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数字通信技术（第3版）习题参考答案

第1章数字通信概述

模拟信号与数字信号的主要区别是什么？

答：表征信号特性的某一参量（如幅度、频率、相位等）在一定范围内连续变化的信号称为模拟信号。表征信号特性的某一参量（如幅度、频率、相位等）在时间上离散且只能取有限个数值的信号称为数字信号。两者的区别是模拟信号的物理量是连续变化的，而数字信号的物理量是离散的。

通信系统是如何分类的？

答：通信系统有很多种分类方法，如：

按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统；

按信号类型分类：模拟通信系统和数字通信系统；

按通信方式分类：单向通信系统和双向通信系统；

按调制方式分类：调幅、调频和调相等。

何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？

答：利用数字信号作为载体来传递信息的通信方式称为数字通信。与模拟通信相比，数字通信有抗干扰能力强、传输质量高、易于加密、便于存储和处理以及标准化程度高等优点。其主要缺点是占据频带较宽，通信设备电路也较为复杂。

试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。

答：数字通信系统的一般模型如图：

信源与信宿：信源产生数字基带信号，如果原始信号是模拟信号，则信源中的AD转换器将其转换成数字基带信号，在信宿中用对应的DA转换器恢复原模拟信号；加密器与解密器：对数字基带信号通过一定的算法进行加密，得到密文，并通过相应的解密算法将其解密回原始的信息加密，提高数字信息的安全；编码器与译码器：对于数字基带信号的码型或者波形进行变换使其携带同步信息或更适合在信道中传输，在接收端的译码器中进行反变换；调制器与解调器：数字基带信号对高频载波进行调制，使之适合在信道中传输，接收端通过解调器恢复原基带信号。再生器：由于信道干扰和失真的存在，解调器输出的信号波形与原基带信号的波形不一致，再生器用于对这个波形进行整形。

通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信系统具体用什么来表述？

答：通信系统的主要性能指标是信息传输的有效性和可靠性。数字通信系统一般用传码率或传信率来表示有效性，用误码率或误信率表示可靠性。

什么叫传信率？什么传码率？两者有什么不同？

答：传码率：又称码元速率、数码率、波形速率，是指传输系统每秒传送的码元数，用fB表示，单位是波特（Baud）。传信率：又称比特率、信息速率，是指传输系统每秒传送的比特数，用fb表示，单位是比特/秒（bit/s）。对于M进制码元，其传信率和传码率的关系式为fb=fB·log2M。在传送二进制码元时，系统的传码率和传信率相等。

某信道的传码率为1200Baud，试问在四进制传输系统和二进制传输系统中，信道的传信率各为多少？

答：四进制传输系统：fb=fB·log24=2fb=2400（bit/s）

二进制传输系统：fb=fB·log22=fb=2400（bit/s）

设某信道在125μs内传输256个二进制码元，试问其传信率为多少？若该信息在5s内有6个码元产生误码，试问其误码率为多少？

答：因为是二进制传输系统，所以传码率与传信率相等

fb=256/125×10-6=2.048×106（bit/s）==2.048（Mbit/s）

假设信道带宽为1024kHz，传信率为2048kbit/s，其传输效率为多少？若信道带宽为2048kHz，其传输效率又为多少？

答：信道带宽为1024kHz时：η=2048kbit/s/1024kHz=2（bit/s·Hz）

信道带宽为2048kHz时：η=2048kbit/s/2048kHz=1（bit/s·Hz）

第2章数字编码与解码

2.1查ASCII码表写出英文单词“Data”的数字代码。

答1100001111000011（采用偶校验）

2.2波形编码的三个基本过程是什么？

答：取样（保持）、量化、编码

2.3电视图像信号的最高频率为6MHz，根据取样定理，取样频率至少应为多少？

答：12MHz

2.4电话语音信号的频率被限制在300～3400Hz，根据取样定理，其最低的取样频率应为多少？如果按8000Hz进行取样，且每个样值编8位二进制码，请问编码率是多少？

答：6800Hz，64kbit/s

2.5试述PCM编码采用折叠二进制码的优点。

答：取样脉冲的第1位码（极性码）确定后，后面7位码的编码方式就是相同的，因此可以简化编码器。

2.6设PCM编码器的最大输入信号电平范围为±2048mV，最小量化电平差为1mV，试对一个电平为+1357mV的取样脉冲进行13折线A律压扩特性PCM编码，并分析其量化误差。

答：设取样脉冲电平为US且US=1357mV。

∵US＞0，∴P1=1；

∵US＞128mV，∴P2=1；

∵US＞512mV，∴P3=1；

∵US＞1024mV，∴P4=1；

∵US＜1