《数字通信原理(第三版)》教材课后习题答案资料

《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?s,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 N?11??6?106Bd

码元时间10信息传输速率为

R?Nlog2M?10?log24?2?10bit/s?2Mbit/s

1-6 接上例,若传输过程中2秒误1个比特,求误码率。

1

66答:Pe?发生误码个数(n)1?7 ??2.5?106传输总码元(N)2?2?10

1-7 假设数字通信系统的频带宽度为1024kHz,可传输2048kbit/s的比特率,试问其频带利用率为多少bit/s/Hz? 答:频带利用率为

信息传输速率2048?103 ??(bit/s/Hz)??2bit/s/Hz

频带宽度1024?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、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变换分别经过哪几步? 答:PCM通信系统中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fS并画出抽样信号的频谱(设fS?2fM)。(2)若fS?8kHz,画出抽样信号的频谱,并说明此频谱出现什么现象?

题图2-1

2

答:(1)f0?1kHz,fM?5kHz,B?fM?f0?5?1?4kHz ?f0?B ∴此信号为低通型信号

满足抽样定理时,应有

fs?2fM?2?5?10kHz

抽样信号的频谱(设fs?2fM)如下图所示。

(2)若抽样频率为8kHz,抽样信号的频谱为:

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。

题图2-2

答:f0?60kHz,fM?108kHz,B?fM?f0?108?60?48kHz ?f0?B

3

∴此信号为带通型信号 n?(f060)I?()I?1 B48满足抽样定理时,应有 fs?2(f0?fM)2(60?108)??112kHz

2n?12?1?1

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

?(量化区) 2? emax(t)?(过载区)

2 emax(t)?

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l)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l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l?7时的(S/Nq)均匀 曲线(忽略过载区量化噪声功率)。 答:(S/Nq)均匀?20lg3N?20lgxe ?20lg3?27?20lgxe

?47?20lgxe

4

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/Nq)非均匀?(S/Nq)均匀?Q

Q?20lgdy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):

A87.6?20lg?24 (20lgx??39dB)

1?lnA1?ln87.611Q?20lg?20lgx?20lg?20lgx??15?20lgx1?lnA1?ln87.6Q?20lg

(?39dB?20lgx?0)

当输入信号电平为0dB时,信噪比改善量为 Q??15?20lgx??15dB

当输入信号电平为?40dB时,信噪比改善量为 Q?24dB

5

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