码速调整与同步复接中的码速变换有什么不同？ 答：码速变换是在平均间隔的固定位置先留出空位，待复接合成时再插入脉冲（附加码）； 而码速调整插入脉冲要视具体情况，不同支路、不同瞬时数码率、不同的帧，可能插入，也可能不插入脉冲（不插入脉冲时，此位置为原信息码），且插入的脉冲不携带信息。 6.由STM-1帧结构计算出①STM-1的速率。②SOH的速率。③AU-PTR的速率。 7.采用13折线A律编码，设最小的量化级为1个单位，已知抽样脉冲值为-95 单位。 (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内码用自然二进制码）；写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。 8.设数字信号码元时间长度为1sμ，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
编号： 西北大学现代学院教案 2014 ～2015 学年度第一学期 分院（系）：师资发展部 教研室：思政教学部 课程名称：思想道德修养与法律基础 课程学分：3学分 授课专业班级：广编1401——1404；摄影1401、1402； 表演1401、1402；动画1401、戏剧1401 教师姓名：徐贝琳 职称： 使用教材：《思想道德修养与法律基础》2013年版 作者及出版社：罗国杰，夏伟东（高等教育出版社）
西北大学现代学院教务处制
教研室审阅意见： 教研室组长：年月日说明：1、本表原则上以每章为单位填写。2、此表后面为本次安排的授课内容的教案正文。 辅助手段 基本内容 和时间分配
第一节道德及其历史发展 一、道德名言 马丁路德：一个国家的繁荣，不取决于它的国库的殷实，不取决于它的城堡之坚固，也不取决于它的公共设施之华丽；而在于它的公民的文明素养，即在于人们所受的教育、人们的远见卓识和品格的高下。这才是真正的利害所在、真正的力量所在。康德：有两样东西，我们愈经常愈持久地加以思索，它们就愈使心灵充满始终新鲜不断增长的景仰和敬畏：在我之上的星空和居我心中的道德法则。德谟克利特：让自己完全受财富支配的人是永不能合乎公正的。狄德罗：如果道德败坏了,趣味也必然会堕落。 二、道德两难 有一群小朋友在外面玩，而那个地方有两条铁轨，一条还在使用，一条已经停用只有一个小朋友选择在停用的铁轨上玩其它的小朋友全都在仍在使用的铁轨上玩很不巧的，火车来了（而且理所当然的往上面有很多小孩的，仍在使用的铁轨上行驶）而你正站在铁轨的切换器旁，因此你能让火车转往停用的铁轨这样的话你就可以救了大多数的小朋友；但是那名在停用铁轨上的小朋友将被牺牲你会怎么办 三、人为什么需要道德人是否能离开道德而得到幸福生活（讨论） 四、我们所处的时代是否出现道德危机 1、曾经理所当然的道德/不道德行为在现代面临了质疑：要不要拾金不昧公车上要不要让座可不可以说谎 2、道德危机的表现 道德的权威危机——“偶像的黄昏” 道德规范的危机——“底线道德”的突破 道德价值的危机——道德相对主义 道德信仰的危机——道德虚无主义 五、道德及其历史发展 1、道德的语义分析: 古时候“道”和“德”是分开使用的，分别表示不同的意思。 “道”指道路、坦途。后引申为原则、规范、规律、道理等。“德”指字原义与“伐”相通，是指征伐的结果而言，由是“德”与“得”相通，讲授为主PPT展示案例引导 90分钟
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、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；
北京邮电大学高等函授教育、远程教育 《数字通信原理》综合练习题 一、填空题 1、模拟信号的特点是幅度（信号强度）的取值连续变化，数字信号的特点是幅度的取值离散变化。 2、模拟通信采用频分制实现多路通信，数字通信采用时分制 实现多路通信。 3、PAM 信号的幅度连续，时间离散，它属于模拟信号。 4、数字通信系统的主要性能指标有有效性__和可靠性两个方面。 5、A/D 变换包括抽样、量化和编码三步。 6、 D/A 变换包括译码和低通两步。 7、波形编码是对信号波形进行的编码（或根据语声信号波形的特点，将其转换为数字信号）。 8、参量编码是提取语声信号的一些特征参量对其进行编码。 