西电考研通信原理简答题.doc

简答题目：1、什么是调制？其主要目的和作用是什么？2、什么是码间串扰？3、什么是奈奎斯特低通抽样定理4、什么是部分响应波形？5、在电话信道中传输数据，当数据速率比较高时，一般采用相位调相而不采用振幅调制或频率调制，为什么？6、通信系统中存在有哪几种同步问题？并简述其同步的目的。7、什么是2系统的相位模糊现象？8、均匀量化及非均匀量化的目的?9、眼图的目的?10、信道多路复用的方法?11、数字通信系统的主要质量指标?12、均衡器的作用 ?13、通信方式的划分14、什么是恒参信道及随参信道?15、什么叫时分复用?频分复用?码分复用?16、衡量数字通信系统的有效性和可靠性指标是什么?17、无码间串扰的条件是什么?P14818、二进制系统的误码率与什么有关?19、电话信号常用的编码方式是什么?20、常用的非均匀量化有哪些?21、信源编码的目的是什么?参考答案：调制的目的的有以下三个:1. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号 2. 改善系统的抗噪声性能 3. 实现信道的多路复用 2由于信道特性的不理想，波形失真比较严重时，可能出现前面几个码元的波形同时串到后面，对后面某一个码元的抽样判决产生影响。这种影响就叫做码间串扰。3奈奎斯特抽样定理：要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时，信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时，信号的频谱无混叠。4有控制的在某些码元的抽样时刻引入码间干扰,而在其余码元的抽样时刻无码间干扰,那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值,同时又可以降低对定时精度的要求,通常把这种波形成为部分响应波形 9从“眼图”上可 以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。11 通信概率 话音质量 信噪比标准 移动通信网进入固定公众电话网的接口技术要求 12均衡器用来补偿信道特性的不理想,克服多径衰落阴影衰落多普勒频移等导致的不良影响说白了，理想的均衡器就是实现对信道(可以看成是一个滤波器)传输模型H(Z)/H(S)的逆运算,即是P(Z)H(Z)=1或者P(S)H(S)=1,其中P(Z)/P(S)就是均衡器的传输函数.13 按传输媒质分 按信道中所传信号的特征分 按工作频段分 按调制方式分 按业务的不同分 按通信者是否运动分14所谓“恒参信道”，是指其传输特性的变化量极微且变化速度极慢；或者说，在足够长的时间内，其参数基本不变。指传输特性显著地随时间而随机变化。15时分复用是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术可以在同一个信道上传输多路信号频分复用就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号码分复用:是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式16有效性是用单位时间内所能传递的信息量 ,即信息传输速率 (数码率 )来衡量的可靠性是用接收端的误码率或误比特率来衡量的18进制数字频带传输系统,误码率与信号形式(调制方式),噪声的统计特性,解调及译码判决方式有关.而多进制数字调制系统的误码率与平均信噪比和进制数有关21目的是提高传输的效率信道受信者信源译码解密信道译码数字解调数字调制信道编码加密信源编码信息源噪声源、描述数字通信系统模型，并介绍主要组成部分的功能。图如上！1.信源编码和译码：第一是提高信息传输的有效性，第二是弄成模/数（A/D）转换。2.信道编码与译码：从解码过程中发现错误或者纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信3.加密与解密：在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列惊醒解密，回复原来信息。4.数字调制与解调：基本的数字解调方式有振幅键控ASK，频移键控FSK，绝对相移键控PSK，相对相移键控DPSK。对这些信号可以采用想干解调或者非相干解调还原为数字基带信号。5.同步：同步时保证数字通信系统有序，准确，可靠工作的前提条件。、门限效应，有哪些解调方式，什么情况下会出现门限效应？就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。、什么是“倒现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒现象”答：在数字调制系统中，如果采用绝对移相方式，由于发送端是以某一个相位作为基准的，因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。如果这个参考相位发生变化（0相位变相位或相位变0相位），则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0，从而造成错误的恢复。而实际通信时，参考基准相位的随机跳变是可能的，而且在通信过程中不易被发觉，就会在接受端发生错误的恢复，这种现象就称为“倒现象”。因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式，所以就可能出现“倒现象”、试比较抑制载波的双边带系统和单边带系统的抗噪声性能在相同的输入信号功率Si，相同输入噪声功率谱密度o，相同基带信号带宽fH条件，可以发现它们的输出信噪比相同，所以其抗噪声性能相同，但DSB所需的传输带宽是SSB的2倍。