《數(shù)字通信原理》習(xí)題答案（全）

《數(shù)字通信原理》習(xí)題答案項(xiàng)目1什么是信息？信息量的大小與什么有關(guān)？信息是消息中有意義的內(nèi)容。具體來說，信息是指數(shù)據(jù)、信號(hào)、消息中所包含的意義。信息量的大小與概率成反比。簡述簡單通信系統(tǒng)組成。從圖中可以看出，通信系統(tǒng)由五部分組成，即：信源、發(fā)送設(shè)備、信道和噪聲源、接收設(shè)備、信宿。（1）信源信源是指信息源，信息的發(fā)送者。其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，如電話機(jī)的送話器、電視攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)等都可以看成是信源。（2）發(fā)送設(shè)備為了使信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)能夠在信道上傳輸，需要發(fā)送設(shè)備對(duì)其進(jìn)行處理，變換成適合在信道上傳送的信號(hào)，送往信道傳輸。比如濾波、調(diào)制、放大、編碼、加密等環(huán)節(jié)。（3）信道和噪聲源信道是信息的傳輸通道。其作用是將來自發(fā)送端的信號(hào)發(fā)送到接收端。按傳輸介質(zhì)的不同，信道可分為兩種，一種是有線信道，如雙絞線、同軸電纜、光纜等；另一種是無線的信道，如中長波、短波、微波中繼及衛(wèi)星中繼等；按傳輸信號(hào)形式的不同可分為模擬信道和數(shù)字信道。噪聲源不是人為加入的設(shè)備，而是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中所固有的，噪聲源是信道中的所有噪聲以及分散在通信系統(tǒng)中其它各處噪聲的集合。噪聲是獨(dú)立于有用信號(hào)以外客觀存在的，始終干擾有用信號(hào)。噪聲的來源是多樣的，可分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲。（4）接收設(shè)備接收設(shè)備的功能正好與發(fā)送設(shè)備相反，它是將信道傳輸中帶有噪聲和干擾的信號(hào)轉(zhuǎn)換為信宿可識(shí)別的信息形式交給信宿。（5）信宿信宿與信源相對(duì)應(yīng)，是信息的接收者。其作用是將由接收設(shè)備復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息，如電話機(jī)中的受話器，其作用就是將對(duì)方傳送過來的電信號(hào)還原成了聲音。模擬通信系統(tǒng)的兩次變換指的是什么？模擬通信系統(tǒng)傳輸信息，需要兩種變換。首先，將信源產(chǎn)生的連續(xù)消息要變換成原始電信號(hào)，接收端收到的信號(hào)要反變換成原連續(xù)消息。原始電信號(hào)由于通常具有頻率較低的頻譜分量，一般不宜直接傳輸，因此，模擬通信系統(tǒng)常需要有第二次變換：將原始電信號(hào)變換成頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，并在接收端進(jìn)行反變換，這種變換和反變換通常稱為調(diào)制和解調(diào)。簡述數(shù)字通信系統(tǒng)組成。如圖所示，數(shù)字通信系統(tǒng)組成如圖所示，包括以下4部分。（1）信源編碼器與信源譯碼器（2）加密器與解密器（3）信道編碼器與信道譯碼器（4）數(shù)字調(diào)制器與數(shù)字解調(diào)器模擬通信系統(tǒng)的有效性、可靠性分別用什么指標(biāo)來衡量？對(duì)于模擬通信系統(tǒng)來說，信號(hào)傳輸?shù)挠行酝ǔ？捎糜行鬏旑l帶來衡量，即在指定信道內(nèi)所允許同時(shí)傳輸?shù)淖畲笸窋?shù)。模擬通信系統(tǒng)中信號(hào)傳輸?shù)目煽啃酝ǔ２捎媒邮斩溯敵鲂旁氡龋⊿/N）來衡量，即輸出信號(hào)平均功率與噪聲平均功率之比。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性、可靠性分別用什么指標(biāo)來衡量？數(shù)字通信系統(tǒng)有效性通常用3個(gè)指標(biāo)來說明：碼元傳輸速率、信息傳輸速率及頻帶利用率。數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)是傳輸?shù)牟铄e(cuò)率，常用的有誤碼率、誤比特率和誤字符率或誤碼組率。什么是信道、廣義信道、狹義信道？通俗地說，信道指以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通路，信道的作用是傳輸信號(hào)。通信質(zhì)量的高低主要取決于傳輸介質(zhì)的特性。具體地說，信道一般指由有線或無線電線路提供的信號(hào)通路。抽象地說，信道實(shí)質(zhì)是一段頻帶，允許信號(hào)通過，同時(shí)又給信號(hào)以限制和損害。通信系統(tǒng)中，凡信號(hào)經(jīng)過的一切通道統(tǒng)稱為廣義信道?？梢岳斫鉃?，廣義信道不但包括傳輸媒介，還包括饋線、天線、調(diào)制/解調(diào)器、編碼/譯碼器等各種形式的轉(zhuǎn)換、耦合等設(shè)備。狹義信道僅指傳輸媒介，是發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間用以傳輸信號(hào)的傳輸媒介。無線信道有哪些？有線信道有哪些？有線信道包括電纜和光纜等；無線信道包括地波傳播、短波電離層散射、超短波或微波視距中繼、衛(wèi)星中繼以及各種散射信道等。調(diào)制信道和編碼信道有什么區(qū)別？（1）調(diào)制信道調(diào)制信道是指從調(diào)制器輸出端到解調(diào)器輸入端的所有電路設(shè)備和傳輸介質(zhì)，調(diào)制信道主要用來研究模擬通信系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)問題，故調(diào)制信道又可稱為連續(xù)（信號(hào)）信道。調(diào)制信道中傳輸?shù)氖且颜{(diào)信號(hào)，為模擬信道。調(diào)制信道又分為恒參信道和隨參信道。有線信道、微波信道、衛(wèi)星信道等都是恒參信道，恒參信道的主要特點(diǎn)是可以把信道等效成一個(gè)線性時(shí)不變網(wǎng)絡(luò)，可以使用線性系統(tǒng)分析方法。短波電離反射、超短波流星余跡散射、多徑效應(yīng)和選擇性衰落均屬于隨參信道。（2）編碼信道編碼信道的范圍是從編碼器輸出端至譯碼器輸入端，編碼器的輸出和譯碼器的輸入都是數(shù)字序列，故編碼信道又稱為離散信道。主要用于研究數(shù)字通信系統(tǒng)。編碼信道中傳輸?shù)氖且丫幮盘?hào)，為數(shù)字信道。編碼信道是包括調(diào)制信道、調(diào)制器以及解調(diào)器的信道，它與調(diào)制信道模型明顯不同，主要是研究信道對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的產(chǎn)生影響。因此編碼信道所關(guān)心的是：在經(jīng)過信道傳輸之后數(shù)字信號(hào)是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性有多少。信道容量與什么有關(guān)？信道容量和信道帶寬、信號(hào)功率、噪聲功率譜密度等參數(shù)有關(guān)。設(shè)調(diào)制信道的輸入端加入單邊功率譜密度為n0（W/Hz）的加性高斯白噪聲，信道的帶寬為B（Hz），信號(hào)功率為S（W），則通過這種信道無差錯(cuò)傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾蔆為

其中

C—信道容量，是指信道可能傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾剩▎挝皇莃it/s）；B—信道的帶寬（單位是Hz）；S—信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率（單位是W）；

