现代通信原理与技术思考题答案【张辉、曹丽娜】.docx

《现代通信原理与技术》简答题第一章1－1、什么是数字信号和模拟信号，两者的区别是什么？凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），则称为模拟信号凡信号参量只可能取有限个值，则称为数字信号区别：在于信号参量的取值1－2、何谓数字通信？简述数字通信系统的主要优缺点 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统优点：①抗干扰能力强，且噪声不积累②差错可控③易于与各种数字终端接口④易于集成化⑤易于加密处理缺点：占用频带宽，需要同步1－3、画出数字通信系统的一般模型，简述各小方框的主要功能数字通信系统的一般模型如下图（1） 信源编码与译码：数据压缩（减少码元数目和降低码元速率），减小传输带宽，提高通信的有效性模/数转换，当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字传输2） 信道编码与译码：通过加入监督码元（纠错/检错）提高通信的可靠性3） 加密与解密：通过加密保证所传信息的安全性4） 数字调制与解调：把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号1－4、在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么？各有哪些重要指标？有效性——传输速率（传码率、传信率，频带利用率）可靠性——差错率（误码率、误信率）1－5、按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些？单工、半双工、全双工。

1－6、何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？B码元速率（R ）：单位时间内传输码元的数目b信息速率（R ）：单位时间内传递的平均信息量或比特数b BR =R ·H (b/s) 【信息速率=码元速率×平均信息量】第三章3－1、什么是狭义信道，什么是广义信道？狭义信道：仅是指信号的传输媒质；广义信道：如果信道不仅是传输媒质而且包括通信系统中的一些转换装置信道的组成框图：3－2、在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？调制信道：调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换装置、媒质和收转换装置三部分编码信道：编码器输出端到译码器输入端的部分，即编码信道包括调制器、调制信道和解调器3－3、如何区分一个信道是恒参信道还是随参信道？通信中的常用信道哪些属于恒参信道，哪些属于随参信道？恒参信道：信道传输函数基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢的有线电信道、微波中继信道、卫星中继信道属于恒参信道随参信道：信道传输函数随时间随机快变化陆地移动信道、短波电离层反射信道属于随参信道3－4、什么是理想信道？理想信道的传输函数具有什么特点？理想恒参信道就是理想的无失真传输信道。

特点：幅频特性和群迟延－频率特性为常数，相频特性为ω的线性函数3－5、什么是线性失真？什么是非线性失真？信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真，属于哪一类失真？线性失真：无新频率产生，且频率分量放大倍数不同非线性失真：输出信号中产生新的谐波成分，改变了原信号频谱主要有幅度－频率失真和相位－频率失真，均属于线性失真3－6、群迟延－频率特性是如何定义的？它与相位－频率特性有何关系？群迟延－频率特性是相位－频率特性的导数3－7、随参信道的主要特点是什么？信号在随参信道中传输时会产生哪些衰落现象？（1） 对信号的衰耗随时间随机变化（2） 信号传输的时延随时间随机变化（3） 多径传播瑞利衰落，频率选择性衰落3－8、产生幅度衰落和频率弥漫的原因是什么？多径传播3－9、什么是相关带宽？相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意义？相关带宽：信道传输特性相邻俩个零点之间的频率间隔作为信号频谱的参考标准，保证接受信号的质量3－10、根据噪声的性质分类，噪声可以分为哪几类？各有什么特征？单频噪声，脉冲噪声，起伏噪声特征：（1） 单频噪声：一种连续波干扰2） 脉冲噪声：以突发脉冲形式出现，干扰持续时间短，脉冲幅度大，周期是随机的且相邻突发脉冲之间有较大的安静时间。

3） 起伏噪声：具有很宽的频带，并且始终存在3－11、信道中常见的起伏噪声有哪些，起伏噪声的功率谱密度和概率分布有什么特性？有热噪声，散弹噪声，宇宙噪声功率谱密度在很宽的频带范围都是常数3－12、信道容量是如何定义的？信道容量：指信道中信息无差错传输的最大速率3－13、香农公式有何意义？信道带宽和信噪比是如何实现互换的？香农公式的意义在于它给出了通信系统所能达到的极限信息传输速率，达到极限信息速率的通信系统为理想通信系统香农公式告诉我们：增大信号功率可以增加信道容量；减小噪声功率可以增大信道容量；增大信号带宽可以增加信道容量，但有极限值 lim C » 1.44 SB®¥ n0第四章4－1、调制在通信系统中的主要作用有哪些？（1） 将基带信号转换成适合于信道传输的已调信号；（2） 实现信道的多路复用，提高信道利用率；（3） 减小干扰，提高系统抗干扰能力；（4） 实现传输带宽与信噪比之间的互换4－2、什么是线性调制，线性调制方式有哪些？已调信号的时域和频域表示式怎么表示？波形和频谱有哪些特点？幅度调制是用调制信号去控制高频载波的振幅，又称线性调制AMDSBSSB3、SSB 信号的产生方法有哪些滤波法和相移法4、VSB 滤波器的传输特性应满足什么条件？为什么？HVSB(w +wc) + HVSB(w -wc) = 常数, w £ wH残留边带滤波器传输特性 H (w) 在载频处具有互补对称（奇对称）的特性。

