数字与模拟通信系统(科学出版社)部分答案Chapter1
扩频通信原理chapter1
序言一．扩展频谱技术概述概念：所谓扩展频谱技术一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。
一种典型的扩展频谱系统如图0-1所示：图0-1 典型扩展频谱系统框图它主要由原始信息，信源编译码，信道编译码〔过掉控制〕，载波调制与解调，扩频调制与解扩频和信道六大局部组成。
信源编码的目的是去掉信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。
过掉控制的目的是增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。
调制局部是为使经信道编码后的符号能在适当的频段传输，如微波频段，短波频段等。
扩频调制和解扩是为了某种目的而进行的信号频谱展宽和复原技术。
框图中各点信号的时域和频域特性如图0-2所示。
与传统通信系统不同的是，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。
为什麽要进行扩频？这是因为它具有一些独特的长处。
特点：1)抗干扰能力强，出格是抗窄带干扰能力。
2)可检性抵，(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被侦破。
3)具有多址能力，易于实现码分多址〔CDMA〕技术。
4)可抗多径干扰。
5)可抗频率选择性衰落。
6)频谱操纵率高，容量大〔可有效操纵纠错技术、正交波形编码技术、话音激活技术等〕。
7)具有测距能力。
8)技术复杂。
应用：基于以上这些特点，扩频技术首先应用于军事通信，此刻也开始民用和商用。
1)卫星通信〔多址，抗干扰，便于保密，降低平均功率谱密度〕2)移动通信〔多址，抗干扰，便于保密，抗多径，提高频谱操纵率〕3)无线当地环路4)G PS〔选址，抗干扰，保密，测距〕5)测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪`````主要错误谬误：技术复杂，但是随着数字处置技术的开展，集成工艺进步，使扩频系统的实现变的简单，只需对扩展技术有一般的了解就可以从事扩频系统的设计工作。
因此，扩频技术在这些年开展非常迅速，由军用到民用，商用，范围很广。
理论根底：扩展频谱技术的理论根底是信息论中的香农定理[1]此中C------信道容量〔比特/秒〕N-----噪声功率W----带宽〔赫兹〕S ---------信号功率当S/N 很小时〔≤0.1〕得到：在无过掉传输的信息速率C 不变时，如N/S 很大，那么必需使用足够大的带宽W 来传输信号。
数字通信原理课后习题答案解析
《数字通信原理》习题解答第1章 概述1-1 摹拟信号和数字信号的特点分别是什么?答：摹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XX 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：信源编码的作用把摹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摹拟信号，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1s μ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。
答：符号速率为信息传输速率为1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。
答：76105.210221)()(-⨯=⨯⨯==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //?答：频带利用率为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，数字处理技术的开辟应用，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份。
数字通信习题解答
或电流）的取值随时间连续变化。
由于模拟信号的强度是随时间连续变化的，所以模拟信号也称为连续信号。
数字信号：与模拟信号相反，数字信号强度参量的取值是离散变化的。
数字信号又叫离散信号，离散的含义是其强度的取值是有限个数值。
2,通信系统模型包括信源·变换器·信道·反变换器·信宿和噪声。
通信的目的是传递和交换信息。
3．试述数字通信的主要特点。
（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密处理（3）利于采用时分复用实现多路通信（4）设备便于集成化、小型化(5) 占用频带宽4·数字通信系统有效性指标（1）信息传输速率：信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。
信息传输速率的单位是比特/秒，或写成bit/s，即是每秒传输二进制码元的个数（2）符号传输速率符号传输速率也叫码元速率。
它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”（bd）。
（3）频带利用率频带利用率是指单位频带内的传输速率。
可靠性指标（1）误码率在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。
