avatar

目录
通信原理复习

1、写出香农公式,并说明信道容量C与B,S,n0之间的关系。

  • 香农公式:$C_t=B\log_{2}(1+\frac{S}{N})=B\log_{2}(1+\frac{S}{n_0B})$单位:b/s 说明:S为信号平均功率(W)、N为噪声功率、N为带宽(Hz)、$n_0$表示噪声单边功率谱密度(W/Hz)
  • 关系:
    • 提高信噪比S/N,可增大信道容量C
    • C随着B的适当增大而增大,但当$B\to\infty$时,$C\to1.44\frac{S}{n_0}$
    • 通过B与S/N的互换,可以维持一定的C

2、设二进制数字传输系统每隔0.4ms发送一个码元。

(1)该系统信息速率;

$$\because T_B=0.4ms=4\times10^{-4}(s)$$
$$\therefore R_B=\frac{1}{T_B}=2.5\times 10^3(Baud)$$
$$\therefore R_b=R_B\times \log_{2}M=R_b\times 1=2500(b/s)$$

(2)若改为十六进制信号码元,发送码元间隔不变,则系统的信息速率变为多少(设各码元独立等概出现)?

$$R_b=R_B\times \log_2M=R_B\times \log_216=R_B\times 4=2500\times 4=10^4 (b/s)$$

3、对于同样以2400 (b/s)信息速率发送的信号,若A系统传输(如2PSK方式)所需带宽为2400Hz,B系统传输(如4PSK方式)所需带宽为1200Hz,试问哪个系统更有效?

PSK:相移键控,即一种用载波相位表示输入信号信息的调制技术。
*NPSK *:表示N进制的数字相位调制。

$$\because R_b=2400 (b/s)$$
$$\therefore \eta_A=\frac{R_b}{B_A}=\frac{2400}{2400}=1(b/(s\cdot Hz))$$
$$\therefore \eta_B=\frac{R_b}{B_B}=\frac{2400}{1200}=2(b/(s\cdot Hz))$$
$$\therefore B系统更有效$$

4、什么是调制?调制的目的?

  • 调制:把信号形式转换成适合在信道中传输的一种过程。
  • 目的:
    1. 把基带信号的频谱搬至较高的频率上,可以提高发射效率
    2. 把多个基带信号分别搬移到不同的载频处,已实现信道的多路复用,提高信道利用率
    3. 扩展信号带宽,提高系统抗干扰能力

5、简述线性调制与非线性调制的区别。

  • 线性调制:
    • 波形上:已调信号的幅度随基带信号的规律而呈正比地变化
    • 频谱结构上:已调信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移
  • 非线性调制:已调信号的载波都保持恒定不变,而频率和相位的变化都表现为载波瞬时相位的变化
  • 区别:非线性调制的额已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移,而是频谱的非线性变换,会产生与频谱搬移不同的新的频率成分

