第九章+模拟信号的数字传输1
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第9章 模拟信号的数字传输一、填空题1.脉冲编码调制(PCM)中最常见的二进制码包括:自然二进制码、( )和( )。
[北科2011研]【答案】折叠二进制码;反射二进制码(格雷码)。
【解析】通常把从模拟信号抽样、量化,直到变换成为二进制符号的基本过程,称为脉冲编码调制,常用的码型有自然二进制码、折叠二进制码和反射二进制码 (又称格雷码)。
2.在模拟信号的数字化过程中,按奈奎斯特速率对模拟基带信号取样,( )失真。
进一步在取值域上离散一量化,( )失真。
[北科2010研]【答案】无;量化。
【解析】在模拟信号数字化的过程中,按奈奎斯特速率抽样,所得样值序列含有基带信号的全部信息,故信号无失真;但在量化时有失真,且失真与量化电平数有关,量化级数越多,量化失真越小,属于限失真。
3.对某模拟信号进行线性PCM 编码,设抽样频率为8KHZ ,编码位数为7,则此PCM 信号的信息速率为();当抽样频率不变而编码位数由7增大到12时,量化信噪比提高( )dB 。
[华中科技大学2002研]【答案】56 kbit /s ;30。
【解析】PCM 信号的信息速率,其中n 为每个抽样值所对应的编码位数。
b s R f n =⋅对于一M 个量化电平的线性量化器,其量化信噪比,编码位数2q qS M N ≈。
2log N M =二、选择题1.模拟信号进行波形编码成为数字信号后( )。
[南邮2010研]A .抗干扰性变弱 B .带宽变大 C .差错不可控制 D .功率变大【答案】B【解析】A 项,数字通信系统可消除噪声积累,抗干扰性强;B 项,模拟信号变为数字信号需经过采样,由采样准则,采样频率定大于等于2倍的模拟信号系统带宽,经编码后,数字信号带宽更大;C 项,数字信号可利用纠错编码实现差错控制;D 项,由帕塞瓦尔定理,波形编码不改变信号功率。
2.通常的模拟信号数字化包含的三步依次为( )、( )和( )。
[南邮2010研]A .抽样,编码,量化B .量化,抽样,编码C .抽样,量化,编码D.量化,编码,抽样【答案】C【解析】模拟信号经抽样变为离散信号,再经量化、编码变为数字信号。
【模拟信号的数字传输的基本过程】1. 介绍模拟信号的数字传输是一种常见的通信方式,它将模拟信号转换为数字信号,以便在数字系统中传输和处理。
在本文中,我们将对模拟信号的数字传输的基本过程进行简要介绍,以便更好地理解这一通信方式的运作原理。
2. 模拟信号和数字信号的基本概念在开始讨论模拟信号的数字传输的基本过程之前,首先需要了解模拟信号和数字信号的基本概念。
模拟信号是连续变化的信号,它的数值可以在一定范围内取任意值;而数字信号是离散变化的信号,它的数值只能在一组有限的数值中取值。
在数字系统中,模拟信号需要经过采样、量化和编码等步骤转换为数字信号,才能进行传输和处理。
3. 模拟信号的数字传输的基本过程模拟信号的数字传输主要包括采样、量化、编码和传输四个基本步骤。
下面将分别对这四个步骤进行详细介绍。
3.1 采样采样是指将模拟信号在时间上进行离散化,取样的间隔称为采样周期。
在采样过程中,需要按照一定的规则对模拟信号进行采样,以获得一系列离散的采样值。
3.2 量化量化是指将模拟信号在振幅上进行离散化,将连续的模拟信号转换为一系列离散的量化级别。
在量化过程中,需要确定量化的级数和幅度范围,以保证数字信号能够准确地表示模拟信号的振幅变化。
3.3 编码编码是指将经过采样和量化的数字信号进行编码,以便在传输过程中能够准确地识别和恢复原始的模拟信号。
常见的编码方式包括脉冲编码调制(PCM)和差分编码调制(DM)等。
3.4 传输传输是指将经过编码的数字信号通过传输介质(如电缆、光纤等)传输到接收端,并在接收端进行解码和恢复成原始的模拟信号。
在传输过程中,需要考虑信号的抗干扰能力和传输距离等因素。
4. 个人观点和理解模拟信号的数字传输是一种重要的通信方式,它在音频、视频和数据通信等领域都有着广泛的应用。
通过将模拟信号转换为数字信号,不仅能够提高信号的抗干扰能力和传输质量,而且能够实现信号的数字化处理和存储,为通信技术的发展提供了重要的支持。
《通信原理》课堂练习题(1-9)第1-5章1、一个多进制数字通信系统每隔0.8m向信道发送16种可能取值的电平值中的一个。
则每个电平值所对应的比特数是;符号率(波特)为;比特率为2、一离散无记忆信源(A、B、C、D),各符号发送概率分别为1/2、1/4、1/8、1/8。
则此信源每个符号包含的信息熵为;若信源每毫秒发出一个符号,则此信源每秒输出的信息量为3、若离散信源输出16进制独立等概随机序列,则此信源输出的每个符号所包含的信息量为;若16进制符号不是等概出现,则此信源输出的每个符号所包含的平均信息量为4、由电缆、光纤、卫星中继等传输媒质构成的信道是信道;由电离层反射、对流层散射等传输媒质构成的信道是信道。
5、窄带信号通过随参信道多径传播后,其信号包络服从分布,称为型衰落。
当信号带宽超过多径传播的最大时延差引起的相关带宽时,会产生衰落。
6、信源编码是的编码,以提高通信的;信道编码是的编码,以提高通信的7、香农信道容量公式是在条件下推导得到的。
8、在模拟通信系统中,已调信号带宽越,有效性越好;解调器输出信噪比越,可靠性越好。
9、说明调频系统的特点:10、在民用中波广播AM接收机中采用的解调器是;该解调方式的缺点是在调频系统中,解调输出噪声的功率谱密度的特点是在调频系统中采用预加重和去加重技术的目的是11、在VSB系统中,无失真传输信息的两个条件是、12、已知收音机中的中波波段为535KHZ-1605KHZ,若各台间设0.5KHZ的防护频带,则此波段收音机最多能接收多少台节目?13、信道带宽3KHZ,信号在信道中受到单边功率谱密度为10-6W/HZ的加性高斯白噪声的干扰,信号平均功率为9W。
求(1)信道容量(2)若信道加宽到原来的10倍,并保持信道容量不变,那么信号平均功率要改变多少dB?(log23001≈11.55,30010.1≈2.23)14、某数码摄像机每30m产生一幅40万像素的彩色图像,每个像素由RGB三种颜色构成,各有32个灰度等级。
模拟数字信号的传输学习目标:1、掌握低通信号和带通信号抽样定理;2、掌握PAM原理,自然抽样原理,半顶抽样原理及其脉冲振幅调判3、掌握模拟信号的量化原理,均匀量化,量化噪声,最化信噪比;非均匀量化,4、掌握PCM 原理及十三折线非均匀量化编码和PCM的抗噪声性能:。
5、了解△M,PPCM,及ADPCM原理6、理解PCM 与△M的系统的比较导言:通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类,本章在介绍抽样定理和脉冲振幅调制的基础上,将着重讨论用来传输模拟语音信号常用的脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)原理及性能,并简要介绍时分复用与多路数字电话系统原理的基本概念。