9、抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程，抽样要满足抽样定理。 10、量化是将PAM 信号在幅度上离散化的过程。 11、量化分为均匀量化和非均匀量化。 12、均匀量化量化区内（非过载区）的最大量化误差为=△/2；过载区内的最大量化误差为>△/2。 13、A 律压缩特性小信号时，随着A 的增大，信噪比改善量Q 提高；大信号时，随着A 的增大，信噪比改善量 Q 下降。 14、实现非均匀量化的方法有模拟压扩法和直接非均匀编解码法。 15、A 律压缩特性一般A 的取值为87.6。 16、线性编码是具有均匀量化特性的编码。 17、已知段落码可确定样值所在量化段的起始电平和量化间隔。 18、l =8的逐次渐近型编码器（即A 律13折线编码器），判定值共有127种，2a 的判定值为128△，3 a 的判定值为32△和512△，4a 的判定值为16△、64△、256△和1024△。 19、DPCM 是对相邻样值的差值（实际上DPCM 是对样值与过去的样值为基础得到的估值之间的差值进行量 化、编码的）进行编码的。 20、ADPCM 与DPCM 相比增加了自适应预测和自适应量化。 21、PCM30／32系统的帧周期为125μs ，l = 8时帧长度为256比特，l 秒传输8000帧。
4PSK和4ASK的MATLAB仿真 一、实验目的： 学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。 二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。 （1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。 （2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。 三、程序和实验结果： （1）4PSK程序 clf clc clear T=1; M=4; fc=1/T; N=500; delta_T=T/(N-1); input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0] input1=reshape(input,2,7) t=0:delta_T:T for i=1:7 hold on if input1([1 2],i)==[0;0] u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;0] u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[1;1] u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u) elseif input1([1 2],i)==[0;1] u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u) end t=t+T end grid hold off 实验结果：
《数字通信原理》习题解答 第1章概述 1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 答：模拟信号的特点是幅度连续；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和信源解码的作用是什么?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 Hz s bit Hz s bit //210 1024102048)//33 =??==（频带宽度信息传输速率η 1-8数字通信技术的发展趋势是什么？ 答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。 第2章 数字终端编码技术 ——语声信号数字化 2-1 语声信号的编码可分为哪几种？ 答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM 、ADPCM 等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。 2-2 PCM 通信系统中A ／D 变换、D ／A 变换分别经过哪