6、以框图方式简述AM、DSB、SSB、VDB调制信号产生及其解调过程,并以公式说明其调制后信号带宽、调制效率、信噪比及制度增益

6.1 AM 调幅:常规双边带调制

AM调制模型

  • 产生过程:假设调制信号m(t)的平均值为0,将其叠加一个直流偏量$A_0$后与载波相乘,即可形成调幅信号
  • 解调过程
    • 当满足$|m(t)|_{max}\leqslant A_0$时,AM波的包络与调制信号m(t)的形状完全一样,此时用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号。
    • 如果没有满足上述条件,可以使用其他的解调方法,例如相干解调
  • 时域表达式:$s_{AM}(t)=[A_0+m(t)]\cos{\omega_c}t=A_0\cos{\omega_c}t+m(t)\cos{\omega_c}t$ 说明:$A_0$为外加的直流分量;m(t)可以是确知信号也可以是随机信号
  • 若m(t)为确知信号,则AM信号的频谱为$S_{AM}(\omega)=\pi A_0[\delta (\omega - \omega_c)+\delta (\omega +\omega_c)]+\frac{1}{2}[M (\omega + \omega_c)+M (\omega -\omega_c)]$,
    • 频谱图:由载频分量、上边带、下边带三部分组成;上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同,下边带是上边带的镜像。
    • AM信号是带有载波分量的双边带信号,它的带宽是基带信号带宽$f_H$的2倍
  • 调制效率公式:$\eta_{AM}=\frac{P_s}{P_{AM}}=\frac{\overline{m^2(t)}}{A_0^2+\overline{m^2(t)}}$ 说明:$P_c=A_0^2/2$为载波功率,$P_s=\overline{m^2(t)}/2$为边带功率
    • 当$|m(t)|{max}=A_0$时,即100%调制条件下,调制效率有最大值为$\eta{AM}=1/3$
  • 信噪比:$(\frac{S_0}{N_0})_{AM}=\frac13(\frac{S_i}{n_0 f_m})$
  • 制度增益
    • 大信噪比时:$G_{AM}=\frac{2\overline{m^2(t)}}{A_0^2+\overline{m^2(t)}}$
      • 当100%调制,且m(t)为单频正弦时候,$G_{AM}=\frac23$
    • 小信噪比时候:门限效应

6.2 DSB 双边带调制:抑制载波双边带信号(DSB-SC)

DSB调制模型

  • 产生过程:假设调制信号m(t)的平均值为0,将其直接与载波相乘,即可形成双边带信号
  • 解调过程:DSB信号的包络不再与调制信号变化规律一致,因此解调时需要采用相干解调,也称同步检测
  • 时域表达式:$s_{DSB}(t)=m(t)\cos{\omega_c}t$
  • DSB的频谱为:$S_{DSB}(\omega)=\frac{1}{2}[M(\omega+\omega_c)]+[M(\omega-\omega_c)]$
    • 频谱图:由上边带和下边带两部分组成
    • DSB信号所需的传输带宽是调制信号带宽的2倍,即和AM信号带宽相同
  • 调制效率:与AM信号比较,因为不存在载波分量,DSB信号的调制效率是100%
  • 信噪比:$(\frac{S_0}{N_0})_{DSB}=(\frac{S_i}{n_0 f_m})$
  • 制度增益:$G_{DSB}=2$

6.3 SSB 单边带调制

SSB调制模型

  • 产生过程
    • 滤波法:先产生一个双边带信号(DSB),然后让其通过一个单边带滤波器,滤除不要的边带,即可得到单边带信号(SSB)
  • 解调过程:与DSB信号的解调过程想听。需要采用相干解调
  • SSB的频谱为:$S_{SSB}(\omega)=S_{DSB}(\omega)\cdot H(\omega)$ 说明:$H(\omega)$为单边带滤波器的传输函数
    • 频谱图:由单边带组成,具体边带与单边带滤波器有关
    • SSB信号的传输带宽与调制信号带宽相同
  • 调制效率:调制效率与DSB信号相同,SSB信号的调制效率是100%
  • 信噪比:$(\frac{S_0}{N_0})_{SSB}=(\frac{S_i}{n_0 f_m})$
  • 制度增益:$G_{SSB}=1$

6.4 VSB 残留边带调制:介于SSB与DSB之间的一种折中方式

VSB调制模型

  • 产生过程
    • 滤波法:先产生一个双边带信号(DSB),然后让其通过一个残留边带滤波器,滤除不要的边带,残留边带的一小部分,即可得到残留边带信号(VSB)
  • 解调过程
    • 解调模型:1576744388448
    • 解调公式:$S_d(\omega)=\frac12M(\omega)[H(\omega+\omega_c)]+[H(\omega-\omega_c)]$
    • 条件:$[H(\omega+\omega_c)]+[H(\omega-\omega_c)]=常数 ; |\omega|\leqslant\omega_H$ 说明:$\omega_H$为调制信号的截止角频率
    • 条件解释:残留边带滤波器的特性$H(\omega)$在$\pm\omega_c$处必须具有互补对称(奇对称)特性,相干解调时才能无失真地从残留边带信号中恢复所需的调制信号
  • VSB的频谱为:$S_{SSB}(\omega)=S_{DSB}(\omega)\cdot H(\omega)=\frac{1}{2}[M(\omega+\omega_c)]+[M(\omega-\omega_c)]H(\omega)$ 解释:$H(\omega)$为所需的残留边带滤波器的传输特性
    • 频谱图:由残留边带组成
    • VSB信号的传输带宽介于调制信号带宽的一倍到两倍之间
  • 调制效率:调制效率与DSB信号相同,VSB信号的调制效率是100%
  • 信噪比:近似SSB