n0—噪聲單邊功率譜密度（單位是W/Hz）另N=n0B，S/N為信噪比，則信道中的噪聲有幾類？通信系統(tǒng)中常見的是什么噪聲？噪聲來源于三個(gè)方面：一是通信設(shè)備內(nèi)部由于電子做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱噪聲；二是來自外部的噪聲，如雷電干擾、宇宙輻射、鄰近通信系統(tǒng)的干擾、各種電器開關(guān)通斷時(shí)產(chǎn)生的短促脈沖等；三是由于信道特性（幅頻和相頻特性）不理想，使得傳輸?shù)男盘?hào)變形失真而產(chǎn)生的干擾。通信系統(tǒng)中常見的噪聲有白噪聲和高斯白噪聲兩種噪聲。寫出利用SystemView進(jìn)行仿真的流程。SystemView由兩個(gè)窗口組成，分別是系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口和分析窗口。系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口，包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具條、滾動(dòng)條、提示欄、圖符庫和設(shè)計(jì)工作區(qū)。所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭建等基本操作，都是在設(shè)計(jì)窗口內(nèi)完成的。分析窗口包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具條、流動(dòng)條、活動(dòng)圖形窗口和提示信息欄。提示信息欄顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標(biāo)信息和指示分析的進(jìn)度；活動(dòng)圖形窗口顯示輸出的各種圖形，如波形等。分析窗口是用戶觀察SystemView數(shù)據(jù)輸出的基本工具，在窗口界面中，有多種選項(xiàng)可以增強(qiáng)顯示的靈活性和系統(tǒng)的用途等功能。在分析窗口中最為重要的是接收計(jì)算器，利用這個(gè)工具我們可以獲得輸出的各種數(shù)據(jù)和頻域參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析、處理、比較，或進(jìn)一步地組合運(yùn)算。例如信號(hào)的頻譜圖就可以很方便地在此窗口觀察到。當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)中各測試點(diǎn)或某一圖符塊輸出進(jìn)行觀察時(shí)，通常應(yīng)放置一個(gè)信宿（Sink）圖符塊，一般將其設(shè)置為“Analysis”屬性。Analysis塊相當(dāng)于示波器或頻譜儀等儀器的作用，它是最常使用的分析型圖符塊之一。某信源符號(hào)集由A、B、C、D、E、F組成，設(shè)每個(gè)符號(hào)獨(dú)立出現(xiàn)，其概率分別為1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，試求該信息源輸出符號(hào)的平均信息量。H=(1/4)*2+(1/4)*2+(1/16)*4+(1/8)*3+(1/16)*4+(1/4)*2=1/2+1/2+1/4+3/8+1/4+1/2=19/8(bit/符號(hào))某一數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸二進(jìn)制碼元的速率為2400Bd，該系統(tǒng)的信息傳輸速率是多少？若改為十六進(jìn)制信號(hào)傳輸，碼元傳輸速率不變，則此時(shí)的信息傳輸速率是多少？二進(jìn)制時(shí)，Rb=2400*1=2400b/s十六進(jìn)制時(shí)，Rb=2400*4=9600b/s已知某四進(jìn)制數(shù)字傳輸系統(tǒng)的信息傳輸速率為2400bit/s，接收端在半小時(shí)內(nèi)共收到216個(gè)錯(cuò)誤碼元，試計(jì)算該系統(tǒng)的誤碼率。Pe=216/(2400/2*30*60)=216/(1200*1800)=1/10000某信源集包含32個(gè)符號(hào)，各符號(hào)等概率出現(xiàn)，且相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。現(xiàn)將該信源發(fā)送的一系列符號(hào)通過一帶寬為4kHz的信道進(jìn)行傳輸，要求信道的信噪比不小于26dB。試求：（1）信道容量；（2）無差錯(cuò)傳輸時(shí)的最高符號(hào)速率。信噪比為26dB,則S/N=100*2*2=400信道容量C=Blog2(1+S/N)=4000log2(1+400)RB=Rb/5=C/5設(shè)視頻的圖像分辨率為320×240個(gè)像素，各像素間統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，每像素灰度等級(jí)為256級(jí)（等概率出現(xiàn)），每秒傳送25幅畫面，且信道輸出端的信噪比為30dB，試求傳輸系統(tǒng)所要求的最小信道帶寬。Rb=320*240*8*25=15360000b/sC=Rb=Blog2(1+S/N)=Blog2(1+1000)SystemView仿真軟件有哪些常用圖符塊？如何設(shè)置圖符塊的參數(shù)？進(jìn)入系統(tǒng)后，在圖符庫選擇區(qū)排列著8個(gè)圖符塊選擇按鈕，如REF_Ref377586312\h圖119所示。圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s119圖符庫8個(gè)圖符塊選擇按鈕1-19簡述利用SystemView軟件進(jìn)行通信系統(tǒng)仿真的步驟。利用SystemView進(jìn)行具體仿真的步驟如下。（1）建立通信系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；（2）從各種功能庫中選取、雙擊或拖動(dòng)可視化圖符，組建相應(yīng)的通信系統(tǒng)仿真模型；（3）根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)，設(shè)定各模塊參數(shù)；（4）設(shè)置系統(tǒng)定時(shí)參數(shù)；（5）進(jìn)行系統(tǒng)的仿真，得到具體的仿真波形，并通過分析窗口、動(dòng)態(tài)探針、實(shí)時(shí)顯示觀察分析結(jié)果。項(xiàng)目22-1什么是信號(hào)？信號(hào)是如何分類的？信號(hào)的概念：信號(hào)是用于描述、記錄或傳輸消息(或者說信息)的任何對(duì)象的物理狀態(tài)隨時(shí)間的變化過程。按信號(hào)隨時(shí)間變化的規(guī)律來分，信號(hào)可分為確知信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)。按自變量t取值的連續(xù)與否來分，信號(hào)有連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)之分。2-2正弦信號(hào)的三要素分別是什么？為振幅，為角頻率（弧度/秒），為初始相角（弧度），此三量為正弦信號(hào)的三要素。2-3信號(hào)的時(shí)域分析與頻域分析有何區(qū)別？時(shí)域分析：描述信號(hào)的幅值隨時(shí)間的變化規(guī)律，可直接檢測或記錄到的信號(hào)。直觀、可以反映信號(hào)隨時(shí)間變化過程，但不能揭示信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)特征。頻域分析：以頻率作為獨(dú)立變量的方式，也就是信號(hào)的頻譜分析?？梢苑从承盘?hào)的各頻率成分的幅值和相位特征。2-4正弦信號(hào)的頻譜有何特點(diǎn)？具有周期性的頻率單一的正弦信號(hào)，在時(shí)域圖形中持續(xù)時(shí)間是無限長的，而在頻域中只在一個(gè)頻率，即正弦信號(hào)的頻率上有能量。2-5周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜有何特點(diǎn)？周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜具有一般周期信號(hào)頻譜的共同特點(diǎn)，其頻譜都是離散的。它僅含有的各分量，其相鄰兩譜線的間隔是，脈沖周期T越長，譜線間隔越小，頻譜越稠密；反之，則越稀疏。2-6周期矩形脈沖信號(hào)與非周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜有何不同？周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜為離散譜，非周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜為連續(xù)譜。周期矩形脈沖信號(hào)的頻譜的最大幅度為/T，譜線位置在處，頻寬為。非周期矩形脈沖信號(hào)頻譜的最大幅度為A，頻寬為1/2-7已知為下圖所示的周期函數(shù)，已知=2ms，=8ms，畫出它的幅度譜。幅度譜為：已知如下圖所示，是寬度為2ms的矩形脈沖，畫出它的幅度譜。頻譜為：項(xiàng)目33-1設(shè)二進(jìn)制代碼為110010100100，分別畫出相應(yīng)的單極性非歸零碼、單極性歸零碼、雙極性非歸零碼、雙極性歸零碼。解：3-2設(shè)二進(jìn)制代碼為110010100100，畫出相應(yīng)的差分碼。解：3-3設(shè)二進(jìn)制代碼為100000000011，求相應(yīng)的AMI碼和HDB3碼。解：碼元序列：100000000011AMI碼：+1000000000-1+1HDB3碼：取代變換1000VB00V011加符號(hào)+1000+V-B00-V0+1-13-4系統(tǒng)頻域特性題3-4圖所示，當(dāng)發(fā)送速率為2/Ts時(shí)，以下基帶系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無碼間干擾？