数字通信原理复习题 单项选择题 1．数字通信相对于模拟通信最显著的特点是（ B ）。 A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强 C．传 输容量大Ｄ．易于频分复用 2．以下属于数字信号是（ D ）。 A．PAM信号Ｂ．PDM信号 C．PPM 信号Ｄ．PCM信号 3．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于频 带传输方式的是（ C ）。 A．PAM传输方式 B．PCM传输方式 C．PSK 传输方式 D．⊿M传输方式 4．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于基 带传输方式的是（ B ）。 A．PSK传输方式 B．PCM传输方式 C．QAM 传输方式 D．SSB传输方式 5．以下属于码元速率单位的是（ A ）。 A．波特 B．比特 C．波特 /s D．比特/s 6．PCM30／32系统发送复帧同步码的周期是( D ) A．125sμＢ．250sμ C．1ms Ｄ．2ms 7．PCM30／32系统发送1帧同步码的周期是( A ) A．125sμＢ．250sμ C．1ms Ｄ．2ms 8．人讲话的语声信号为( A ) A.模拟信号 B.数字信号 C.调相信号 D.调频 信号 9．调制信道的传输特性不好将对编码信道产生影响，其结果是对数字信号带来（ B ）。 A．噪声干扰 B．码间干扰 C．突发干扰 D．噪声干扰和突发干扰 10．连续信道的信道容量将受到“三要素”的限制，其“三要素”是（ B ）。 A．带宽、信号功率、信息量 B．带宽、 信号功率、噪声功率谱密度 C．带宽、信号功率、噪声功率 D．信息量、 带宽、噪声功率谱密度 11．以下不能无限制地增大信道容量的方法是（ D ）。 A．无限制提高信噪比 B．无限制减小噪声 C．无限制提高信号功率 D．无限制增加带宽 12．根据香农公式以下关系正确的是（ A ）。 A．信道容量一定，信道的带宽越宽信噪比的要求 越小； B．信道的容量与信道的带宽成正比；C．信道容量一定，信道的带宽越宽信噪比的要求 越高； D．信道的容量与信噪比成正比。 13．以下不属于线性调制的调制方式是（ D ）。 补：非线性调制：频率调制FM，相位调制PM A．AM Ｂ．DSB C．SSB Ｄ．FM 14．设某传输码序列为+1-10000+100-1+100-1+100-1， 该传输码属于（ D ）。 A．RZ码 B．HDB3码 C．CMI 码 D．AMI码 15．设某传输码序列为 +1-100-1+100+1-1000-1+100-1，该传输码属于 （ C ）。 A．AMI码Ｂ．CMI码 C． 3 HDB 码Ｄ．RZ码 16．我国PCM数字设备间的传输接口码型是 （ B ）。 A．AMI码 B．HDB3码 C．NRZ码 D．RZ码 17．以下数字码型中，不具备一定的检测差错能力码 为（ A ）。 A．NRZ码 B．CMI码 C．AMI码D．HDB3码 18．以下可以消除或减小码间干扰方法是（ B ）。 A．自动增益控制技术Ｂ．均衡技术 C．最佳接收技术Ｄ．量化技术 19．在数字基带传输系统中，以下不能消除码间干扰 系统传输特性为（ C ）。 A．理想低通特性 B．升余弦 特性 C．匹配滤波特性 D．线性滚 降特性 20．观察眼图应使用的仪表是（ C ）。 A．频率计 B．万用表 C．示波器 D．扫频仪 21．三种数字调制方式之间，其已调信号占用频带的 大小关系为（ C ）。 A．2ASK= 2PSK= 2FSK Ｂ．2ASK= 2PSK＞2FSK C．2FSK＞2PSK= 2ASK Ｄ．2FSK＞ 2PSK＞2ASK 22．在数字调制技术中，其采用的进制数越高，则 （ C ）。 A．抗干扰能力越强Ｂ．占用的频带越宽 C．频谱利用率越高Ｄ．实现越简单
数字通信原理第4次课课件(2015)
1. 复习 (1) PCM非均匀量化的实现方法 模拟压扩法是实现非均匀量化的方法之一。在发送端对输入量化器的信号先进行压缩处理，再进行均匀量化，其最后的等效结果就是对原信号的非均匀量化。 (2) A律13折线压缩特性 在实际应用中，往往采用近似于A律函数规律的13折线的压缩特性（用折线来逼近对数曲线）。 A律87.6/13折线量化将量化器输入样值的取值域0～1（归一化）之间分为8个非均匀量化段（除了第（1）段和第（2）段之外），每个量化段再均分16份，则共有不均匀量化级数16×8×2=256。 2. 本次课学习的主要内容 2.5.2 线性编码与解码 2.5.3 非线性编码与解码