（2）信号抖动在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。
第二章3、数位通信的特点有：①抗干扰性强，无噪声积累②便于加密处理。
③利于采用时分复用实现多路通信。
④设备便于集成化、小型化⑤占用频带宽。
6、PCM3．4KHz的信号通过，避免PAM信号产生折迭噪声。
7、PCM样信号基本频谱以外的，即3．4KHz以上的各高次分量的频谱以恢复（或重建）原模拟信号。
第4章1隔的特征来分开各路信号的，具体来说，就是将时间分成为均匀的时间间隔，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隔内，以达到互相分开多路传输的目的。
2、发端低通滤波器的目的是为了避免抽样后的PAM信号产生折叠噪声。
此低通滤波器的截止频率为3.4kHz，这样，各路语音信号的频率都被限制在3.4kHz之内，高于3.4kHz的信号不会通过。
数据通信完整课后答案
2.01 试给出数据通信系统的基本模型并说明其主要组成构件的作用。
答：1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的设备，在实际应用中，大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备(data terminal eq ui pment，DTE)。
2）信道信道是通信双方以传输媒体为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备(如收发设备)上的。
该定义似乎与传输媒体一样，但实际上两者并不完全相同。
一条通信介质构成的线路上往往可包含多个信道。
信道本身也可以是模拟的或数字方式的，用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。
3）信号转换设备其作用是将信源发出的信息转换成适合于在信道上传输的信号，对应不同的信源和信道，信号转换设备有不同的组成和变换功能。
发送端的信号转换设备可以是编码器或调制器，接收端的信号转换设备相对应的就是译码器或解调器。
2.02 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，数字数据，数字信号。
答：数据：通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。
信号：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。
模拟数据：取值是连续的数据。
模拟信号：是指幅度随时间连续变化的信号。
数字数据：取值是离散的数据。
数字信号：时间上是不连续的、离散性的信号2.03 什么叫传信速率？什么叫传码速率？说明两者的不同与关系。
答：传信速率又称为比特率，记作R b，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。
传码速率又称为调制速率、波特率，记作N Bd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。
若是二电平传输，则在一个信号码元中包含一个二进制码元，即二者在数值上是相等的；若是多电平（M电平）传输，则二者在数值上有R b=N Bd×log2 M的关系。
数字通信原理 习题答案
数字通信原理习题答案数字通信原理习题答案数字通信原理是现代通信领域中的重要基础课程，它涵盖了数字信号的传输、调制解调、编码解码、差错控制等内容。
通过学习数字通信原理，我们可以深入了解数字通信系统的工作原理，为实际通信系统的设计和优化提供理论支持。
在学习过程中，习题是巩固知识和检验理解的重要手段。
下面将针对一些常见的数字通信原理习题进行解答。
1. 什么是抽样定理？为什么在数字通信系统中需要遵守抽样定理？抽样定理，也称为奈奎斯特定理，是数字通信中的重要基础概念。
它指出，如果一个连续时间的信号的带宽有限，那么为了完全恢复该信号，采样频率必须大于信号带宽的两倍。
在数字通信系统中，遵守抽样定理是非常重要的。
如果采样频率低于信号带宽的两倍，会发生混叠现象，即高频信号的部分能量会出现在低频信号的频谱中，导致信息的失真和丢失。
因此，为了保证信号的准确传输和恢复，数字通信系统必须遵守抽样定理。
2. 什么是调制解调？常见的调制方式有哪些？调制解调是数字通信系统中的重要环节，它用于将数字信号转换为模拟信号进行传输，并在接收端将模拟信号重新转换为数字信号。
常见的调制方式有：- 幅移键控（ASK）：通过改变载波的幅度来表示数字信号的方式。
- 频移键控（FSK）：通过改变载波的频率来表示数字信号的方式。
- 相移键控（PSK）：通过改变载波的相位来表示数字信号的方式。
- 正交幅度调制（QAM）：同时改变载波的幅度和相位来表示数字信号的方式。
3. 什么是码元和比特？它们之间有什么关系？码元是数字通信中的基本单位，它表示数字信号中的一个离散状态。
比特是信息理论中的基本单位，表示二进制数字0或1。
码元和比特之间的关系是：每个码元可以表示多个比特。
具体来说，如果有M 个不同的码元，每个码元可以表示log2(M)个比特。
例如，如果有4个不同的码元，每个码元可以表示2个比特。
4. 什么是差错控制？常见的差错控制技术有哪些？差错控制是数字通信中的重要内容，它用于检测和纠正在信号传输过程中产生的错误。
