数字通信原理课后习题答案
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《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1,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
信息传输速率为
R 二Nlog2M =106log2 4 = 2 106bit/s = 2Mbit/s
信
翡
编
码
倍
源
解
码
接
收
终
端
1
码元时间
=106Bd
1-6接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。
答:
发生误码个数(n) 1
传输总码元(N) " 2 2 106
=2.5 10-
1-7假设数字通信系统的频带宽度为
利用率为多少bit/s/Hz?
答:频带利用率为
1024kHz,可传输2048kbit/s的比特率,试问其频带
信息传输速率频带宽度(bit/ s/Hz)二2048 1032bit / s/ Hz
1024 汉103
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 ADPCI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变换分别经过哪几步?答:PCM!
信系统中A/ D变换包括抽样、量化、编码三步;
D/ A变换包括解码和低通两部分。
2-3某模拟信号频谱如题图2-1所示,(1)求满足抽样定理时的抽样频率f S并画出抽样信号的频谱(设f s =2f M )o (2)若f s =8kHz,画出抽样信号的频谱,并说明此频谱出现什么现M(f)
f(kHz)
题图2-1
答:(1) f o “kHz, f M 二5kHz, B = f M - f o =5-1 =4kHz
f o :: B
•••此信号为低通型信号
满足抽样定理时,应有
f s _ 2f M=2 5 =10kHz
抽样信号的频谱(设f s =2f M)如下图所示。
此时抽样信号的频谱产生了折叠噪声。
2-4某模拟信号的频谱如题图2-2所示,求抽样频率并画出抽样信号的频谱。
M(f)
i
_o 60 ioii »f(tHz)
题图2-2
答:f0 = 60kHz, f M = 108kHz, B = f M - f0 = 108 - 60 = 48kHz ■- fo B
•••此信号为带通型信号
川、,60、1
n %)1 =(48)I
满足抽样定理时,应有
2-5均匀量化时量化区和过载区的最大量化误差分别为多少?答:均匀量化时量化区和过载区的最大量化误差(绝对值)分别为
A
e
max (t)兰2 (量化区)
A
e max(t);(过载区)
2
2-6均匀量化的缺点是什么?如何解决?
答:均匀量化的缺点是:在N (或1)大小适当时,均匀量化小信号的量化信噪比太小,不满足要求,而大信号的量化信噪比较大,远远满足要求(数字通信系统中要求量化信噪比
_26dB)。
为了解决这个问题,若仍采用均匀量化,需增大N(或l ),但丨过大时,一是使编码复
杂,二是使信道利用率下降。所以要采用非均匀量化。
2-7画出I =7时的(S/N q)均匀曲线(忽略过载区量化噪声功率)
答: (S/N q)均匀=20lg ..3N 20lgX e
= 20lg 3 2720lgX e
=47 20lg x e
2( f o f M )
2n 1
2(60 108)
2 11
二112kHz
2-8实现非均匀量化的方法有哪些 ?
答:实现非均匀量化的方法有两种:模拟压扩法和直接非均匀编解码法。
2-9非均匀量化与均匀量化相比的好处是什么
?
答:非均匀量化与均匀量化相比的好处是在不增大量化级数
N 的前提下,利用降低大信号的
量化信噪比来提高小信号的量化信噪比 (大信号的量化信噪比远远满足要求, 即使下降一点也 没关系),使大、小信号的量化信噪比均满足要求。
2-10非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系是什么
(假设忽略过载区量化噪声功率)
答:非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系是
(S/N q )
非均匀 (
S/N q ) 均匀• Q
Q = 20lg 史为信噪比改善量
dx
2-11对于A 律压缩特性,求输入信号电平为 0dB 和- 40dB ,非均匀量化时的信噪比改善量。 答:对于A 律压缩
特性(一般 A = 87.6):
(—39dB :: 20lgx ^0)
当输入信号电平为0dB 时,信噪比改善量为
Q 一15 -20lg x —15dB
当输入信号电平为 -40dB 时,信噪比改善量为
Q =24dB
Q =20lg A 1 l nA = 20lg
87.6 1 ln 87.6
(20 lg x _ -39dB)
Q =20lg
1 1 l nA
-20lg x = 20lg
1 1 ln 87.6
-20lg x = -15-20lg x