2.5.2 线性编码与解码 1. 线性编码及其特点 ·具有均匀量化特性的编码叫做线性编码。 ·线性编码的特点：线性编码的码字中各码位的权值是定数（线性码就是一般二进制码），它不随输入信号幅度的变化而变化。 ·实现线性编码的方法很多，这里仅简单介绍目前比较有实用价值的反馈型线性编码器。 2. 线性编码原理 例2.5.1 设样值幅度为93，试写出7位线性（幅度）码。 解：令7位线性码为8765432a a a a a a a ，它们的权值分别是62，52，…，02。编码过程如下： ① 将幅度值93与2a 的权值6426=进行比较，因为93﹥64，故12=a ； ② 再将幅度值93与2a 和3a 的权值总和比较，因为93﹤64+32=96，故03=a ； ③ 由于03=a ，于是调整为：幅度值93与2a 和4a 的权值总和进行比较，因为93﹥64+16=80，故14=a … … 最终编出的码字为{ }1011101。 概括起来，在整个编码过程，就是反复地进行比较和计算： ·比较样值幅度与权值总和的大小，以决定编出的码是1码还是0码； ·计算权值总和，并且权值总和是不断地变化的： ··如果先行码（已编好的码）为“1”码，则权值总和继续增加，即将 当前码（正准备编的码）的权值添加进权值总和； ··若先行码是“0”码，则将当前码的权值添加进权值总和的同时，从 权值总和中去掉先行码的权值。
10.3 线性分组码 10.3.1 线性分组码的基本概念 1.线性分组码的概念 (1) 分组码 ()k n ,线性分组码中的分组是对信息序列的处理方法而言，即编码时将信息序 列每k 位分为一组，编码器对每组的k 位信息按一定的规律产生r 个监督码，输出长度为n k r =+的码组（码字）。对于分组码，每一码组的r (即n k -)个监督码仅与本码组的k 个信息码有关，与其他码组的信息无关。 (2) 线性码 线性分组码中的线性是指码组中监督码与信息码的关系，线性码码组中任一码元都是信息码元的线性组合。 2.线性分组码的性质 下面通过举例来认识和了解线性分组码及其性质。 例10.3.1 (7,4)二进制线性分组码的输入信息组（又称信息段）是m ()0123m m m m =,编码输出A ()0123456a a a a a a a =，已知码组到信息间的映射关系为 ??? ??++=++=++=?????? ?====o o o o m m m a m m m a m m m a m a m a m a m a 1323112323142536监督位 信息位 求输出码组集合（这里，“+”指模二加）。 解：将由线性方程组描述的输入输出码元之间的线性变换关系改写成矩阵形式： A []???? ? ???? ???=00010110010101010011010001110123m m m m （模2加） = mG 码长7=n 的码组有12827=种组合，而4位的信息组只有1624=种组合，对应16个码组。可见，该(7,4)线性分组码仅有16个许用码组。分别令信息组
()0123m m m m 为（0000），（0001），…，（1111），代入上面的矩阵算式，不难算得 各信息组对应的码组，列于表10.3.1 。 表10.3.1 反映出线性分组码所具备的基本性质： (1) 一个()k n ,线性分组码共有k 2个（许用）码组； (2) 对加法满足封闭性，即线性分组码中任意两个码组之和（模2加）仍是分组码中的一个码组； (3) 全零码是线性分组码中的一个码组； (4) 线性分组码各码组之间的最小码距，等于除全零码外的码组的最小重量。 10.3.2 生成矩阵及其特性 在例10.3.1的编码过程中，核心的因素是矩阵G ，它决定了变换规则，也决定了码组集合和性质。 不失一般性，令011,,m m m k -是一组（k 个）二进制信息码元，它可看成是一个k ?1的矩阵m []011m m m k -=，或 m ()011m m m k -=。编码后，输出码组长度增大到n ,通常将码组写成通式A ()01,1a a a n -=。则线性分组码的编码运算可以用矩阵形式表示为： A ()011,,,a a a n -= ()()()()()()()??? ??? ? ?? ?? ???=-------000110101111011111011g g g g g g g g g m m m n n k k n k k = m G （10.3.1）