7、写出PM、FM调制信号表达式,说明两者的区别与联系。

  • 相位调制PM:

    • 定义:指瞬时相位偏移随调制信号m(t)做线性变化,即 $\psi(t)=K_pm(t)$
    • 公式:$s_{PM}(t)=A\cos{[\omega_c+K_pm(t)]}$
    • 说明:$K_p$为调相灵敏度(rad/V),含义是单位调制信号幅度引起PM信号的相位偏移量
  • 频率调制FM:

    • 定义:指瞬时频率随偏移调制信号m(t)成正比例变化,即 $\frac{d\psi(t)}{dt}=K_fm(t)$
    • 公式:$s_{FM}(t)=A\cos[\omega_ct+K_f\int m(\tau)d\tau]$
    • 说明:$K_f$为调频灵敏度(rad/(s·V))
  • 区别:PM是相位偏移随调制信号m(t)线性变化,FM是相位偏移随调制信号m(t)的积分呈线性变化

8、设调制信号为单一频率的正弦波,写出FM调制信号表达式,及其调频指数、最大角频偏、最大角频偏的意义。

  • FM调制信号表达式:$s_{FM}(t)=A\cos{[\omega_ct+K_fA_m\int \cos{\omega_m}\tau d\tau]}=A\cos{[\omega_ct+m_f\sin{\omega_mt}]}$
  • 调频指数:$m_f=\frac{K_fA_m}{\omega_m}=\frac{\Delta\omega}{\omega_m}=\frac{\Delta f}{f_m}$表示最大的相位偏移
  • 最大角频偏:$\Delta\omega=K_fA_m$
  • 最大频偏:$\Delta f=m_f\cdot f_m$

9、什么是信噪比增益?信噪比增益高说明什么问题?说明宽带调频系统信噪比增益与调频指数的关系,解释门限效应。

  • 信噪比增益:输入信噪比和输出信噪比的比值
  • 信噪比增益高:说明抗噪声性能好
  • 关系:
    • 调频指数:$m_f=\Delta f/f_m$ 说明:$\Delta f$表示最大频偏,$f_m表示调制信号频率$
    • 当$m_f\ll 1时; B_{FM}\approx2f_m$
    • 当$mf\gg 1时; B_{FM}\approx 2\Delta f$
  • 门限效应:当$S_i/N_i$低于一定数值时候,解调器的输出信噪比$S_0/N_0$急剧恶化,这种现象称为调频信号解调的门限效应。

10、什么是频分复用?频分复用系统原理框图?

  • 频分复用:是一种按频率来划分信道的复用方式
  • 原理框图:1576810714681

11、写出10001 001 000 01 000 011 0 00 011的AMI 码 、$HDB_3$码、双相码和CMI码。

  • 源码:10001 001 000 01 000 011 0 00 011
  • AMI码:-1000+1 00-1 000 0+1 000 0-1+1 0 00 0-1+1
  • $HDB_{3}$码:-1000+1 00-1 000-V +1 000+V -1+1 -B00-V -1+1
  • 双相码:1001010110 010110 010101 0110 010101 011010 01 0101 011010
  • CMI码:1101010100 010111 010101 0100 010101 011100 01 0101 011100

12、什么是奈奎斯特带宽?什么是频带利用率?写出具有理想低通特性的基带传输系统H(w)的带宽和频带利用率。

  • 奈奎特斯带宽:通常,把理想低通传输特性的带宽$(1/2T_B)$称为奈奎斯特带宽,记为$f_N$
  • 频带利用率:单位带宽内的传输速率,即$\eta = \frac{R_B}{B}或\eta_b=\frac{R_b}{B}$
  • $H(\omega)=\begin{cases}T_B & |\omega|\leqslant\frac{\pi}{T_B} \newline 0 & |\omega|>\frac{\pi}{T_B}\end{cases}$
  • 频带利用率:$\eta=\frac{R_B}{B}=2$ 单位(Baud/Hz)

13、在不考虑ISI条件下,二进制双极性基带系统在等概情况下的最佳判决门限电平是?