若發(fā)送速率為1/Ts呢？題3-4圖（一）當(dāng)發(fā)送速率為2/Ts時(shí)（a）計(jì)算帶寬（等效）B=（π/Ts）/2π=1/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/2Ts=1/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件R實(shí)際=2/Ts因?yàn)镽實(shí)際≠RBmax/n，所以不能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（b）計(jì)算帶寬（等效）B=（3π/Ts）/2π=3/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*3/2Ts=3/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件R實(shí)際=2/Ts因?yàn)镽實(shí)際≠RBmax/n，所以不能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（c）計(jì)算帶寬（等效）B=（4π/Ts）/2*2π=1/Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/Ts=2/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件,R實(shí)際=2/Ts因?yàn)镽實(shí)際=RBmax/n，這里n=1，所以能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（d）計(jì)算帶寬（等效）B=（2π/Ts）/2*2π=1/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/2Ts=1/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件,R實(shí)際=2/Ts因?yàn)镽實(shí)際≠RBmax/n，所以不能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（二）當(dāng)發(fā)送速率為1/Ts時(shí)（a）計(jì)算帶寬（等效）B=（π/Ts）/2π=1/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/2Ts=1/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件R實(shí)際=1/Ts因?yàn)镽實(shí)際=RBmax/n，這里n=1，所以能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（b）計(jì)算帶寬（等效）B=（3π/Ts）/2π=3/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*3/2Ts=3/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件R實(shí)際=1/Ts因?yàn)镽實(shí)際=RBmax/n，這里n=3，所以能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（c）計(jì)算帶寬（等效）B=（4π/Ts）/2*2π=1/Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/Ts=2/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件,R實(shí)際=1/Ts因?yàn)镽實(shí)際=RBmax/n，這里n=2，所以能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸（d）計(jì)算帶寬（等效）B=（2π/Ts）/2*2π=1/2Ts計(jì)算最高傳輸速率RBmax=2*B=2*1/2Ts=1/Ts判斷是否滿足無碼間干擾條件,R實(shí)際=1/Ts因?yàn)镽實(shí)際=RBmax/n，這里n=1，所以能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸3-5有兩路數(shù)字基帶信號(hào)，分別用示波器觀察它們的眼圖，如題3-5圖所示，請(qǐng)判斷哪一路信號(hào)在傳輸時(shí)受到的干擾較少？題3-7圖解：對(duì)比圖（a）和（b）可知，（a）眼圖的“眼睛”張開得越大，且眼圖越端正，表示碼間串?dāng)_越小項(xiàng)目44-1什么是模擬調(diào)制？模擬調(diào)制技術(shù)有哪些？按調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）的變化規(guī)律去改變載波的某些參數(shù)的過程稱為調(diào)制，當(dāng)基帶信號(hào)為模擬信號(hào)時(shí)，則稱為模擬調(diào)制。模擬調(diào)制技術(shù)包括幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。4-2什么是數(shù)字調(diào)制？數(shù)字調(diào)制技術(shù)有哪些？按調(diào)制信號(hào)（基帶信號(hào)）的變化規(guī)律去改變載波的某些參數(shù)的過程稱為調(diào)制，當(dāng)基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)時(shí)，則稱為數(shù)字調(diào)制。模擬調(diào)制技術(shù)包括幅移鍵控ASK、頻移鍵控FSK和相移鍵控PSK。4-3什么是線性調(diào)制？線性調(diào)制，是指已調(diào)信號(hào)中被調(diào)參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)成線性變化的調(diào)制過程。線性調(diào)制只改變頻譜中各分量的頻率，但不改變各分量振幅的相對(duì)比例，使上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與調(diào)制信號(hào)的頻譜相同，下邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)則是調(diào)制信號(hào)頻譜的鏡像。4-4什么是非線性調(diào)制？非線性調(diào)制，是指已調(diào)信號(hào)中被調(diào)參數(shù)隨調(diào)制信號(hào)成非線性變化的調(diào)制過程。非線性調(diào)制與線性調(diào)制本質(zhì)的區(qū)別在于：線性調(diào)制不改變信號(hào)的原始頻譜結(jié)構(gòu)，而非線性調(diào)制改變了信號(hào)的原始頻譜結(jié)構(gòu)。此外，非線性調(diào)制往往占用較寬的帶寬。4-5什么是相位模糊？如何解決相位模糊問題？相位模糊指的是載波相位提取會(huì)出現(xiàn)0或π的這種相位不確定性關(guān)系。它會(huì)造成解調(diào)出的數(shù)字基帶信號(hào)與發(fā)送的數(shù)字基帶信號(hào)會(huì)相反，即1變0，0變1，這會(huì)導(dǎo)致判決器出現(xiàn)錯(cuò)誤，這稱作倒π或者反相工作。采用差分相位調(diào)制DPSK可以解決相位模糊問題。項(xiàng)目55-1編A律13折線8位碼,設(shè)最小量化間隔單位為1Δ，已知抽樣脈沖值為+321Δ和-2001Δ。試求：（1）此時(shí)編碼器輸出的碼組；（2）計(jì)算量化誤差。+321Δ解：設(shè)編出的8位碼組用c1c2c3c4c5c6c7c8表示，則：（1）確定極性碼c1：因?yàn)檩斎氤闃又?321Δ為正極性，所以c1=1。（2）確定段落碼c2c3c4：由段落碼編碼規(guī)則可見，256<321<512則c2c3c4＝101，并且得知抽樣值位于第6段落內(nèi)。（3）第6段臺(tái)階高度，6=16，（321-256）/16=4余1，因此位于第5段，段內(nèi)碼為0100。最終編碼c1c2c3c4c5c6c7c8=11010100。（4）量化誤差：16/2-1=7-2001Δ（1）確定極性碼c1：因?yàn)檩斎氤闃又?2001為負(fù)極性，所以c1=0。（2）確定段落碼c2c3c4：由段落碼編碼規(guī)則可見，1024<2001<2048則c2c3c4＝111，并且得知抽樣值位于第8段落內(nèi)。（3）第8段臺(tái)階高度，8=64，（2001-1024）/64=15余17，因此位于第16段，段內(nèi)碼為1111。最終編碼c1c2c3c4c5c6c7c8=01111111。（4）量化誤差：64/2-17=155-2已知8個(gè)碼組為000000、001110、010101、011011、100011、101101、110110、111000.求該碼組的最小碼距。