《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