只有这VSB样，在接收端采用相干解调法就能够从中恢复原来的基带信号5、如何比较两个模拟通信系统的抗噪声性能？（1） 输出信噪比；（2） 调制制度增益6、DSB 和 SSB 调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？相同如果在相同的输入信号功率，相同输入噪声功率谱密度，相同基带带宽的条件下比较，是相同的7、什么是频率调制，什么是相位调制，俩者关系如何？使高频载波的频率或相位按调制信号的规律变化而振幅保持恒定的调制方式是频率调制（FM）或相位调制（PM）8、简述窄带调频和宽带调频的区别、特点和应用窄带调频占据带宽较窄，抗噪声性能不能充分发挥，不能用于高质量的通信，微波，卫星通信，调频立体声广播，电视伴音都是用宽带调频的9、比较调幅系统和调频系统的抗噪声性能在高调频指数时，调频系统的抗噪声性能远远好于调幅WBFM＞DSB=SSB＞AM10、为什么调频系统可进行带宽和信噪比的互换，而调幅不能？调频系统：增加传输带宽就可以改善抗噪声性能调幅系统：信号带宽是固定的，无法进行带宽和信噪比互换11、什么叫门限效应，为什么相干解调不存在门限效应，而非相干解调有门限效应？小信噪比时，当输入信噪比减少到一定程度时，输出信噪比急剧下降，这种现象就是门限效应。

门限效应是包络解调（非相干解调）独有的特点，是由包络检波器的非线性解调作用引起的第五章1、数字基带传输系统的基本组成以及各部分的功能如何？信道信号形成器：信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号信道：它是允许基带信号通过的媒质接收滤波器：滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决 抽样判决器：在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号2、什么是基带信号？数字基带信号有哪些常用的形式？他们各有什么特点？数字基带信号：就是消息代码的电波形（或电脉冲）表示数字基带信号常见类型：矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲矩形脉冲易于形成和变换3、研究数字基带信号功率谱的目的是什么？信号带宽怎么确定？针对信号谱的特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可以从信号中提取定时信号应用：根据连续谱可以确定随机序列的带宽，根据离散谱可以确定随机序列中是否包含直流分量(m=0)和定时分量(m=1)4、构成 AMI 码和 HDB3 码的规则是什么？他们各有什么优缺点？ AMI：将二进制消息代码“1”交替的变换为传输码的“+1”和“-1”，而 0 保持不变。

优点：AMI 码无直流成分；编译码电路简单；具有内在检错能力；传输效率高缺点：当原码出现连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难HDB3：（1） 当信码的连“0”个数不超过 3 时，仍按 AMI 码规则编码；（2） 当连“0”的个数超过 3 个时，则将第 4 个“0”改为非“0”脉冲，记为+V 或者-V，称之为破坏脉冲相邻 V 码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；（3） 为了便于识别，V 码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B 或-B；（4） 破坏脉冲之后的传号码极性也要交替优点：无直流成分，低频分量小；具有内在检错能力；传输效率高，性能与信息源的统计特性基本无关；译码设备简单；将连“0”码限制在 3 个以内，有利于定时信号的提取缺点：编码设备复杂.5、什么是码间串扰？他是怎样产生的？会带来什么不好影响？应该怎么样消除或者减少？在判决时刻，前后码元波形之间的相互叠加就是码间串扰造成误码使基带传输性 H(ω)符合奈奎斯特第一准则6、为了消除码间串扰，基带传输系统的传输函数应满足什么条件？其相应的冲激响应具有什么特点？为了消除码间串扰，基带传输系统的传输函数应满足：ìå H (w + 2pi) = Tw £ píH (w) = ï iT s Ts sï 0 w > pîï Ts为了消除码间串扰，基带传输系统的冲激响应应满足 h(t)仅在本码元的抽样时刻上有最大值，并在其他码元的抽样时刻上均为 0，也就是说，若对h(t)在时刻 t=kTs 抽样，则应有下式成立：0íh(kT ) = ì1 k = 0s î k为其他整数也就是说，若 h(t)的抽样值除了在 t=0 时不为零外，在其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。

冲激响应除 t=0 时取值不为 0 外，其他抽样时刻上的抽样值均为 0 7、基带传输系统中传输特性的带宽是怎么定义的？与信号带宽的定义有什么不同？B=w0/2pi 信号带宽是信号本身的频谱，B=fH-fL8、什么叫奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽？此时的频带利用率有多大？NN N若理想低通数字基带系统的带宽为 f ，则最高码元速率为 2f ，这个传码率叫做奈奎斯特速率；码元速率为 2fN 的基带信号在理想低通系统中无码间串扰传输需要的最小带宽为 f ，这个带宽叫做奈奎斯特带宽此时的频带利用率为数字基带传输的极限频带利用率，即h =9、什么是最佳判决门限电平？RB = 2(B /BHz) 在信号峰值 A 和噪声功率s 2 一定的条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电n平，这个门限电平叫做最佳门限。