通信工程课后思考题.docx

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第一章

1、什么是数字信号和模拟信号，俩者的区别是什么？

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

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：

抗干扰能力强、差错可控、易于与各种数字终端接口、易于集成化、易于加密处理。

缺点：

占用频带宽，需要同步

3、画出数字通信系统的一般模型，简述各方框的主要功能

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

通过加扰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。

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）

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

6、何谓码元速率和信息速率？

他们之间的关系如何？

单位时间内传输码元的数目，单位时间内传递的平均信息量或比特数。

Rb=RB·H（b/s）

第二章

1、什么是随机过程，它具有哪些基本特征？

无穷多个样本函数的总体叫随机过程。

其一，他是时间函数；其二，在固定的某一观察时刻t1，s（t1）是一个不含t变化的随机变量

2、随机过程的期望、方差和自相关函数描述了随机过程的什么性质？

期望表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。

方差表示随机过程在时刻t对于均值的偏离程度。

自相关函数衡量随机过程在任意俩个时刻获得的随机变量之间的关联程度。

3、什么是宽平稳随机过程？

什么是严平稳随机过程

设有一个二阶矩随机过程，它的均值为常数，且相关函数仅是tao的函数，则称它为宽…

符合该公式的就是严……

4、平稳随机过程的自相关函数有哪些性质，它与功率谱密度关系如何？

只与时间间隔tao有关

5、高斯过程有哪些性质？

1．对高斯过程而言，广义平稳和狭义平稳是等价的。

也就是说，若高斯过程是广义平稳的，则它也一定是狭义平稳的。

2、对于高斯过程在不同时刻的值，互不相关和相互独立是等价的。

也就是说，如果高斯过程的随机变量之间互不相关，则它们是统计独立的。

3、高斯过程通过线性系统，其输出也是一个高斯过程4均值与时间无关，协方差函数只与时间间隔有关

6、何谓高斯白噪声，他的概率密度函数，功率谱密度如何表示

功率谱密度均匀分布在整个频率范围内同时又满足高斯白噪声的噪声。

7、高斯窄带噪声的包络和相位分别服从什么概率分布？

瑞利分布均匀分布

8、高斯窄带噪声的同相分量和正交分量的统计特性如何？

同相分量和正交分量也是零均值的平稳高斯过程，而且均值和kec（t）具有相同的方差

10、正弦波加窄带高斯噪声的合成包络服从什么分布？

广义瑞利分布

9、线性系统的输出过程的均值、自相关函数及功率谱与输入平稳过程的关系如何？

E【kes0（t）】=a。

H（0）与直流传递函数的乘积

R0（t1，t1+tao）=R0（tao）

第三章

1、什么是狭义信道，什么是广义信道？

如果信道仅是指信号的传输媒质，称为狭义，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，称为广义

2、在广义信道中，什么是调制信道？

什么是编码信道？

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、如何区分一个信道是恒参信道还是随参信道？

通信中的常用信道那些属于恒参信道，哪些属于随参信道？

如果传输媒质是基本不随时间变化的，是恒参信道，如果传输媒质随时间随机快变化，是随参信道。

架空明线，电缆，中长波地传播，超短波及微波视距传播，人造卫星中继，光导纤维，及、光波视距传输媒质构成的广义信道都是恒参信道。

.陆地移动信道.短波电离层反射信道.超短波流星余迹散射信道.超短波及微波对流层散射信道.超短波电离层散射信道

.超短波超视距绕射信道都是随参信道。

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w的线性函数

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

6、群迟延—频率特性是如何定义的？

它与行为—频率特性有何关系？

它是相位—频率特性的导数

7、随参信道的主要特点是什么，信号在随参信道中传输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

8、产生幅度衰落和频率弥漫的原因是什么？

多径传播

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。

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：

单频，一种连续波干扰。

脉冲,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。

起伏，具有很宽的频带，并且始终存在。

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

12、信道容量是如何定义的

信道容量：

对一个受加性噪声干扰且带宽给定的信道，其能实现无差错传输的理论上的信息传输速率最大值

第四章

1、调制在通信系统中的主要作用有哪些？

（1）将调制信号转换成适合于信道传输的已调信号；

（2）减小干扰，提高系统抗干扰能力（3）实现信道的多路复用，提高信道利用率。

（4）实现传输带快与信噪比之间的互换

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，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。