  • 最佳判决门限电平:在A和$\sigma_n^2$一定条件下,可以找到一个使误码率最小的判决门限电平,称为最佳门限电平。
  • 等概情况下的最佳判决门限电平是:$V_D^*=0$

14、什么是奈奎斯特带宽?说明奈奎斯特第一准则:抽样点无失真传输的充要条件。

  • 奈奎斯特带宽:无失真传输码元周期为T的抽样序列时,所需要的最小传输频带宽度为0-1/2T。1/2T称为奈奎斯特带宽。
  • 奈奎斯特第一准则:抽样点无失真传输的充要条件是:在本码元的抽样时刻上有最大值,其他码元的抽样时刻信号值为零,即抽样点上无码间串扰。

15、数字基带信号的功率谱有什么特点?它的带宽主要取决于什么?定时信号由哪部分决定?

  • 数字基带信号的功率谱特点:数字基带信号s(t)的功率谱密度$P_s(w)$通常包括两部分:由交变波形成的边续谱$P_u(W)$及由稳态波形成的离散谱$P_v(W)$。其中连续谱总是存在的,而离散谱在某些特殊情况下不存在或某些离散谱分量不存在;
  • 数字基带信号的带宽主要取决于连续谱
  • 数字基带信号的定时信号由离散谱决定

16、什么是码间串扰?为什么会产生码间串扰?列举两种减少或消除码间串扰的方法。

  • 码间串扰(ISI):由于系统传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特征)不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰
  • 产生码间串扰的原因:信号会产生失真和延迟
  • 减少码间串扰的方法:
    • 部分响应
    • 均衡

17、已知基带传输系统总特性为余弦滚降系数α=0.4,绝对带宽7kHz。

(1)若采用四进制信号,无ISI的最高信息速率和频带利用率?

由$B=(1+\alpha)f_N$,所以$f_N=\frac{7}{1+0.4}=5(kHz)$

所以无ISI的最高信息速率:$R_b=R_B\times\log_2M=4f_N=20(kbit/s)$

最高频带利用率:$\eta=\frac{R_b}{B}=\frac{20}{7}=2.9(v/(s\cdot Hz))$

(2)以15kb/s的比特率传输,有无ISI ?

因为在二进制基带系统中,最高信息速率即为最高码元速率,即$R_b=2\times f_N=14 kb/s$

因此以15kb/s的比特率传输时,有码间串扰

(3)若以0.2ms的码元间隔传输时,有无ISI?

$$\because T_B=0.2ms\therefore R_B=\frac{1}{T_B}=5000 (Baud)$$

$$\therefore R_b=5kb/s\leq 15kb/s$$

所以无码间串扰

18、分析下图所示的系统。

(1)能否实现无ISI传输?

因为该系统可以等效为理想低通特性:$H(f)_{eq}=\begin{cases}1;|f|\leq\frac 4T & \newline 0; |f|>\frac 4T\end{cases}$

所以可以实现无码间串扰传输

(2)滚降系数和系统带宽;

由图可得,系统滚降系数为:$\alpha=(\frac 8T- \frac 4T)\div\frac 4T=1$说明:$\alpha=f_{\Delta}-f_N$,其中,$f_\Delta$为超出奈奎斯特带宽的扩展量,$f_n$为奈奎斯特带宽