批准人：年月日 通信原理概论教案 作业提要 课目：数字通信原理概述 目的：通过本节课让同志们了解数字通信的基本原理及概念，为下一步训练打下良好的基础。 容：一、数字通信的概念 二、数字通信系统的模型及主要特点 三、数字通信系统的主要性能指标 四、数字通信网的概念 实施方法：理论讲解、多媒体演示 教学对象：集训队学员 时间：20时钟 地点：教室 要求：1、认真听课，做好笔记； 2、严格遵守课堂纪律不做与上课无关的事项； 3、大家在上课的过程中要积极思考，积极提问。 教学保障：计算机、投影仪各一台 作业进程 作业准备……………………………………………………3分钟 1.准备器材，清点人数； 2.宣布作业提要；
3.提示科目理论。 作业实施……………………………………………………42分钟同志们这节课我们一起来学习数字通信的基本原理。 现代通信技术的发展趋势为五化：数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化；而数字化是其它四化的基础。这不仅因为数字化信息具有很高的传输质量，便于加密、纠错、交换和计算机进行处理。而且采用数字技术可使图像、数据、话音等各种连续的和离散日消息都能转换为0和1形式的数字信号，从而综合在一个网传送和处理，实现不同业务终端之间的互通，为通信业务的多样化和多媒体通信开辟了道路。还使数字传输与数字交换得以综合而实现网络技术一体化；等等。随着学习的深入，同志们就会逐步体会到“电信技术的革命关键在于数字化”这句话的道理。 模拟通信必将被数字通信所取代已成为世界各国的共识，面临这一变革。我们本节课的目的在于使同志们对数字通信建立初步的概念，主要介绍以下几个问题： 1、数字通信的概念 2、数字通信系统的模型及主要特点 3、数字通信系统的主要性能指标 4、数字通信网的概念 一、数字通信的概念 现代电子通信，就它的基本技术体制来说，可以氛围两种类型，即模拟通信与数字通信。在讲述什么是模拟通信和数字通信之前，我们需要先对模拟信号与数字信号加以说明。 （一）模拟信号与数字信号 1、模拟信号 大家知道，在通信时，消息是携带在信号的某个参量或某几个参量上的（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽
《数字通信原理》课程复习资料 一、填空题： 1.已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms ，0、1码等概率出现，则码元速率为__________，信息速率为__________； 2.从信息传输角度来看，数字通信系统的主要质量指标是__________和__________。 3.高斯白噪声是指噪声的概率密度服从__________分布，功率谱密度服从__________分布。 4.通常，在纠、检错编码中引入的监督码元越多，信道的____ _ _____下降也越多。 5.若要检出3个错码，则分组码的最小码距dmin 应__ __ ____。 6.码重是码组中__ __的个数。 7.对线性分组码，如果找到了码的__ _ ___，那么编码方法就完全确定了。 8.常用的简单差错控制码有奇偶监督码、水平奇偶监督码、水平垂直奇偶监督码、群计数码和_____码。 9.已知(5，1)重复码，它的两个码组分别为00000和11111，则(5，1)重复码的最小码距为________，只用于检错，能检出________位错码。 10.四进制数字信号的信息传输速率为800b/s ，其码元速率为____________，若传送1小时后，接收到40个错误码元，其误码率为____________。 11.数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的___________是离散变化的，而不一定指___________离散 12.如果在已知发送独立的符号中，符号“E”出现的概率为0.125，则符号“E”所包含的信息量为 。 13.在2PSK 输出信号中存在倒相现象，其解决方法是采用___________。 14.假设分组码的最小码距为8，则它能检测误码的位数至多为 15.