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第五章 作业答案


第七章 模拟信号的数字传输 一、思考题 1、什么叫做量化?为什么要对模拟信号的幅度进行量化? 答: 用有限个电平来表示模拟信号抽样值被称为量化。 为了实现模拟信号在数字通信系统 中传输, 必须对模拟信号进行数字化处理, 由于抽样只是是把时间连续的模拟信号变成了时 间上离散的模拟信号,在幅度上仍然是连续的,它仍属模拟信号,此信号经过一个有噪声干 扰的信道时, 信道中的噪声会叠加在抽

样值上面, 使得接收端不可能精确地判别抽样值的大 小。 并且噪声叠加在抽样值上的影响是不能消除的, 因此需要进一步把时间上离散但幅度上 仍然连续的信号变成了时间上和幅度上都离散了的信号,即量化过程。 2、什么是非均匀量化?为什么要使用非均匀量化? 这样,对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。 答:非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间,其量化 间隔也小,反之,量化间隔就大。均匀量化对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要 求,而非均匀量化有两大优点(1)当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度(例如语 音)时, 非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化信噪比; (2) 非均匀量化时, 量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。 因此量化噪声对大、 小信号的影响大 致相同,即改善了小信号时的量化信噪比 3、对数压缩率有哪两种形式?它们对小信号和大信号有什么不同的作用? 答:有 μ 压缩律和 A 压缩律。信号经过这种非线性压缩处理后,改变了大信号和小信号之 间的比例关系,使大信号的比例基本不变或变得较小,而小信号相应地按比例增大,即“压 大补小”。 4、 什么是时分复用?它在数字电话中是如何应用的? 答:时分复用将传输时间划分为若干互不重叠的时隙,互相独立的多路信号顺序地占用各 自的时隙,合路成为一个复用信号,占用同一频带在同一信道中传输。在 PCM 数字电话系 统中,先把一定路数的数字电话信号复合成一个标准的数据流(基群) ,然后再用复接技术 将基群复接成更高速的数据信号。 5、什么叫帧结构?A 律 PCM 基群的码元速率是多少?二进制时信息速率是什么?平均每 路信号的信息速率是多少?

答: 在 PCM 30/32 路的制式中,一个复帧由 16 帧组成;一帧由 32 个时隙组成;一个时隙 为 8 位码组。 时隙 l~15, 17~3l 共 30 个时隙用来作话路, 传送话音信号, 时隙 0(TS0)是“帧 定位码组”,时隙 16(TS16) 用于传送各话路的标志信号码

1

二、填空题 1、时分复用信号中的各路信号在时间上是分割的,在频域上是混叠的 2、在 A 律 PCM 基群中,帧周期 125?s , 一帧中的码元数 256bit 。 三、计算题 7. 设信号频率范围 0~4kHz, 幅值在-4.096~+4.096 伏之间均匀分布。 若采用均匀量化编码, 以 PCM 方式传送,量化间隔为 2mv,用最小抽样速率进行抽样,求传送该 PCM 信号实际 需要最小带宽和量化信噪比。 答 : 根 据 振 幅 的 变 化 范 围 和 量 化 间 隔 可 算 出 量 化 输 出 电 平 数 Q ,

Q?

4.096V ? (?4.096V ) ? 4096 ? 212 0.002V





















k ? log2 Q ? log2 4096? 12
又因为采样频率为奈奎斯特频率即 f s ? 2 f H ? 8kHz 传送速率为 fb ? kf s? 12? 8kHz ? 96kbit / s 采用最小带宽为 B ? 均匀量化信噪比 (

fb ? 48 kHz 2

So )dB ? 10lg Q 2 ? 20lg 4096? 72dB Nq

8.有 3 路信号进行时分复用,这三路信号的最高频率分别为 2kHz、4kHz 和 8kHz,信号的量 化级都是 256,在满足抽样定理所规定的抽样速率下,码元传输速率是多少? 答:由抽样定理知,抽样频率 fs 大于或等于信号的最大频率。 ,当选 fs=2X8KHz=16KHz 时, 对这三路信号都能满足抽样定理。因此选择 fs=16KHz,系统传输路数为 N=3 又 因 为 信 号 的 量 化 级 都 是 256 , 因 此 每 个 样 值 所 需 码 元 位 数 为

k ? log 2 Q ? log 2 256 ? 8
所以码元传输速率 fb ?

Nkf s? 3 ? 8 ? 16kHz ? 384kbit / s

2


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