系统带宽:$B=\frac 8T$

(3)无码间串扰传输的最高码元速率和频带利用率。

无码间串扰的的最高码元速率为:$R_B=2f_N=\frac 8T(Baud)$

无码间串扰的最高频带利用率为:$\eta=\frac{R_B}{B}=\frac{2}{1+\alpha}=1(Baud/Hz)$

19、设一个基带传输系统接收滤波器的输出码元波形h(t)如图所示。

(1) 试求该基带传输系统的传输函数H(f);

令$g(t)=\begin{cases}(1-\frac{2}{T}|t|);|t|\le\frac T2 \newline 0 ; 其他\end{cases}$,由图可得$h(t)=g(t-\frac{T}2)$

因为g(t)的频谱函数$G(f)=\frac{T}{2}Sa^2(\frac{T2\pi f}{4})$

所以,系统的传输函数为$H(f)=G(f)e^{-j\frac{2\pi fT}{2}}=\frac{T}{2}Sa^2(\frac{T2\pi f}{4})e^{-j\frac{2\pi fT}{2}}$

(2) 若其信道传输函数C(f)=1,且发送滤波器和接收滤波器的传输函数相同,即GT(f)=GR(f),试求GT(f)GR(f)的表示式。

系统的传输函数H(f)由发送滤波器$G_T(f)$、信道C(f)和接收滤波器$G_R(f)$三部分组成,即

$H(f)=C(f)G_T(f)G_R(f)$

因为$C(f)=1,G_T(f)=G_R(f)$,则

$H(f)=G_T^2(f)=G_R^2(f)$

所以$G_T(f)=G_R(f)=\sqrt{H(f)}=\sqrt{\frac{T}2}Sa(\frac{2\pi Tf}{4})e^{-j\frac{2\pi fT}{4}}$

20、画出2ASK信号的调制与解调(相干与非相干解调)原理框图

模拟调制法

键控法调制

包络检波法解调

相干解调法解调

21、画出2FSK信号的调制与解调(相干与非相干解调)原理框图。

非相干调制与解调

相干调制与解调

22、QAM调制的中文含义是什么?比较16PSK与16QAM调制的带宽与抗噪声性能。

  • QAM:正交振幅调制,是一种振幅和相位联合键控
  • 比较:
    • 带宽:均为基带信号带宽的两倍
    • 抗噪声性能:16QAM的抗噪声性能优于16PSK

23、OFDM调制的设计思想是什么?它有什么特点?

  • 设计思想:将高速数据流分散调制到多个子载波上并行传输,从而使各个载波的信号速率大为降低,子信道的均衡也相对容易;因为子信道上的带宽小于信道的相关带宽,所以每个子信道上可看成是平坦性衰落,从而可消除ISI、提高抗多径和抗衰落的能力。
  • 特点:
    1. 任意两个子载波都正交
    2. 各路子载波的已调信号频谱有1/2重叠

24、无码间串扰的线性数字调制系统的带宽与频带利用率?

25、求传码率为400B的四进制ASK系统的带宽和信息速率。

信息速率:$R_b=R_B\log_2M=400\times 2=800(bps)$

带宽:$B=2R_B=2\times 400=800(Hz)$

如果采用二进制ASK系统,其带宽和信息速率又为多少?

信息速率:$B=2R_B=2\times 400=800(Hz)$

带宽:$R_b=R_B=400bps$

26、设发送的二进制信息为10101100,码元速率为1200波特。

(1)当载波频率为2400Hz时,2ASK、2PSK、 2DPSK波形 ?

  • 2ASK:二进制振幅键控
  • 2PSK:二进制相移键控
  • 2DPSK:二进制相对相移键控

(2)载波频率是1200Hz 和2400Hz 时2FSK波形?