假设线性分组码信息码元长为5,若希望所编数字调制能够纠正1位错，码字最小码长为 。 16.通信系统的性能指标主要有 和 ，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的 衡量。 17.对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统的 来定性的了解码间干扰及噪声的情况。 18.2ASK 的功率谱由 和 两部分组成，其带宽为基带信号带宽的 倍。 19.点对点之间的通信可分为 ，半双工通信和 三种。 20.对信号 (V)进行PCM 调制，其抽样速率是 ，对其进行128级均匀量 化，量化间隔为 V ，每个量化值可编成 位自然二进码。 21.在数字调制系统中，载波同步的方法可分为 ， 。 22.在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不上信号的变化而形成很大失真，这样的失真称为 。 23.形成高次群的方法一般采用 。 24.A 律PCM 基群共包括 个时隙。增量调制 25.改善码间串扰的方法有 和 。 26.设输入信号抽样值为—131个量化单位，则其A 律13折线法编码输出码组为 。 27.已知绝对码为10011011，则其相对码为 （设前一个相对码为0）。 28.若一个低通信号m(t)的频带范围为0~108KHz ，则可以无失真恢复信号的最小采样频率为 。 29.载波同步的方法有 和 。 30.为了提高数字信号的有效性而采取的编码称为__________，为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为__________。 31.用数字基带信号去控制__________的某个参量，使这个参量随基带信号的变化而变化，称为_________。 32.假设分组码的最小码距为8，则它能检测误码的位数至多为 。 33.基带是指_ __ __的信号所占的频带。 34.2ASK 信号的带宽是基带信号带宽的_ _倍。 35.通常把不搬移基带信号频谱的传输方式称为___ ___。 36.在2PSK 输出信号中存在倒相现象，其解决方法是采用____ ___。 37.理想低通网络的波形形成系统中，最高频带利用率为 。 38.在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性”和“可靠性”分别对应__________和__________。 5126000m(t ).cos t =π
《数字通信原理》学习指南 一、课程使用教材及参考资料 1、课程使用教材 《数字通信原理》（第3版），毛京丽、石方文编，人民邮电出版社出版。 本教材是为了适应数字通信新技术的发展需要、结合成人学习的特点为网络教育编写而成，既论述了数字通信的基本原理，还介绍了数字通信技术的实际应用问题。取材适宜、结构合理、阐述准确、文字简练、通俗易懂、条理清晰，非常适于网络教育的学生学习，深受读者好评。 《数字通信原理》教材是21世纪高等院校信息与通信工程规划教材，于2004年被评为北京市高等教育精品教材，2006年被列为国家“十一五”规划教材。 2、参考资料 （1）《数字通信原理》，（美）加拉格著，杨鸿文译，人民邮电出版社出版；（2）《SDH技术》（第2版）孙学康、毛京丽编，人民邮电出版社出版； （3）《数字通信原理》，毛京丽编，人民邮电出版社出版。 二、课程教学目的 本课程是本科通信工程和计算机科学与技术等专业的一门非常重要的专业基础课（核心课）。通过本课程的学习能使学生对数字通信系统获得较完整的概念，并掌握数字通信的基本技术和应用。 学好这门课，将为学习后续专业课奠定良好的基础，同时也会对从事通信和计算机等方面的工作有所帮助。 三、教学基本要求 通过本课程的学习，要求掌握数字通信的基本概念及基本原理，脉冲编码调制(PCM)通信系统的构成及模/数变换、数/模变换的过程，准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）的相关内容，数字信号传输方式及SDH传输网的关键技术等。了解语音信号压缩编码的基本概念，拓展知识与前沿技术等。 四、课程考核方式 本课程的期末总成绩包括平时成绩和期末考试成绩。 ?平时成绩（包括4次阶段作业和3次演示实验附带的小测试等）占总成绩的40%。阶段作业均为客观题，可重复提交，直到分数满意为止。 ?期末考试为闭卷，卷面分数100分，占总成绩的60%。