Chapter 1-2 基础
5
主要内容
1.1 数字化的发展
1.2 DSP芯片技术的特点
56600 56600
Data ROM 20k x 16 PROM 48K x 24
一、数字化对社会和人类的影响
二、DSP的应用举例
三、DSP的市场前景 四、DSP开发工具
43
一、数字化对社会和人类的影响
1. 程控交换机 2. 移动通信系统 3. 手机已不仅仅是通话的工具 4. 数字照相机 5. 高清晰度电视（ 7. 电视台和电台的数字设备 8. 家庭影院
最初
记录
脱机 非实时
12
2.快速傅立叶变换算法（FFT）是数 字信号处理发展史上的一个重要里程碑
现代数字处理 （ Cooley-Tukey 1965年提出FFT ） 将傅立叶变换的时间缩短了几个数量级
指出了数字信号处理快速算法发展方向 为实时处理带来了希望
13
3. DSP统治未来成为必然
大规模集成电路 快速高效算法 实际工作的需要
DSP实验教程 ——基于TMS320C5416 DSK
1
本书框架结构
• 第一章
• 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章 • 第七章
DSP概述
TMS320C5416结构及其开发环境 DSP软件开发详解 DSP算法实现——FIR DSP算法实现——FFT 外设、中断和DSK DSP系统设计
地址总线
U
数字通信原理第二版课后习题答案 第1章
习题 1.9 设英文字母 E 出现的概率为 0.105， x 出现的概率为 0.002 。试求 E 和 x 的信息量。 解：
p(E) = 0.105 p(x) = 0.002
I (E) = − log2 P (E) = − log2 0.105 = 3.25 bit
I (x) = − log2 P(x) = − log2 0.002 = 8.97 bit
为多少？传送 1 小时可能达到的最大信息量为多少？
解：
传送 1 8.028Mbit
传送 1 小时可能达到的最大信息量
先求出最大的熵：
H max
=
− log2
1 5
=
2.32bit
/符 号
则传送 1 小时可能达到的最大信息量 2.32 *1000*3600 = 8.352Mbit
（1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题 1.2 所示。 解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时 间为 2×5ms。传送字母的符号速率为
等概时的平均信息速率为
1 RB = 2 × 5 ×10−3 = 100 Bd
Rb = RB log2 M = RB log2 4 = 200 b s （2）平均信息量为
习题 1.10 信息源的符号集由 A，B，C，D 和 E 组成，设每一符号独立 1/4 出 现，其出现概率为 1/4,1/8,1/8,3/16 和 5/16。试求该信息源符号的平均信息量。
解：
∑ H = −
p(xi ) log 2
p(xi )
=
−
1 4 log 2
1 4
−
1 8 log2
1 8
−
数字通信技术第1章习题及答案
1-1解释基带信号与频带信号的区别，模拟信号与数字信号的区别。
模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续信号。
模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。
而数字信号是人为抽象出来的在时间上的不连续信号。
电学上的模拟信号是主要是指振幅和相位都连续的电信号。
数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。
基带信号：也称信息源，发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。
由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号，其主要用于网络电视和有线电视的视频广播。
1-2试画出语音信号、数字信号的基带传输和频带传输时的通信系统框图。
1-3试述数字通信的特点。
（1）抗干扰能力强。
（2）差错可控。
（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网。
（4）易于集成化，从而使通信设备微型化。
（5）易于加密处理，且保密强度高。
1-4解释数字通信系统中有效性和可靠性的含义及具体的衡量指标。
一般通信系统的性能指标归纳起来有以下几个方面：有效性、可靠性、适应性、经济性、保密性标准性、维修性、工艺性等。
对于模拟通信来说，系统的有效性和可靠性具体可用系统频带利用率和输出信噪比来衡量。
对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可用误码率和传输速率来衡量。
1-5某系统在125μs内传输了256个二进制码元，计算码元速率（传码率）及信息速率是多少？若该信息码在2s内有3个码元产生误码，求误码率和误信率各是多少？码元速率R BN=256000000/125=2048k(B).信息速率Rb=256000000/125=2048k(bit/s).误码率Pe=3/2048000*2=7.3*10-7.误信率Peb=3/2048000*2=7.3*10-7.1-6某系统在1分钟内传送了3360000个码元，试求该系统的码元速率。