  • 1200Hz:1200Hz二进制频移监控
  • 2400Hz:2400Hz二进制频移监控

(3)计算2ASK、2PSK、 2DPSK和2FSK信号的带宽和频带利用率。

2ASK的带宽是2倍基带信号带宽,2PSK的带宽是2倍基带信号带宽,2DPSK的带宽是2倍基带信号带宽,2FSK带宽是4倍基带信号带宽(单峰2FSK信号的带宽为3倍基带信号带宽)。

  • 2ASK:
    • 带宽:$B=2R_B=2400Hz$
    • 频带利用率:$\eta=\frac{R_B}B=0.5 (Baud/Hz)$
  • 2PSK:
    • 带宽:$B=2R_B=2400Hz$
    • 频带利用率:$\eta=\frac{R_B}B=0.5 (Baud/Hz)$
  • 2DPSK:
    • 带宽:$B=2R_B=2400Hz$
    • 频带利用率:$\eta=\frac{R_B}B=0.5 (Baud/Hz)$
  • 2FSK:
    • 带宽:$B=4R_B=4800Hz$
    • 频带利用率:$\eta=\frac{R_B}B=0.25 (Baud/Hz)$

26、设发送的二进制信息为1011001,码元速率为2000波特,载波信号为$\sin(8\pi\times10^3t)$。

(1)每个码元中包含多少载波周期?

载波频率:$f_c=\frac{8\pi\times 10^3}{2\pi}=4000Hz$

码速率:$R_B=2000(Baud)$

载波周期=$\frac{f_c}{R_B}=2$个

(2)画出2ASK、2PSK、2DPSK信号波形;

  • 2ASK:二进制振幅键控
  • 2PSK:二进制相移键控
  • 2DPSK:二进制相对相移键控

(3)计算各信号的第一谱零点带宽。

ASK,PSK和DPSK情况下的带宽是2倍的载波带宽

$B_{2PSK}=B_{2DPSK}=B_{2ASK}=2R_B=4000Hz$

27、波形编码的三个步骤?波形编码的常用方法?

  • 波形编码:
    • 第一步:抽样
    • 第二步:量化
    • 第三步:编码
  • 常用方法:脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)、增量调制($\Delta M$或DM)

28、用公式表示理想低通抽样信号的时域与频域表达式。

  • 时域表达式:$p(t)=\sum_{n=-\infty}^{+\infty}\sigma(t-nT)$连续冲激函数
  • 频域表达式:$P(j\omega)=\frac{2\pi}{T}\sum_{k=-\infty}^{+\infty}{\sigma\left(\omega-\frac{2\pi k}{T}\right)}$

29、简述低通模拟信号的抽样定理;带通抽样定理。

  • 低通模拟信号的抽样定理:最高频率小于$f_H$的模拟信号m(t)可以由其等间隔的抽样值唯一确定,抽样间隔$ T_s$或抽样速率$f_s$应该满足:
    • $T_s\le\frac{1}{2f_H}$即小于等于奈奎斯特间隔
    • $f_s\ge 2f_H$即大于等于奈奎斯特速率
  • 带通抽样定理:设带通型模拟信号m(t)的频率范围限制在($f_L\le fB$,则最小抽样概率为$f_s=2B(1+\frac kn)$式中,$B=f_H-f_L$,n为商($f_H/B$)的整数部分,k为商($f_H/B$)的小数部分

30、时分复用的理论依据是什么?时分复用(TDM)的特点是什么?

  • 理论依据:抽样定理
    • 抽样定理:设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率小于$f_H$,则以间隔时间为$T_s\le 1/2f_H$的周期性冲激脉冲对它抽样时候,m(t)将被这些抽样值所完全确定。
  • 特点:便于实现数字通信、易于制造、适用于采用集成电路实现、生产成本较低
    • TDM:各路信号在时域上是分开的,而在频域上是混叠的
    • FDM:各路信号在频域上是分开的,而在时域上是混叠的

31、PCM一次群的话路语音信号有多少路?每路话音信号的抽样频率是多少?

  • PCM一次群的话路语音信号有30
  • 每路话音信号的抽样频率是8000Hz

32、PCM一次群的比特率是多少?

