通信原理-各章总复习-2010-景春国

r?a222???40?10?6?22?2.4?10?11?33.3

包络检波时的误码率

Pe?12e?r/2?12e?16.7?3?10?8

(3)相干解调法的误码率

Pe?1?erfc??2?r????2?12?re?r/2?4?10?9

7-17 设发送二进制信息为10110001,按照表的编码方式规则,分别画出QPSK和QDPSK信号波形。 (下表为旧书中表格,与《通信原理》新6版pp.218表7-2 以及pp.222表7-4不一致,按新书中表格做题,图形需相应变化。)

双比特码元 0 0 1 1 0 1 1 0 载波相位或相位差 0° 90° 180° 270° 解: QPSK信号波形

1 0 1 1 0 0 0 1 QPSKt

QDPSK信号波形

1 0 1 1 0 0 0 1 QDPSKt

第9章 模拟信号的数字传输

思考题

1 为什么要对抽样值进行量化?为什么要采用非均匀量化?在PCM编码中采用折叠二进制码,折叠二进制码与自然码相比有哪些优点?

答:由于抽样值是连续取值的,量化后抽样值变为有限的离散值,这样才能用有限的二进制位来表示量化后的抽样值。

均匀量化对小信号有较大的量化噪声,非均匀量化对小信号量化间隔小,提高小信号的信号功率与量化噪声功率之比,扩大了信号的动态范围。

折叠二进制码的优点有,第一,它能够把双极性信号转换成单极性信号进行编码处理,处理简单;第二,出现误码时对小信号的影响比较小,有利于提高小信号的信噪比。

2. 复用的目的是什么?复用包括哪些方式?简述它们的工作原理。 答:复用的目的是为了提高信道的利用率。 复用主要包括:频分复用和时分复用。

频分复用是把要传输信号的频谱采用调制的方法搬移到不同的频段,然后在同一信道中传输;时分复用是把时间帧划分若干个时隙,各路信号占用各自时隙来实现在同一信道上传输多路信号。

3 为什么要对话音信号进行非均匀量化(为什么对语音信号进行对数PCM编码而不采用线性PCM编码?)?非均匀量化的方法是什么?两种话音信号的压缩律是什么?

因为均匀量化的量化噪声功率与信号的大小无关,而话音信号的动态范围大,且小信号所占的比例大,为保证小信号的量化信噪比,需要使用更多的编码位数,编码位数增加导致信息速率增大,因而系统占用的带宽增加。非均匀量化对小信号采用较小的量化间隔,采用较少的编码位数,使小信号达到较高的量化信噪比,保证话音信号在其动态范围内的量化信噪比要求。

非均匀量化的方法是先对信号进行压缩,然后再均匀量化。 两种话音信号的压缩律是A压缩律和μ压缩律。

4 什么是语音压缩编码技术?语音信号PCM编码的标准码速率是多少?语音压缩编码技术有哪些?

我们把低于标准码速率的语音编码技术称为语音压缩编码技术。

语音信号PCM编码的标准码速率是64kbps。

语音压缩编码技术包括:差分PCM编码(DPCM)、自适应差分PCM编码(ADPCM)和增量编码(△M)。

9-7 设信号m(t)?9?10cos?t,其中A≤10V。若m(t)被均匀量化为40个电平,

试确定所需的二进制码组位数N和量化间隔Δv。 解:因为25?40?26,所以需要的二进制码组位数N=6位。

量化间隔

?v?2A40?0.5V

9-9 信号m(t)采用13折线A律进行编码,设最小量化间隔为1个单位,已知抽样脉冲值为+635个量化单位,

(1)试求此时编码器输出的8位PCM编码码组,并计算量化误差;

(2)写出PCM码组(不包括极性码)对应的均匀量化11位码(采用自然二进制码)。

解:(1)设码组为:

C1C2C3C4C5C6C7C8

抽样值为正,C1=1; 段落码:

IS??635?128IS??635?512,故:C2=1; ,故:C3=1; ,故:C4=0。

IS??635?1024所以抽样值位于第七段,即512~1024之间,进行16级均匀量化,量化间隔为(1024-512)/16=32个量化单位。段内码为:

IW?512?8?32?768,所以IS?IWIW?512?4?32?640,所以IS?IWIW?512?2?32?576,所以IS?IWIW?512?3?32?608,所以IS?IW,故C5=0; ,故C6=0; ,故C7=1; ,故C8=1;

编码器输出码组为:11100011;

量化电平为:(640+608)/2=624个量化单位 量化误差:635-624=11个量化单位

(2)除极性码外的7位码对应的11位线性码为:01001100000。

9-10 采用13折线A律PCM编码对话音信号若m(t)进行编码,设接收端收到的码组为“01010011”,最小量化间隔为1个量化单位,段内采用折叠二进制编码,求:

(1) 译码器输出多少量化单位?

(2) 写出该码不包括极性位即7位码对应的均匀量化11位自然码。

(3) 如果输出信号的电压范围是-5V~5V,则该码组译码输出的电压值是多少? 解:(1) 接收的码组为:

C1C2C3C4C5C6C7C8=01010011

因为C1=0,所以译码器输出为负极性;

C2C3C4=101,说明处在第6段,段落的起始电平为:256,量化间隔:16 C5C6C7C8=0011,由于段内采用折叠二进制编码,说明处在第5段,序号为4,所以译码器输出为

Iw = -(256+16×4+8) = -328 量化单位 (2) 将量化译码器输出值变成11为线性码: 11位线性码为:00101001000

(3) -5V~5V与-2048~2048量化单位对应,因此译码器输出的电压为: -328×5/2048 = -0.8V

如果段内码采用自然二进制码,C5C6C7C8=0011时,说明处在第4段,序号为3,所以译码器输出为

Iw = -(256+16×3+8) = -312 量化单位

9-11 采用13折线A律进行编码,设最小量化间隔为1个单位,已知抽样脉冲值为-95个量化单位,

(1)求编码器输出的8位PCM编码码组并计算量化误差; (2)写出PCM码组(不包括极性码)对应的11位均匀量化编码。 解:(1)设码组为:C1C2C3C4C5C6C7C8

抽样值为负,C1=0;

段落码:IS?95?128,故:C2=0; IS?95?3,2 故:C3=1;

IS?95?64,故:C4=1。

所以抽样值位于第4段,即64~128之间,进行16级均匀量化,量化间隔为(128-64)/16=4个量化单位。段内码为:

IW?64?4?8?96,所以IS?IWIW?64?4?4?80,所以IS?IWIW?64?6?4?88,所以IS?IWIW?64?7?4?92,所以IS?IW,故C5=0; ,故C6=1; ,故C7=1; ,故C8=1;

编码器输出码组为:00110111; 量化电平为:(96+92)/2=94个量化单位 量化误差:95-94=1个量化单位

(2)除极性码外的7位码对应的11位线性码为:00001011100。00001011110

9-13 对10路带宽均为300~3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz,抽样后进行8级量化,并编为自然二进制码,码元波形是宽度为τ的矩形脉冲,且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。

解:抽样值8级量化,编成二进制码需要3位,则一路信号的码速率为:

3?8000?24(kbit/s)

传输10路信号的码速率为:

Rb?24?10?240(kbit/s)

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