最小碼距是3上題給出的碼組若用于檢錯(cuò)，能檢出幾位錯(cuò)碼？若用于糾錯(cuò)，能糾正幾位錯(cuò)碼？檢錯(cuò)2個(gè)，糾錯(cuò)1個(gè)一碼長為n=15的漢明碼，監(jiān)督位應(yīng)為多少？編碼效率為多少？監(jiān)督位為4位，編碼效率為11/155-5已知漢明碼的監(jiān)督矩陣求：（1）n和k是多少？（2）編碼效率是多少？（3）生成矩陣G。（4）若信息位全為“1”，求監(jiān)督碼元。（5）校驗(yàn)0100110和0000011是否為許用碼字，若有錯(cuò)，請(qǐng)糾正。解：n=7，k=44/7（3）（4）監(jiān)督碼元：111（5）利用監(jiān)督矩陣進(jìn)行檢錯(cuò)。[0100110]HT=[000],為許用碼字，無錯(cuò)。[0000011]HT=[011]，為禁用碼字，有錯(cuò)。利用校正子進(jìn)行糾錯(cuò)。可知，r3有錯(cuò)，糾正為0001011.5-6已知（7,3）線性分組碼的生成矩陣為求：（1）所有的碼字。（2）監(jiān)督矩陣H。（3）最小碼距及糾、檢錯(cuò)能力。（4）編碼效率。解：（1）所有許用碼字0000000,0011101,0101110,0110011,1000111,1011010,1101001,1110100（2）H=最小碼距：4，檢錯(cuò)3個(gè)，糾錯(cuò)1個(gè)。編碼效率：3/75-7已知（15，5）循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式，求信息碼10011所對(duì)應(yīng)的循環(huán)碼。解：（1）m(x)=x4+x+1x10m(x)=x14+x11+x10（2）x10m(x)/g(x)余式r(x)=x8+x7+x6+x（3）C(x)=x14+x11+x10+x8+x7+x6+x對(duì)應(yīng)的循環(huán)碼為：100110111000010項(xiàng)目6什么是定時(shí)？數(shù)字信號(hào)由一些等長的碼元序列組成，用這些碼元在時(shí)間上的不規(guī)律性表示不同的信息。要使這些數(shù)字信號(hào)不發(fā)生錯(cuò)誤或保持這些碼元排列規(guī)律的正確性，發(fā)送端和接收端都要有穩(wěn)定而準(zhǔn)確的定時(shí)脈沖。以控制接收端和發(fā)送端的各部分電路始終按規(guī)定的節(jié)拍工作，這就是定時(shí)。原子鐘是用哪些材料做的？常用的原子鐘有銣鐘、氫鐘、銫鐘。原子鐘應(yīng)用場合有哪些？原子鐘的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：（1）航海需要原子鐘；（2）原子鐘與全球定位系統(tǒng)；（3）原子鐘“登”上國際空間站；（4）北斗上的原子鐘。我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有哪些功能？（1）基本導(dǎo)航服務(wù)為全球用戶提供服務(wù)，空間信號(hào)精度將優(yōu)于0.5米；全球定位精度將優(yōu)于10米，測速精度優(yōu)于0.2米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于20納秒；亞太地區(qū)定位精度將優(yōu)于5米，測速精度優(yōu)于0.1米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于10納秒，整體性能大幅提升。（2）短報(bào)文通信服務(wù)中國及周邊地區(qū)短報(bào)文通信服務(wù)，服務(wù)容量提高10倍，用戶機(jī)發(fā)射功率降低到原來的1/10，單次通信能力1000漢字（14000比特）；全球短報(bào)文通信服務(wù)，單次通信能力40漢字（560比特）。（3）星基增強(qiáng)服務(wù)按照國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)中國及周邊地區(qū)用戶，支持單頻及雙頻多星座兩種增強(qiáng)服務(wù)模式，滿足國際民航組織相關(guān)性能要求。（4）國際搜救服務(wù)按照國際海事組織及國際搜索和救援衛(wèi)星系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)全球用戶。與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共同組成全球中軌搜救系統(tǒng)，同時(shí)提供返向鏈路，極大提升搜救效率和能力。（5）精密單點(diǎn)定位服務(wù)服務(wù)中國及周邊地區(qū)用戶，具備動(dòng)態(tài)分米級(jí)、靜態(tài)厘米級(jí)的精密定位服務(wù)能力。北斗三號(hào)與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，具有哪些方面的科技創(chuàng)新？與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的科技創(chuàng)新：①3種軌道衛(wèi)星組成的混合星座美俄全球?qū)Ш叫l(wèi)星星座都運(yùn)行在MEO軌道，能較好地覆蓋全球。而北斗三號(hào)系統(tǒng)采用獨(dú)特的3種軌道衛(wèi)星組成混合星座，且高軌衛(wèi)星更多，這樣既能用MEO軌道衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、全球服務(wù)，又可用高軌道衛(wèi)星抗遮擋能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其在低緯度地區(qū)性能特點(diǎn)更為明顯，為亞太大部分地區(qū)用戶提供更高性能的PNT服務(wù)，首次實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信、差分增強(qiáng)3種服務(wù)融為一體。②全球首個(gè)三頻信號(hào)服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)美國“全球定位系統(tǒng)”（GPS）使用的是雙頻信號(hào)，它可以減弱電離層延遲的影響。北斗三號(hào)系統(tǒng)提供三頻信號(hào)服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除電離層延遲的高階誤差，并且能提高載波相位模糊度的解算效率，理論上還可以提高載波收斂速度。③擁有美俄導(dǎo)航衛(wèi)星各自的優(yōu)點(diǎn)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與美國GPS系統(tǒng)一樣用碼分多址方式傳輸信息，降低用戶接收機(jī)的成本，便于地面應(yīng)用；在MEO軌道衛(wèi)星入軌方式和星座優(yōu)化設(shè)計(jì)上，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不像GPS系統(tǒng)那樣把衛(wèi)星布置在6個(gè)軌道面上，而是與GLONASS系統(tǒng)一樣，采用3個(gè)軌道面均勻分布的對(duì)稱星座設(shè)計(jì)，這樣有利于多星”發(fā)射，從而降低發(fā)射成本。④世界上首個(gè)集定位、授時(shí)和報(bào)文通信為一體的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)免費(fèi)發(fā)送短報(bào)文是“北斗”獨(dú)有的一種重要功能，很多時(shí)候是“救命”的法寶。把導(dǎo)航與通信緊密結(jié)合起來，很適用于交通運(yùn)輸、調(diào)度指揮、搜索營救、地理信息實(shí)時(shí)查詢等需要把導(dǎo)航與移動(dòng)數(shù)據(jù)通信相結(jié)合的用戶。定位與指揮調(diào)度集于一體，事件內(nèi)容與發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間在一封短信中完成，擺脫了“先定位再報(bào)告”的弊病。北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)導(dǎo)航、快速定位、精確授時(shí)、位置報(bào)告和短報(bào)文通信服務(wù)五大功能，兼具星基增強(qiáng)、國際搜救等多種服務(wù)能力。什么是同步？同步有哪些分類？同步技術(shù)是整個(gè)通信系統(tǒng)有序、可靠、準(zhǔn)確的運(yùn)行支撐，因此同步的性能好壞直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的性能好壞。同步本身雖然不包含所要傳送的信息，但只有收發(fā)設(shè)備之間建立了同步后才能開始傳送信息，所以同步是進(jìn)行信息傳輸?shù)谋匾颓疤帷Ｍ叫阅艿暮脡膶⒅苯佑绊懼ㄐ畔到y(tǒng)的性能。如果出現(xiàn)同步誤差或失去同步就會(huì)直接導(dǎo)致通信質(zhì)量下降，降低通信系統(tǒng)性能，甚至使通信中斷。