AMDSBSSBVSB

3、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？

在载频（wc）处具有互补对称奇对称特性，只有这样，在接收端采用相干解调法就能够从中回复原来的基带信号。

5、如何比较俩个模拟通信系统的抗噪声性能？

比较器输出信噪比

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，俩者是相同的

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FM或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

10、为什么调频系统可进行带宽和信噪比的互换，而调幅不能？

调频以增加带宽可以改善抗噪声性能

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？

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。

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型。

矩形脉冲三角波高斯脉冲余弦脉冲。

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。

连续谱

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。

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。

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：

当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码规则编码当出现4个以上连0串时，将第四个0变为与前一非零符号（+1或-1）同极性的符号，该符号称为破坏符号，用符号V表示。

当相邻V符号之间有偶数个非0符号时，此时应将后一连0小段的第1个零变换成B符号，B符号的极性与前一非0符号的极性相反。

并让后面的非0符号从V符号开始交替。

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。

使基带传输特性H（w）

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还是应该满足什么条件？

其相应的冲击响应具有什么特点？

冲击响应除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-fL

8、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？

最高传输速率1/Ts最小传输带宽1/2Ts频带利用率为2波特/赫兹

9、什么是最佳判决门限电平？

使误码率最小的判决门限电平

10、当P

（1）=P（0）=1/2时，传送单极性基带波形和双极性基带波形的最佳判决门限电平各位多少？

为什么？

A/20

11、无码间串扰时，基带系统的误码率与那些因素有关？

如何降低系统的误码率？

信号的峰值A门限Vd噪声功率。

等概率发送，增大A/deten

12、什么是眼图，他有什么用处？

由眼图模型可以说明基带传输系统的哪些性能？

具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图应市什么图形？

眼图是指利用实验手段方便地估计和改善系统性能时在示波器上观察到的一种图形。

可以用来指示接受滤波器的调整，以减少码间串扰，改善系统性能。

可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小。

13、时域均衡效果是如何衡量的，什么是峰值失真准则，什么是均方失真准则？

一般采用峰值失真准则和均方失真准则作为衡量标准。

第六章

1、简述低通抽样定理。

它是在什么前提下提出的？

一个频带限制在（0，fH）赫内的时间连续信号m（t），如果以Ts《1/（2fH）秒的间隔对它进行均匀抽样，则m（t）将被锁的到的抽样值完全确定

2、对载波基群60—108kHZ的模拟信号，其抽样频率应该选择在什么范围内？

抽样频率等于多少？

因为带宽B=fH-fL=48<60，所以是带通信号最小抽样频率

计算可得抽样速率为108

3、理想抽样、自然抽样、平顶抽样在波形上、实现方法上以及频谱结构上都有什么区别？

波形：

一系列冲击函数；顶部随信号m（t）变化；顶部频带特的矩形脉冲。

频谱：

周期性重复的M（w）所组成；也是周期性的M（w）组成，不过这些M（w）按Sa函数的规律变化；由H（w）加权后的周期性重复的M（w）所组成。

4、什么叫量化和量化噪声？

量化噪声的大小与哪些因素有关？

利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值得过程称为量化。

Mq（kTs）与m（Ts）之间的误差是量化噪声。

与量化间隔的分割有关。

5、什么叫均匀量化和非均匀量化？

均匀量化的主要优缺点是什么？

如何实现非均匀量化？

他能克服均匀量化的什么缺点？

把输入信号的取值域按等距离分割的量化。

非均匀量化是一种在输入信号的动态范围内量化间隔不相等的量化。

缺点：

量化信噪比随着M增大而提高，但M越大，需要更多的码位表示一个抽样值，系统传输速率增大，占用更宽的频带；均匀量化输入信号的动态范围将受到较大的限制。

信号弱时,量化间隔小;信号强时,量化间隔大。

7、量化后为什么还要编码？

编码器是怎样吧量化和编码一起完成的？

量化后的信号是一个M进制的多电平数字信号，坑噪声性能差。

用逐次比较的方法，预先规定一些作为标胶标准的电流或电压，称为权值电流，Iw，当养殖脉冲Is到来后，用逐步逼近的方法有规律得用个标准电流Iw去喝样值脉冲比较，每比较一次出一位码，当Is>I