一、判断题（共10道小题，共50.0分） 1.严格地说解码器输出的是PAM信号。 A.正确 B.错误 2.±127△的样值，各自对应的码字完全相同。 A.正确 B.错误 3.某位码的判定值与先行码的状态（是“0”还是“1”）有关。 A.正确 B.错误 4.A律13折线编码器编码位数越大越好。 A.正确 B.错误 5.A律13折线的量化信噪比高于A律压缩特性的量化信噪比。 A.正确 B.错误 6.带通型信号的抽样频率若取fs≥2f M会产生折叠噪声。 A.正确 B.错误 7.PCM通信系统中的D/A变换是A/D变换的反过程。 A.正确 B.错误 8.参量编码的特点是编码速率低，语声质量高于波形编码。 A.正确 B.错误
9.时分多路复用的方法不能用于模拟通信。 A.正确 B.错误 10.模拟信号的幅度和时间均连续。 A.正确 B.错误 二、单项选择题（共10道小题，共50.0分） 1.l=8的A律13折线编码器中，当段落码为011时，它的起始电平为 A.0 B.16△ C.32△ D.64△ 2.样值为301△，它属于A律13折线的（l=8） A.第4量化段 B.第5量化段 C.第6量化段 D.第7量化段 3.A律13折线编码器编出的码字是 A.线性码 B.非线性码 C.线性码或非线性码 D.以上都不是 4.A律13折线第5段的量化信噪比改善量为 A.6dB B.8dB C.12dB D.18dB 5.PCM通信系统实现非均匀量化的方法目前一般采用
A.模拟压扩法 B.直接非均匀编解码法 C.自适应法 D.非自适应法 6.解决均匀量化小信号的量化信噪比低的最好方法是 A.增加量化级数 B.增大信号功率 C.采用非均匀量化 D.以上都不是 https://www.doczj.com/doc/a411001635.html,ITT规定话音信号的抽样频率选为 A. 6.8kHz B.＞6.8kHz C.8kHz D.＞8kHz 8.下列编码方法中属于混合编码的是 A.PCM B.ADPCM C.子带编码 D.A和B 9.某数字通信系统传输100000个码元，其中误1个码元，误码率为 A. B.10-5 C.10-6 D.10-7 10.衡量数字通信系统可靠性的主要指标是 A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.误码率
《数字通信》练习册答案 练习一 一、判断： 1．TDM（时分复用通信）信号一定是数字信号。（F ）2．话音信号是一种模拟信号。（ T ）3．数字通信是指送往信道上传输的信号是数字信号的通信系统。（ T ）4．数字通信是指发送端信源到接收端信宿之间的信号是数字信号的通信系统。 （ F ） 5. 数字通信的信源必须是发送数字信号。（ F ） 二、选择： 1. 语音信号是（A，B ）。 A 模拟信号 B 连续信号 C 数字信号 D 离散信号 2. 图象信号是（A，B ）。 A 模拟信号 B 连续信号 C 数字信号 D 离散信号 三、名词解释： 1.数字信号 数字信号：信号的变化在时间和数值上是离散的，这种信号称数字信号。 2.数字通信 信源发出的信息经变换和处理后，送往信道上传输的信号是数字信号的通信系统称为数字通信系统。 四、填空： 1. 模拟信号和数字信号的主要区别是（在于幅度的取值是离散还是连续的）。 2. 通信网由（终端）（交换系统）（传输系统）三要素组成。 五、简答及画图： 1.简述数字通信主要特点。 a.抗干扰能力强，无噪声积累。 b.便于加密处理。 c.便于采用时分多路复用传 输。 d.设备利于集成化，小型化。 e.占用频道宽，（PCM通信中一路数字电话占用频带宽为64KHZ )。 数字通信方式与模拟通信方式相比，其最主要的优点是抗干扰性强、无噪声积累。 2.画出话音数字通信系统构成框图，简述各部分作用。