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，同步包括載波同步、碼元同步、群同步和網(wǎng)同步四種。什么是載波同步，如何實(shí)現(xiàn)？在數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)中，采用相干解調(diào)時(shí)，接收端需要產(chǎn)生一個(gè)與接收信號(hào)中的調(diào)制載波同頻同相的相干載波。這個(gè)載波的獲取稱為載波提取或載波同步。在學(xué)習(xí)數(shù)字調(diào)制技術(shù)過程中，我們了解到要想實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)，必須有相干載波。因此，載波同步是實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的先決條件。對(duì)載波同步的要求是發(fā)送載波同步信息所占的功率盡量小，頻帶盡量窄。可以用插入導(dǎo)頻法（外同步法）實(shí)現(xiàn)載波同步。什么是碼元同步，如何實(shí)現(xiàn)？碼元同步又稱時(shí)鐘同步或時(shí)鐘恢復(fù)。對(duì)于二進(jìn)制碼元而言，碼元同步又稱為位同步在數(shù)字通信系統(tǒng)中，不管采用基帶傳輸，還是頻帶傳輸，都需要碼元同步。任何消息都是通過一連串碼元序列傳送的，所以接收時(shí)需要知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，以便在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻進(jìn)行采樣判決。接收端必須提供一個(gè)位同步脈沖序列，該序列的重復(fù)頻率與碼元速率相同，相位與最佳取樣判決時(shí)刻一致。我們把提取這種定時(shí)脈沖序列的過程稱為碼元同步。二進(jìn)制碼元傳輸系統(tǒng)的碼元同步可以分為兩大類，分別是外同步法和自同步法。什么是群同步，如何實(shí)現(xiàn)？在數(shù)字時(shí)分多路通信系統(tǒng)中，各路信碼都安排在指定的時(shí)隙內(nèi)傳送，形成一定的幀結(jié)構(gòu)。在接收端為了正確地分離各路信號(hào)，首先要識(shí)別出每幀的起始時(shí)刻，從而找出各路時(shí)隙的位置。接收端必須產(chǎn)生與字、句和幀起止時(shí)間相一致的定時(shí)信號(hào)。我們稱獲得這些定時(shí)序列的過程為群（字、句、幀）同步。群同步碼的插入有兩種方法：一種是集中插入，另一種是分散插入。什么是網(wǎng)同步？為了保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠的通信和交換數(shù)據(jù)，全網(wǎng)必須有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，這就是網(wǎng)同步的問題。在數(shù)字通信網(wǎng)中，為了使數(shù)字信號(hào)能在各轉(zhuǎn)接站點(diǎn)進(jìn)行有效的交換和轉(zhuǎn)接，要求通信網(wǎng)中各轉(zhuǎn)接站點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位統(tǒng)一協(xié)調(diào)，需要采用網(wǎng)同步技術(shù)。簡述我國同步網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)。我國同步網(wǎng)等級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖所示。簡述同步網(wǎng)中的時(shí)鐘等級(jí)和同步方式。我國同步網(wǎng)第一級(jí)是基準(zhǔn)時(shí)鐘，由銫原子鐘或北斗/GPS配銣鐘組成。它是數(shù)字網(wǎng)中最高等級(jí)的時(shí)鐘，是其他所有時(shí)鐘的唯一基準(zhǔn)。在北京國際通信大樓安裝三組銫鐘，武漢長話大樓安裝兩組超高精度銫鐘及兩個(gè)北斗/GPS，這些都是超高精度一級(jí)基準(zhǔn)時(shí)鐘(PRC，PrimaryReferenceClock)。第二級(jí)為有保持功能的高穩(wěn)時(shí)鐘（受控銣鐘和高穩(wěn)定度晶體鐘），分為A類和B類。上海、南京、西安、沈陽、廣州、成都等六個(gè)大區(qū)中心及烏魯木齊、拉薩、昆明、哈爾濱、?？诘任鍌€(gè)邊遠(yuǎn)省會(huì)中心配置地區(qū)級(jí)基準(zhǔn)時(shí)鐘（LPR，LocalPrimaryReference，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘），此外還增配北斗/GPS定時(shí)接收設(shè)備，它們均屬于A類時(shí)鐘。全國30個(gè)省、市、自治區(qū)中心的長途通信大樓內(nèi)安裝的大樓綜合定時(shí)供給系統(tǒng)，以銣（原子）鐘或高穩(wěn)定度晶體鐘作為二級(jí)B類標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。A類時(shí)鐘通過同步鏈路直接與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步，并受中心局內(nèi)的局內(nèi)綜合定時(shí)供給設(shè)備時(shí)鐘同步。B類時(shí)鐘，應(yīng)通過同步鏈路受A類時(shí)鐘控制，間接地與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步，并受中心內(nèi)的局內(nèi)綜合定時(shí)供給設(shè)備時(shí)鐘同步。各省內(nèi)設(shè)置在匯接局（Tm）和端局（C5）的時(shí)鐘是第三級(jí)時(shí)鐘，采用有保持功能的高穩(wěn)定度晶體時(shí)鐘，其頻率偏移率可低于二級(jí)時(shí)鐘。通過同步鏈路與第二級(jí)時(shí)鐘或同等級(jí)時(shí)鐘同步，需要時(shí)可設(shè)置局內(nèi)綜合定時(shí)供給設(shè)備。另外第四級(jí)時(shí)鐘是一般晶體時(shí)鐘，通過同步鏈路與第三級(jí)時(shí)鐘同步，設(shè)置在遠(yuǎn)端模塊、數(shù)字終端設(shè)備和數(shù)字用戶交換設(shè)備當(dāng)中。簡述使用SystemView軟件進(jìn)行同步仿真的流程。插入導(dǎo)頻同步法仿真模型如圖所示。插入導(dǎo)頻同步法仿真模型圖各圖符參數(shù)設(shè)置如表所示。項(xiàng)目77-1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信源編碼有哪些？（1）計(jì)算機(jī)類數(shù)字終端：主要是信源壓縮類編碼。壓縮類信源編碼的目標(biāo)就是使信源減少冗余，更加有效、經(jīng)濟(jì)的傳輸。最原始最常見的信源編碼有：莫爾斯電碼、ASCII碼和電報(bào)碼。常用的線路碼型有曼徹斯特編碼、HDB3編碼等也屬于信源編碼?，F(xiàn)代通信應(yīng)用中常見的信源編碼方式有：Huffman編碼、算術(shù)編碼、L-Z編碼，它們都是無損編碼。視頻壓縮的目標(biāo)是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)率。視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-4、H263、H.263+、H.264等。（2）電話機(jī)類模擬終端：主要采用PCM編碼。目前的移動(dòng)通信語音編碼技術(shù)，吸取了波形編碼、預(yù)測編碼與參量編碼的優(yōu)點(diǎn)，是混合編碼。例如：GSM系統(tǒng)采用的RPE-LTP(RegularPulseExcitation-LongTermPrediction，規(guī)則脈沖激勵(lì)長期線性預(yù)測編碼），CDMA采用了QCELP編碼（Qualcomm碼激勵(lì)線性預(yù)測），WCDMA采用了AMR（AdaptiveMultiRate）語言編碼方案，4G采用了VoLTE技術(shù)，支持高碼率的AMR-WB編碼。5G由于現(xiàn)在采用的是非獨(dú)立組網(wǎng)方案，因此，語音通信時(shí)候，語音編碼方案與4G相同。7-2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道編碼有哪些？數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)常用的信道編碼有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC、BCH碼等。