W时，出1码，反之，出0码，知道Iw和抽样值Is逼近为止

8、线性编码和非线性编码有什么区别？

按非均匀量化特性的编码是非线性编码，按均匀量化特性的编码是线性编码

9、试画出PCM系统的方框图，并定性画出途中各点波形。

简要说明图中各部分的作用？

抽样：

把时间上连续的模拟信号离散化；量化：

把幅度上连续的抽样信号离散化；编码：

把量化后的M个样值脉冲用二进制码组表示；译码:

把收到的pcm信号还原成相应的pam养殖信号

10、PAM与PCM有什么区别？

PAM信号与PCM信号属于数字信号还是模拟信号？

PAM是抽样后的信号，时间上离散，幅度上连续；所以是模拟信号，PCM是抽样量化编码后的信号，是一组二进制数字信号，是数字信号

11、简述PcM和△M的代码分别代表信号的什么信息？

信号本事的样值，信号的增量

12、简述PCM和△M的主要区别？

PCM是对样值本身编码，△M是对相邻样值的差值的极性编码

13、△M的一般量化噪声和过载量化噪声是怎样产生的？

如何防止过载噪声的出现

工作到过载区域。

防止工作到过载区域

14、线性PCM的量化信噪比与哪些因素有关？

简单增量调制量化信噪比与哪些因素有关？

编码位数N。

编码位数，数码率fb，fk

15、为什么简单增量调制的抗无码性能优于PCM的？

因为PCM的量化信噪比与编码位数N成线性关系，而△M的量化信噪比与N成对数关系

第七章

1、数字调制系统主要由哪几部分组成？

各部分的主要功能是什么？

调制器，信道，解调器。

形成适合在信道中传输的频带信号；把频带信号还原为数字基带信号。

2、与模拟调制系统相比较，数字调制有哪些有点？

消除噪声积累，降低误判概率

3、数字调制系统与数字基带传输系统有哪些异同点？

同：

都是先把数字基带信号变成适合在信道中传输的信号，都需要抽样判决再还原成基带传输信号。

不同：

数字系统的调制是由调制器完成的，而那个是由信道形成器完成的，数字系统的解调是由解调器完成的，而它是由

4、什么是2ASK调制？

2ASK信号调制和解调方式有哪些，其工作原理如何？

振幅键控是正弦载波的幅度随二进制数字基带信号而变化的数字调制。

模拟相乘，数字键控；非相干解调（包络检波法）相干解调（同步检测法）

5、2ASK信号的时间波形和公路谱密度有什么特点

信号为1时有波形，波形为载波形式，信号为0时，无波形。

功率谱由离散谱和连续谱醉成，离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形确定

6、简要说明2ASK信号解调中最佳判决门限的物理意义？

P

（1）f1（x）与P（0）f0（x）俩条曲线交点的x轴的坐标

7、什么是2FSK调制，2FSK信号调制和解调方式有哪些，其工作原理如何？

若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2俩个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号。

模拟调频电路，数字键控；模拟鉴频法，数字检测法，非相干解调法，相干解调法。

8、2FSK信号的时间波形和功率谱密度有什么特点？

二进制基带信号为1时，对应载波1，信号为0时，对应载波2.功率谱由离散谱和连续谱组成，离散谱位于俩个载频f1和f2处，连续谱由俩个中心位于f1和f2处的双边谱叠加形成

9、什么是绝对移相调制？

什么是相对移相调制，他们之间有什么异同点？

10、2PSK信号、2DPSK信号的调制和解调方式有哪些？

其工作原理如何？

2PSK模拟调制，数字键控。

相干解调2DPSK信号实现方法：

首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。

相干解调（极性比较法）差分相干解调（相位比较法）（差分相干解调是一种非相干解调）

11、2PSK信号、2DPSK信号的时间波形和功率谱密度有什么特点？

12、试比较2ASK信号，2FSK信号、2PSK信号和2DPSK信号的功率谱密度和宽带之间的异同点

13、试比较2ASK信号，2FSK信号、2PSK信号和2DPSK信号的坑噪声性能

14、简要叙述多进制数字调制的原理，与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点

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