信源(宿):发送（接收）信息的地方 信源编(解)码：A/D(D/A)变换 信道编(解)码:码型变换(反变换) 调制(解调):将基带信号变换成频带信号(反变换) 信道:传递信号的通道 3.画出数据通信系统组成框图，简述各部分作用。 信源(宿):发送（接收）信息的地方 信道编(解)码:码型变换(反变换) 调制(解调):将基带信号变换成频带信号(反变换) 信道:传递信号的通道 4.画出基带传输数字通信系统组成框图，简述各部分作用。 信源(宿):发送（接收）信息的地方 信源编(解)码：A/D(D/A)变换 信道编(解)码:码型变换(反变换) 信道:传递信号的通道 5.画出时分多路复用示意图，并简述工作原理。 （教材P5） 练 习 二 一、判断： 1．一路数字电话占用频带是64KHZ 。 （T ） 2．一路数字电话占用频带是4KHZ 。 （F ） 3．一路模拟电话占用频带是4KHZ 。 （T ） 4．一路模拟电话占用频带是64KHZ 。 （ F ） 5．PCM 通信是数字通信。 （T ）
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？ 解：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。 2、模拟信号与数字信号的主要区别是什么？ 解：模拟信号在时间上可连续可离散，在幅度上必须连续，数字信号在时间，幅度上都必须离散。 3、某数字通信系统用正弦载波的四个相位0、2π、π、2 3π 来传输信息，这四个 相位是互相独立的。 (1) 每秒钟内0、2π、π、2 3π 出现的次数分别为500、125、125、250，求此通 信系统的码速率和信息速率； (2) 每秒钟内这四个相位出现的次数都为250，求此通信系统的码速率和信息速率。 解： (1) 每秒钟传输1000个相位，即每秒钟传输1000个符号，故 R B =1000 Bd 每个符号出现的概率分别为P(0)= 21,P ??? ??2π=81,P(π)=81,P ??? ??2 3π=4 1 ，每个符号所含的平均信息量为 H (X )=(21×1+82×3+41×2)bit/符号=14 3 bit/符号 信息速率R b =(1000×14 3 )bit/s=1750 bit/s (2) 每秒钟传输的相位数仍为1000，故 R B =1000 Bd 此时四个符号出现的概率相等，故 H (X )=2 bit/符号 R b =(1000×2)bit/s=2000 bit/s 4、已知等概独立的二进制数字信号的信息速率为2400 bit/s 。 (1) 求此信号的码速率和码元宽度； (2) 将此信号变为四进制信号，求此四进制信号的码速率、码元宽度和信息速率。 解：(1) R B =R b /log 2M =(2400/log 22)Bd=2400 Bd T = B R 1=2400 1 s= ms (2) R B =(2400/log 24)Bd=1200 Bd
北京邮电大学高等函授教育、远程教育 《数字通信原理》综合练习题 一、填空题 1、模拟信号的特点是幅度（信号强度）的取值连续变化，数字信号的特点是幅度的取值离散变化。 2、模拟通信采用频分制实现多路通信，数字通信采用时分制 实现多路通信。 3、PAM信号的幅度连续，时间离散，它属于模拟信号。 4、数字通信系统的主要性能指标有有效性__和可靠性两个方面。 5、A/D变换包括抽样、量化和编码三步。 6、 D/A变换包括译码和低通两步。 7、波形编码是对信号波形进行的编码（或根据语声信号波形的特点，将其转换为数字信号）。 8、参量编码是提取语声信号的一些特征参量对其进行编码。 9、抽样是将模拟信号在时间上离散化的过程，抽样要满足抽样定理。 10、量化是将PAM信号在幅度上离散化的过程。 11、量化分为均匀量化和非均匀量化。 12、均匀量化量化区内（非过载区）的最大量化误差为=△/2；过载区内的最大量化误差为>△/2。 13、A律压缩特性小信号时，随着A的增大，信噪比改善量Q提高；大信号时，随着A的增大，信噪比改善量 Q下降。 14、实现非均匀量化的方法有模拟压扩法和直接非均匀编解码法。 15、A律压缩特性一般A的取值为。 16、线性编码是具有均匀量化特性的编码。 17、已知段落码可确定样值所在量化段的起始电平和量化间隔。 18、l=8的逐次渐近型编码器（即A律13折线编码器），判定值共有127种，2a的判定值为128△，3a的 a的判定值为16△、64△、256△和1024△。 判定值为32△和512△， 4 19、DPCM是对相邻样值的差值（实际上DPCM是对样值与过去的样值为基础得到的估值之间的差值进行量化、编 码的）进行编码的。 20、ADPCM与DPCM相比增加了自适应预测和自适应量化。 21、PCM30／32系统的帧周期为125μs，l= 8时帧长度为256比特，l秒传输8000帧。