CRC校驗(yàn)碼是利用除法及余數(shù)的原理來做錯(cuò)誤偵測的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，發(fā)送裝置計(jì)算出CRC值并隨數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收裝置，接收裝置對(duì)收到的數(shù)據(jù)重新計(jì)算CRC并與收到的CRC相比較，若兩個(gè)CRC值不同，則說明信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤。BCH碼是循環(huán)碼的一個(gè)重要子類，是以三個(gè)發(fā)現(xiàn)者博斯(Bose)、查德胡里(Chaudhuri)和霍昆格姆(Hoequenghem)名字的開頭字母命名的。它具有糾正多個(gè)錯(cuò)誤的能力，BCH碼有嚴(yán)密的代數(shù)理論，是目前研究最透徹的一類碼型。7-3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)有哪些？數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)主要包括非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路ADSL、光纖MODEM技術(shù)等。7-4請(qǐng)對(duì)ADSLMODE和光纖MODEM進(jìn)行比較。如圖所示，ADSLMODE將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)在電話線中傳輸；光纖MODEM把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）轉(zhuǎn)化為光信號(hào)在光纖中傳輸。項(xiàng)目88-1舉例說明移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成模型。答：從信號(hào)處理的過程來看，我們可以總結(jié)出3G到5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信流程（如REF_Ref377134383\h圖8-1所示）。移動(dòng)通信系統(tǒng)的信號(hào)經(jīng)過從手機(jī)到基站、基站到系統(tǒng)的信號(hào)處理過程。發(fā)射過程包括：經(jīng)過信源編碼、信道編碼（含交織）、加擾、擴(kuò)頻、調(diào)制、發(fā)射的發(fā)射過程；接收過程：經(jīng)過射頻接受、解調(diào)、解擴(kuò)、解擾、信息編碼（含解交織）、到信源譯碼。從移動(dòng)通信信號(hào)處理角度來看，移動(dòng)通信系統(tǒng)可抽象為相應(yīng)模型：信道編碼含(交織)信源編碼射頻發(fā)射調(diào)制擴(kuò)頻信道編碼含(交織)信源編碼射頻發(fā)射調(diào)制擴(kuò)頻加擾信道解碼含(解交織)信源譯碼射頻發(fā)射解調(diào)解擴(kuò)信道解碼含(解交織)信源譯碼射頻發(fā)射解調(diào)解擴(kuò)解擾圖8SEQ圖表\*ARABIC\s11移動(dòng)通信系統(tǒng)的信號(hào)處理模型在移動(dòng)通信系統(tǒng)的信號(hào)處理過程中，與3G到4G的信號(hào)處理過程有所不同，2G和5G系統(tǒng)中，沒有擴(kuò)頻處理過程。8-2用SystemView仿真移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種信源編碼?？梢苑抡鍳SM的語音編解碼（RPE-LTP）、CELP碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼、QCELP受激線性預(yù)測編碼等。8-3用SystemView仿真移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種信道編碼?？梢苑抡婢矸e碼、費(fèi)爾碼、奇偶校驗(yàn)碼等。8-4為什么要使用交織技術(shù)。答：在陸地移動(dòng)通信這種瑞利信道上，比特差錯(cuò)經(jīng)常是成串發(fā)生的。這是由于持續(xù)時(shí)間較長的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串的比特。但是，信道編碼僅在檢測和校正單個(gè)差錯(cuò)和不太長的差錯(cuò)串時(shí)才有效。為了解決這一問題，希望能找到把一條消息中的相繼比特分散開的方法，即一條消息中的相繼比特以非相繼方式被發(fā)送。這樣，在傳輸過程中即使發(fā)生成串差錯(cuò)，在接收端恢復(fù)成相繼比特串的消息時(shí)，也就變成單個(gè)或長度很短的差錯(cuò)，再用信道編碼所具有的糾錯(cuò)功能糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原消息。這種將相繼比特分散開的技術(shù)就是交織技術(shù)。交織技術(shù)的主要作用是：打亂符號(hào)間的相關(guān)性，減小信道快衰落和干擾帶來的影響。這樣，在傳輸過程中即使發(fā)生了成串差錯(cuò)，恢復(fù)成一條相繼比特串的消息時(shí)，也就變成單個(gè)（或長度很短）差錯(cuò)，這時(shí)再用信道編碼糾錯(cuò)功能糾正差錯(cuò)，恢復(fù)原消息，這種方法就是交織技術(shù)。交織實(shí)際上是把一個(gè)消息塊原來連續(xù)的比特按一定規(guī)則分開發(fā)送傳輸，即在傳送過程中原來的連續(xù)塊變成不連續(xù)，然后形成一組交織后的發(fā)送消息塊，在接收端對(duì)這種交織信息塊復(fù)原（解交織）成原來的信息塊。8-5試述擴(kuò)頻的優(yōu)勢(shì)。答：擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)（SpreadSpectrumCommunication）的基本特點(diǎn)是其傳輸信息所用信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬。擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信息，這一過程使其具有諸多優(yōu)良特性。擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬;頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān);在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)送端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信。由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，可以區(qū)別不同的用戶的信號(hào)，并且不受其他用戶的干擾，實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用。接下來，詳細(xì)為你說下擴(kuò)頻通信包括哪些內(nèi)容擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)有哪些?8-6加擾的作用是什么？答：加擾是數(shù)字信號(hào)的加工處理方法，就是用擾碼與原始信號(hào)相乘，從而得到新的信號(hào)。與原始信號(hào)相比，新的信號(hào)在時(shí)間上、頻率上被打散。因此，從廣義上說，加擾也是一種調(diào)制技術(shù)。加擾也有一個(gè)逆操作，就是解擾。加擾廣泛應(yīng)用在數(shù)字通信中，主要有以下四種用途：1.為了原始信號(hào)避免連‘0’、‘1’，從而方便同步。2.加密，在PHS、GSM、WCDMA乃至LTE，通信加密都是通過加擾實(shí)現(xiàn)的。3.擴(kuò)頻，在CDMA技術(shù)中，加擾用于將原始信號(hào)擴(kuò)頻。4.區(qū)分，在CDMA技術(shù)中，擾碼用于區(qū)分不同的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)以上的要求，加擾采用的擾碼是偽隨機(jī)噪聲序列PN。8-7多路復(fù)用與多址技術(shù)的區(qū)別是什么？答：復(fù)用技術(shù)與多址技術(shù)的區(qū)別。多址技術(shù)：1、目的是用來區(qū)分不同用戶的一種技術(shù)。2、為了讓用戶的地址之間互不干擾，地址之間必須滿足相互正交;3、分類：頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、正交頻分多址(OFDMA)等復(fù)用技術(shù)：目的是讓多個(gè)信息源共同使用同一個(gè)物理資源(比如一條物理通道)，并且互不干擾；這里的復(fù)用是指“多個(gè)共同使用”的意思；3、分類：頻分復(fù)用(FDM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)、碼分復(fù)用(CDM)、空分復(fù)用(SDM);多址與復(fù)用的關(guān)系：1、通信要做的工作也很容易理解，就是讓多個(gè)信息源發(fā)出的信號(hào)在同一物理or邏輯信道上不要發(fā)生沖突，和平共處，共同分享信道資源，并安全到達(dá)目的地;2、多址的“址”在移動(dòng)通信中是指用戶臨時(shí)占用的信道，多址就是要給用戶動(dòng)態(tài)分配一種地址資源一信道，當(dāng)然這種分配只是臨時(shí)的;3、多址和復(fù)用的區(qū)別還在于，多址技術(shù)是要根據(jù)不同的“址”來區(qū)分用戶;復(fù)用是要給用戶-個(gè)很好的利用資源的方式。