采用脉码调制的模拟信号数字传输系统如图1所示。
图1 模拟信号的数字传输在发送端把模拟信号转换为数字信号的过程简称为模数转换,通常用符号A/D表示。
简单地说,模数转换要经过抽样、量化和编码三个步骤。
其中抽样是把时间上连续的信号变成时间上离散的信号;量化是把抽样值在幅度进行离散化处理,使得量化后只有预定的Q个有限的值;编码是用一个M进制的代码表示量化后的抽样值,通常采用M=2的二进制代码来表示。
反过来在接收端把接收到的代码(数字信号)还原为模拟信号,这个过程简称为数模转换,通常用符号D/A表示。
数模转换是通过译码和低通滤波器完成的。
其中,译码是把代码变换为相应的量化值。
一、抽样定理抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地确定原信号。
也就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,只需传输满足抽样定理要求的抽样值即可。
因此,该定理就为模拟信号的数字传输奠定了理论基础。
抽样定理的具体内容如下:一个频带限制在(0,)内的时间连续信号,如果以不大于1/(2)秒的间隔对它进行等间隔抽样,则将被所得到的抽样值完全确定。
也可以这么说:如果以的抽样速率进行均匀抽样上述信号,可以被所得到的抽样值完全确定。
通信原理简答题答案1(个人整理)通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号何谓模拟信号两者的根本区别是什么答:数字信号:电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号:电信号的参量取值连续;两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信数字通信有哪些优缺点答:数字通信即通过数字信号传输的通信,相对模拟通信,有以下特点:1)传输的信号是离散式的或数字的;2)强调已调参数与基带信号之间的一一对应;3)抗干扰能力强,因为信号可以再生,从而消除噪声积累;4)传输差错可以控制;5)便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理;6)便于加密,可靠性高;7)便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答:4、按调制方式,通信系统如何分类答:分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征,通信系统如何分类答:按信道中传输的是模拟信号还是数字信号,可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式,通信系统如何分类答:频分复用(FDM),时分复用(TDM),码分复用(CDM)7、通信系统的主要性能指标是什么第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些它们分别表征随机过程的哪些特征答:均值:表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。
方差:表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数:表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳何谓广义平稳它们之间的关系如何答:严平稳:随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳:1)均值与t无关,为常数a。
2)自相关函数只与时间间隔=-有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的,反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质它与功率谱的关系如何答:自相关函数性质:(1)R(0)=E[]——的平均功率。
(2)R()=R(-)——的偶函数。
(3)——R()的上界。
第一章绪论以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包括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恢复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恢复的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容别离是载有声音和影像的无线电波何谓数字信号,何谓模拟信号,二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持续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是持续的仍是离散可数的何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系通通称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输过失可以控制;3.便于加密处置,信息传输的安全性和保密性愈来愈重要,数字通信的加密处置比模拟通信容易的多,以话音信号为例,通过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处置;4.便于存储、处置和互换;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,处置和互换,可使通信网的管理,保护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采历时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部份电路是数字电路,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.便于组成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通进程控数字互换设备进行数字互换,以实现传输和互换的综合。
另外,电话业务和各类非话务业务都可以实现数字化,组成综合业务数字网;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。
数字通信系统的一般模型中的各组成部份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两边时间上维持一致,保证数字通信系统的有序,准确和靠得住的工作。