每帧包含32个时隙,每个时隙容纳8bit,所以每帧包含32$\times$8=256bit

由于每录话音信号的抽样频率是8000Hz,所以采样周期$T_s=125\mu s$

所以PCM一次群的比特率是$R_b=256(bit)/125(\mu s)=2.048Mb/s$

33、采用13折线A律编码,设最小量化单位Δ=1。已知抽样脉冲值为-98 。

(1)试求此时编码器的输出码组,并计算量化误差;

因为样值为负,所以极性码$c_1=0$

又因为64<98<128,表明样值位于第四段(起点电平$64\Delta$,量化间隔$4\Delta$)

所以段落码为$c_2c_3c_4=011$

由于$(98-64)\div 4=8余2$,说明样值处于在第四段内的序号为8的量化级内

所以段内码为$c_5c_6c_7c_8=1000$

因此,编码器输出为$c_1c_2c_3c_4c_5c_6c_7c_8=0011,1000$,量化误差为$2\Delta$

(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

因为编码组0011 1000对应的编码电平为$I_c=64+8\times 4=96=2^6+2^5$

所以相应的均匀量化11位码为00001100000

34、采用13折线A律编码,设最小量化单位为1,已知抽样脉冲值为1140,试求此时编码器的输出码组,并计算量化误差。

因为样值为正,所以极性码$c_1=1$

又因为1024<1140<2048,表明样值位于第八段(起点电平1024$\Delta$,量化间隔64$\Delta $)

所以段落码为$c_2c_3c_4=111$

由于$(1140-1024)\div 64=1余52$,说明样值处于在第八段内的序号为1的量化级内

所以段内码为$c_5c_6c_7=0001$

因此,编码器输出为$c_1c_2c_3c_4c_5c_6c_7c_8=1111,0001$,量化误差为$52\Delta$

35、对5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8kHz,抽样后进行16级量化,并变为自然二进制码。

(1)传输此复用信号的传输速率;

因为抽样速率为$f_s=8000Hz$,所以抽样时间间隔$T_s=\frac{1}{f_s}=1/8000s$

所以对5路信号进行时分复用,每路占用时间为$T_1=\frac{T_s}{5}=\frac{1}{40000}(s)$

又对抽样信号进行16级量化,所以需要4位二进制码编码,每位码元占用时间为$T_b=\frac{T_1}4=\frac{1}{160000}(s)$

因此,信息传输速率$R_b=\frac{1}{T_b}=160 (kb/s)$

(2)若传输码元波形是宽度为τ的矩形脉冲,且占空比为1,求所需的传输带宽;

因为占空比为1,所以每位码元的矩形脉冲宽度$\tau =T_b$

所以传输此时分复用PCM信号所需的谱零点带宽为$B=\frac{1}\tau=R_b=160(kHz)$

奈奎斯特基带带宽为:$B_{min}=\frac{1}{2\tau}=\frac{R_b}{2}=80(kHz)$

(3)若矩形脉冲的占空比为1/2,重做(2)。

因为占空比为1/2,所以每位码元的矩形脉冲宽度$\tau =T_b/2$

所以$B=\frac{1}{\tau}=2R_b=320(kHz)$

$B_{min}=\frac{1}{2\tau}=R_b=160(kHz)$

36、设最高频率小于5MHz的模拟信号m(t),对其进行A律13折线编码。

(1)编码信号的信息速率;

$R_b=f_sN=2f_HN=10\times8=80(Mb/s)$这里为什么N=8,我也不知道,反正PPT上面那么写的

下面是抄PPT:

设模拟信号的最高频率为$f_H$c,抽样速率$f_s=2f_H$,二进制编码位数为N,则PCM信号的比特率为$R_b=f_s\times N=2f_H\times N$

传输带宽:若采用非归零矩形脉冲传输时,谱零点带宽为$B=R_B=R_b=f_s\times N$

(2)编码信号通过α=0.8的余弦滚降滤波器处理后,再进行4PSK调制传输,所需的传输带宽和频带利用率是?

4PSK属于线性调制方式,其频带利用率为:$\eta_b=\frac{R_b}{B}=\frac{\log_2M}{1+\alpha}=\frac{10}9(b/(s\cdot Hz))$

传输带宽为:$B=\frac{R_b}{\eta_b}=72(MHz)$

打赏
  • 微信
    微信
  • 支付寶
    支付寶

评论