一句話“復(fù)用針對(duì)資源，多址針對(duì)用戶"4、另外，多址需要用復(fù)用來實(shí)現(xiàn)。例如：TDMA中，不同的用戶，只有復(fù)用了不同的時(shí)域資源，才能通過不同的“時(shí)隙”來區(qū)分不同的用戶，而這里的“時(shí)隙”也就是用戶的“址”。8-8CDMA是擴(kuò)頻技術(shù)嗎，為什么？答：CDMA是一種擴(kuò)頻技術(shù)。擴(kuò)頻通信即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(SprcadSpcctrumCommunication)，是一種數(shù)字化通信技術(shù)，屬于寬帶通信范疇。隨著全球移動(dòng)通信的發(fā)展，擴(kuò)頻技術(shù)為實(shí)現(xiàn)共亨頻譜提供了一種很好的方式一CDMA(CodedivisionMultipleAccess)，即在多用戶通信系統(tǒng)中所有用戶共享同一頻段，但是通過給每個(gè)用戶分配不同的擴(kuò)頻碼來實(shí)現(xiàn)多址通信。8-9同步技術(shù)有哪些？答：同步技術(shù)是調(diào)整通信網(wǎng)中的各種信號(hào)使之協(xié)同工作的技術(shù)。諸信號(hào)協(xié)同工作是通信網(wǎng)正常傳輸信息的基礎(chǔ)。同步技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)同步、節(jié)點(diǎn)同步、傳輸信道同步、無線接口同步、Iu接口時(shí)間校正、上行同步、下行同步等等，同步技術(shù)歷來是數(shù)字通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。8-102G和5G的編碼技術(shù)有哪些？答：1、信源編碼移動(dòng)通信中，信源編碼主要是指語音編碼。語音編碼技術(shù)的主要作用是降低語音編碼速率，提高語音質(zhì)量。語音編碼技術(shù)是將語音波形通過采樣、量化，然后利用二進(jìn)制碼表示出來，即將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后在信道中傳輸；語音解碼技術(shù)是上述過程的逆過程。語音編解碼技術(shù)要盡可能地使語音信號(hào)的原始波形在接收無失真地恢復(fù)。常用的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的算法都可用于音頻數(shù)據(jù)壓縮，但人類的語音有其自身的特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)展開壓縮的效果會(huì)更好。音頻信號(hào)壓縮的算法見表8-1。表8-1常見的語言編碼的原理與應(yīng)用語音編碼編碼原理說明波形編碼波形編碼以再現(xiàn)波形為目的，采用波形相關(guān)性采用線性預(yù)測技術(shù)，盡量真實(shí)地恢復(fù)原始語音波形。波形編碼是最簡單也是應(yīng)用最早的語音編碼方法。波形編碼實(shí)施簡單、語言質(zhì)量較高；不足之處就是，波形編碼帶寬需求較大。PCM編碼就是最基本的波形編碼，如：G.711建議中的A律或μ律。APCM、DPCM和ADPCM都屬于波形編碼，使用這些技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)有G.721、G.726、G.727等。預(yù)測編碼雖然語音信號(hào)是非平穩(wěn)信號(hào)，但在短時(shí)間段內(nèi)（30ms內(nèi)）具有平穩(wěn)信號(hào)的特點(diǎn)，所以對(duì)語音信號(hào)幅度進(jìn)行預(yù)測編碼是一種很好的方法。幾乎所有基于語音信號(hào)產(chǎn)生的全極點(diǎn)模型的參數(shù)編碼器都用到LPC（如G.728、G.729、G.723.1建議）。最簡單的預(yù)測是相鄰兩個(gè)樣點(diǎn)間求差分，編碼差分信號(hào)（如G.721）。但更多應(yīng)用的是語音信號(hào)的線性預(yù)測編碼（LPC）。參數(shù)編碼參量編碼是將人類語音信息用特定的聲源模型來表示，通過提取語音參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)參數(shù)量化的過程。該過程應(yīng)盡量減少最后合成的語音與原始語音的差別。發(fā)送端根據(jù)輸入語音提取模型參數(shù)并進(jìn)行編碼，用傳輸模型參數(shù)替代傳送以波形為基礎(chǔ)的語音信息，在接收端則將收到的模型參數(shù)譯碼，并重新混合出語音信號(hào)。參數(shù)編碼是建立在人類語音產(chǎn)生的全極點(diǎn)模型理論的基礎(chǔ)之上的，參數(shù)編碼器傳輸?shù)木幋a參數(shù)就是全極點(diǎn)模型的參數(shù)（基頻、線譜對(duì)、增益）。參數(shù)編碼的效率很高，帶寬消耗少，但自然度差，語音質(zhì)量難以提高。尤其是在背景噪音較大的環(huán)境下聲碼器不能正常工作。對(duì)人類語音來說，參數(shù)編碼器的編碼效率最高，但對(duì)音頻信號(hào)，參數(shù)編碼器就不太實(shí)用。典型的參數(shù)編碼器有LPC-10、LPC-10E，G.729、G.723.1以及CELP等碼本激勵(lì)聲碼器也都離不開參數(shù)編碼。變換編碼變換編碼的主要作業(yè)是音頻壓縮。近年來出現(xiàn)的低速率語音編碼中，正弦變換編碼（STC）、波形插值（WI）、小波變換和Gabor變換都有應(yīng)用。例如：G.722.1建議中采用的MLT變換，MPEG伴音壓縮算法（MP3）用到FFT和MDCT變換，AC-3杜比立體聲用到了MDCT。統(tǒng)計(jì)編碼統(tǒng)計(jì)編碼對(duì)存在統(tǒng)計(jì)冗余的信號(hào)的編碼效率很高。MPEG伴音和G.722.1建議中采納的哈夫曼變長編碼就是統(tǒng)計(jì)編碼。統(tǒng)計(jì)編碼在圖像編碼中大量應(yīng)用，但在語音編碼中，由于變長編碼容易引起誤碼擴(kuò)散，所以很少使用。備注：目前的移動(dòng)通信語音編碼技術(shù)，吸取了波形編碼、預(yù)測編碼與參量編碼的優(yōu)點(diǎn)。2、信道編碼信道編碼的目的是為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｐ诺谰幋a就是在傳送的信息比特中加入冗余的數(shù)據(jù)來改善通信鏈路性能，以使信號(hào)具有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。CDMA2000系統(tǒng)中有兩種信道編碼：卷積碼和Turbo碼。信道編碼的基本思想就是根據(jù)碼序列的相關(guān)性來檢測和糾正傳輸過程中產(chǎn)生的差錯(cuò)，但是僅能糾正或檢測零星的錯(cuò)誤，要糾正連續(xù)出現(xiàn)的多個(gè)錯(cuò)誤，可以先用交織將連續(xù)錯(cuò)誤比特打散，再進(jìn)行差錯(cuò)控制。項(xiàng)目99-1簡要說明SDN的發(fā)展及應(yīng)用軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software?Defined?Network，SDN）是由美國斯坦福大學(xué)Clean-Slate課題研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實(shí)現(xiàn)方式。其核心技術(shù)OpenFlow通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)作為管道變得更加智能，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。2006年，由斯坦福大學(xué)為主導(dǎo)（斯坦福大學(xué)NickMcKeown教授負(fù)責(zé)），聯(lián)合美國國家自然科學(xué)基金會(huì)（NationalScienceFoundation，NSF）以及包括工業(yè)界合作伙伴一起啟動(dòng)了CleanSlate項(xiàng)目。MartinCasado博士及其團(tuán)隊(duì)成員提出了Ethane架構(gòu)，被認(rèn)為是軟件定義網(wǎng)絡(luò)概念及OpenFlow技術(shù)的發(fā)展源頭。該架構(gòu)通過一個(gè)中央控制器向基于流（Flow）的以太網(wǎng)交換機(jī)下發(fā)策略，從而對(duì)流的準(zhǔn)入和路由進(jìn)行統(tǒng)一管理。2009年，Mckeown教授正式提出了SDN概念。