数字通信原理第二版 课后答案 李文海 人民邮电出版社

U S U R6
a6 0
U R 7 U B 6 8 6 2 6 256 8 16 2 16 416
U S U R7
a7 0
U R 8 U B 6 8 6 6 256 8 16 16 400
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
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 。 （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 的频谱（设 f S 2 f M ） 象?
题图 2-1
2
答： （1） f 0 1kHz, f M 5kHz, B f M f 0 5 1 4kHz
20 lg 3 2 7 20 lg xe
47 20 lg xe
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 即使下降一点也 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， 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
a4 1
段落码为 101，样值在第 6 量化段， U B 6 256 ， 6 16
U R 5 U B 6 8 6 256 8 16 384
U S U R5
a5 1
U R 6 U B 6 8 6 4 6 256 8 16 4 16 448
96
编码误差：
eC I C I S 96 98 2
解码电平：
I D IC
解码误差：
4 4 96 98 2 2
e D I D I S 98 98 0
7
2-15 某 A 律 13 折线编码器， l ＝８，过载电压 U 4096mV ，一个样值为 u S 796mV ， 试将其编成相应的码字，并求其编码电平与解码电平。 答： U 2048 4096 mV
(39dB 20 lg x 0dB)
2-13 为什么 A 律压缩特性一般 A 取 87．6？
dy A ， A 律 13 折线第 1 段、第 2 dx 1 ln A 段（属小信号）的斜率为 16，为了让 A 律 13 折线逼近 A 律压缩特性，令 dy A ( )A 16 1 ln A dx 得出 A 87.6 ，这就是 A 取 87.6 的原因。
a2 0
a3 1
a4 1
段落码为 011，样值在第 4 量化段， I B 4 64, 4 4
I R 5 I B 4 8 4 64 8 4 96
I S I R5
a5 1
I R 6 I B 4 8 4 4 4 64 8 4 4 4 112
8
U D U C 6 / 2 384 16 / 2 392
2-16 逐次渐近型编码器，假设已编出 a 2 1, a3 0, a 4 1 ，正准备编 a5 码(要确定其判定 值)，此时串／并变换记忆电路的输出 M 2 ～ M 8 分别等于多少? 答：已经编出 a 2 1, a3 0, a 4 1 ，准备编 a5 码，确定其判定值。则有：
I S I R8
码字为 10111000 编码电平：
a8 0
I C I B 4 ( 2 3 a 5 2 2 a 6 21 a 7 2 0 a 8 ) 4
64 (8 1 4 0 2 0 1 0) 4
题图 2-2 答： f 0 60kHz, f M 108kHz, B f M f 0 108 60 48kHz
f0 B
3
∴此信号为带通型信号
n(
f0 60 )I ( )I 1 B 48
满足抽样定理时，应有
fs
2( f 0 f M ) 2(60 108) 112kHz 2n 1 2 1 1
U S U R8
码字为 11011000 编码电平为：
a8 0
U c U B 6 (8 a5 4 a 6 2 a 7 1 a8 ) 6
256 (8 1 4 0 2 0 1 0) 16
384
解码电平为：
答： A 律压缩特性的直线段小信号 oa 段的斜率为 2-14 A 律 13 折线编码器， l 8 ，一个样值为 i S 98 ，试将其编成相应的码字，并求其编 码误差与解码误差。
6
答： i S 98 0
a1 1
I S i S 98
I S I R 2 128 I S I R 3 32 I S I R 4 64

4096mV 2mV 2048
uS
796mV 398 2mV
a1 1
u S 398 0
U S u S 398
U S U R 2 128 U S U R 3 512 U S U R 4 256
a2 1
a3 0
f0 B
∴此信号为低通型信号 满足抽样定理时，应有
f s 2 f M 2 5 10kHz
抽样信号的频谱（设 f s 2 f M ）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。
1-7 假设数字通信系统的频带宽度为 1024 kHz ，可传输 2048kbit / s 的比特率，试问其频带 利用率为多少 bit / s /0 3 （bit / s / Hz ) 2bit / s / Hz 频带宽度 1024 10 3
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。
I S I R6
a6 0
I R 7 I B 4 8 4 2 4 64 8 4 2 4 104
I S I R7
a7 0
I R 8 I B 4 8 4 4 64 8 4 4 100
( S / N q ) 非均匀 （S / N q ) 均匀 Q Q 20 lg dy 为信噪比改善量 dx
非均匀量化时的信噪比改善量。 2-11 对于 A 律压缩特性， 求输入信号电平为 0dB 和 40dB ， 答：对于 A 律压缩特性（一般 A 87.6 ） ：
A 87.6 (20 lg x 39dB ) 20 lg 24 1 ln A 1 ln 87.6 1 1 Q 20 lg 20 lg x 20 lg 20 lg x 15 20 lg x 1 ln A 1 ln 87.6 Q 20 lg
M 2 a 2 1, M 3 a3 0, M 4 a 4 1 M5 1 M 6 0, M 7 0, M 8 0
(39dB 20 lg x 0)
当输入信号电平为 0dB 时，信噪比改善量为
Q 15 20 lg x 15dB
当输入信号电平为 40dB 时，信噪比改善量为
Q 24dB
5
2-12 设 l 8, A 87.6 ，试画出 A 律压缩特性的非均匀量化信噪比曲线(忽略过载区量化噪 声功率） 。 答： l 8, N 256, A 87.6
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 / N q ) 均匀 曲线（忽略过载区量化噪声功率） 答： ( S / N q ) 均匀 20 lg 3 N 20 lg xe