2011年，在雅虎、谷歌、德國電信等幾家公司的倡議下，開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)（OpenNetworkingFoundation，ONF）成立，其致力于軟件定義網(wǎng)絡(luò)及OpenFlow技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化（規(guī)范制定）以及商業(yè)化。2012年，SDN成為了全球網(wǎng)絡(luò)界最炙手可熱的焦點(diǎn)，ONF成員數(shù)量快速擴(kuò)張，谷歌宣布已經(jīng)在其全球各地的數(shù)據(jù)中心骨干網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模地使用OpenFlow技術(shù)，F(xiàn)acebook也宣布已在其數(shù)據(jù)中心中使用了該技術(shù)；美國斯坦福大學(xué)、Internet2、日本的JGN2plus等多個(gè)科研機(jī)構(gòu)也已完成了Openflow的部署。IBM，HP，Cisco等企業(yè)巨頭紛紛推出自身的SDN產(chǎn)品和解決方案，IETF及ITU等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也開始著手進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)研究與制定工作。9-2簡要說明SDN與NFV的關(guān)系。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的設(shè)計(jì)理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進(jìn)行分離，并實(shí)現(xiàn)可編程化控制。SDN由應(yīng)用層、控制層和基礎(chǔ)設(shè)施層組成，其三大特征是控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制層進(jìn)行邏輯集中控制、控制層向應(yīng)用層開放API。符合這3個(gè)特征的SDN架構(gòu)可能影響和改變運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的方方面面，是目前通信產(chǎn)業(yè)非常關(guān)注的技術(shù)。NFV和SDN的關(guān)系，可以由圖9-6概括。圖9-6NFV和SDN的關(guān)系9-3舉例說明云計(jì)算的服務(wù)模式。云計(jì)算包括三個(gè)層次的服務(wù)，如圖9-11所示。圖9-11云計(jì)算服務(wù)模式各服務(wù)模式之間沒有必然聯(lián)系，也不相互依賴。各服務(wù)模式的簡單說明如下：（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS（InfrastructureasaService）：提供給客戶的服務(wù)是對(duì)所有設(shè)施的利用，包括處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他基本的計(jì)算資源?？蛻裟軌虿渴鸷瓦\(yùn)行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?？蛻舨还芾砘蚩刂迫魏卧朴?jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，但能控制操作系統(tǒng)的選擇、儲(chǔ)存空間、部署的應(yīng)用，也有可能獲得有限制的網(wǎng)絡(luò)組件（例如防火墻、負(fù)載均衡器等）的控制。（2）平臺(tái)即服務(wù)PaaS（PlatformasaService）：提供給客戶的服務(wù)是把客戶開發(fā)或收購的應(yīng)用程序部署到供應(yīng)商的云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上?？蛻舨恍枰芾砘蚩刂频讓拥脑苹A(chǔ)設(shè)施，包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)等，但客戶能控制部署的應(yīng)用程序，也可能控制運(yùn)行應(yīng)用程序的托管環(huán)境配置。（3）軟件即服務(wù)SaaS（SoftwareasaService）：提供給客戶的服務(wù)是運(yùn)營商運(yùn)行在云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用程序，用戶可以在各種設(shè)備上通過瘦客戶端界面訪問?？蛻舨恍枰芾砘蚩刂迫魏卧朴?jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。9-4搜集各種云的資料，談?wù)勗朴?jì)算對(duì)生活帶來的影響。云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。云計(jì)算廣泛應(yīng)用于通信、娛樂、社保、醫(yī)療、科研、教育、就業(yè)、安全等領(lǐng)域。較為常見的云計(jì)算應(yīng)用類型包括：軟件應(yīng)用：通過Web瀏覽器向用戶提供單一的軟件應(yīng)用。用戶不需要事先購買服務(wù)器設(shè)備或是軟件授權(quán)。廠商僅提供應(yīng)用，其成本與常規(guī)的軟件服務(wù)模式相比，要低得多。公用/效用計(jì)算：為客戶提供所需的存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器等應(yīng)用。幫助企業(yè)用戶創(chuàng)建虛擬的數(shù)據(jù)中心，或幫助企業(yè)將內(nèi)存、I/0、存儲(chǔ)和計(jì)算容量通過網(wǎng)絡(luò)集成為虛擬資源池來使用。通過這些手段，根據(jù)客戶的需求及時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)馁Y源，并進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施管理以及根據(jù)某個(gè)應(yīng)用進(jìn)行收費(fèi)。WEB服務(wù)：WEB服務(wù)廠商通過提供API（ApplicationProgrammingInterface）來讓開發(fā)人員開發(fā)Internet應(yīng)用，而不是自己提供功能全面的應(yīng)用軟件。平臺(tái)應(yīng)用：將開發(fā)環(huán)境作為服務(wù)來提供給用戶。用戶可以在供應(yīng)商的基礎(chǔ)架構(gòu)上創(chuàng)建和運(yùn)行自己的應(yīng)用軟件，并通過網(wǎng)絡(luò)直接從供應(yīng)商的服務(wù)器上傳遞給其他用戶。管理服務(wù)：提供給IT管理人員使用，用于其管理IT應(yīng)用的服務(wù)，如電子郵件的病毒掃描服務(wù)、應(yīng)用軟件監(jiān)控服務(wù)等。服務(wù)商業(yè)平臺(tái)：提供交互性服務(wù)平臺(tái)，使客戶可以通過自主設(shè)定來獲得特定的服務(wù)，常用于商業(yè)貿(mào)易領(lǐng)域。云計(jì)算集成：將不同的云計(jì)算服務(wù)整合后再提供給用戶。9-5舉例說明量子通信的應(yīng)用。現(xiàn)在，量子技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)新興的、快速發(fā)展中的技術(shù)領(lǐng)域。這其中，量子通信、量子計(jì)算、量子成像、量子測度學(xué)和量子生物學(xué)是目前取得進(jìn)展較大的幾個(gè)方向。（1）量子通信廣義地說，量子通信是指把量子態(tài)從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方，它的內(nèi)容包含量子隱形傳態(tài)，量子糾纏交換和量子密鑰分配。狹義地說，我們談到量子通信時(shí)，實(shí)際上只是指量子密鑰分配或者基于量子密鑰分配的密碼通信。（2）量子計(jì)算量子計(jì)算的概念最先由RichardFeynman提出，源自于對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)的模擬。模擬多粒子系統(tǒng)的行為時(shí)，描述系統(tǒng)的希爾伯特空間的維數(shù)會(huì)隨著粒子的數(shù)目成指數(shù)增長。而當(dāng)需要模擬的粒子數(shù)目很多時(shí)，一個(gè)足夠精確的模擬所需的運(yùn)算時(shí)間則變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實(shí)際的天文數(shù)字。（3）量子成像量子成像是從利用量子糾纏成像開始逐漸發(fā)展起來的一種新的成像技術(shù)。量子成像利用光學(xué)成像和量子信息進(jìn)行并行處理，與經(jīng)典成像相比，兩者獲取物體信息的物理機(jī)制、理論模型、具體光學(xué)系統(tǒng)以及成像效果均不相同。