、什么是调制信道？什么是编码信道？调制信道是指从调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换器媒质，手转换器三部分，编码信道值编码器输出端到译码器输出端的部分，即包括调制器，调制信道，解调器。、利用数字通信系统传输模拟信号，一般需要哪三步骤？画出PCM系统原理框图量化抽样1.把模拟信号数字化，即模数转换（A/D），2.进行数字传输，3.把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）预滤波器低通滤波信道译码信道、调制的目的和作用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转换，5.无线通信系统中天线长度的可实现性（天线的长度为无线电信号波长的1/4）、2FSK信号的时间波形和功率谱密度有何特点？二进制移频键控信号的时间波形可看成两个不同载波的二进制振幅键控信号波形的叠加，其功率谱密度可表示成两个不同载波的二进制振幅键控信号功率谱密度的叠加。、什么是均匀量化？均匀量化优缺点？如何实现非均匀量化？把输入信号的取值域按等距离分割的量化，把输入信号动态范围内量化间隔不相等的成为非均匀。实现非均匀的方法：把送入量化器的信号X先进行压缩处理，然后把压缩的信号进行均匀量化。非均匀的优点：能克服均匀量化输入信号动态范围受到限制的缺点。、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。、什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？它们之间有什么关系？随机过程(t)的N唯概率密度函数满足fn(x1,x2, ,xn;t1,t2, ,tn)=fn(x1,x2,xn;t1+,t2+, ,tn+) 则称(t)严平稳随机过程。如果平稳随机过程的数学期望与时间T无关，而其相关函数至于时间间隔有关，则称(t)宽平稳随机过程。一般满足宽平稳条件不一定满足严平稳条件，反之则可以。但如果高斯过程是宽平稳的，则是严平稳的。、什么是恒参信道？什么是随参信道？目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？哪些属于随参信道？由二对端的数学模型的：eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)当k(t)可看成不随时间变化或者基本不变化时，这类信道被称为恒参信道。当k(t)随机快速变化时，这类信道可称为随参信道。常见的恒参信道：有架空明线、电缆。中长波。地波传播、超短波及微波视距传播，人造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的信道。随参信道包括陆地移动新到、短波电离层反射。超短波流星余迹散射信道、超短波以及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等传输媒质所构成的调制信道。、什么是线性调制？常见的线性调制有哪些？答：线性调制是通过改变载波的幅度来实现基带调制信号的频谱搬移，它所形成的信号频谱还保持原来基带频谱的结构。常见的线性调制有AM、SSB、DSB 和VSB。、如何才能使普通接收机的误码性能达到最佳接收机的水平？因为接收机和最佳接收机的性能表达式在形式上是相同的，只是一个与r=S/N=S/noB有关，而另一个与Eb/no=ST/no有关，当B=1/T时，两者性能相同，但通常B1/T，因此必须提高普通接收机信噪比才能达到最佳接收机的性能 、混叠现象出现的原因若m(t)的频率在某一角频率h以上为0，则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/2fh秒的均匀抽样序列里，抽样速率fs(每秒内的抽样点数)，应不小于2fh，否则抽样速率fs<2fh，则产生失真，即混频现象。、窄带高斯白噪声信号在信道中传输时，会遇到这样一种噪声，他的功率谱密度均匀分布在整个频率范围内，即P()=no/2，这种噪声称为白噪声，如果白噪声是高斯分布的，就叫高斯白噪声。20052006学年第二学期通信原理课内试卷A（通信工程专业03级）授课班号 218801 学号 姓名 成绩 一、 填空题（每空1分，共20分）1. 采用相干解调方式时，相同误码率条件下，2ASK、2FSK、2PSK系统所需信噪比数量关系为 2ASK>2FSK>2PSK 。2. 窄带随机过程在示波器上的波形是一个 包络 和 相位 缓慢变化的正弦波。3. 恒参信道的传输特性可以用幅频特性 和相频特性 来表征。4. 如果解调器的输入噪声功率谱密度相同，输入的信号功率也相等，则双边带和单边带在解调器输出端的 输出信噪比 是相同的。5. 采用部分响应波形，能实现 2 Bd/Hz的频带利用率，而且通常它的“尾巴”衰减大和收敛快，还可实现基带 频谱 结构的变化。6. 已知一无线信道的传输带宽为10KHz，在最坏传输条件下的信噪比为30dB，其信道容量为 99.7Kbit/s 。7. M是将模拟信号变换成仅由 一 位二进制码组成的数字信号序列。M系统中的量化噪声有两种形式：一种称为 过载 量化噪声，另一种称为一般量化噪声。8. 普通接收系统和最佳接收系统，其性能表示式在形式上是相同的，由于实际带通滤波器带宽B总是 大于 1/T，所以普通接收系统的性能总是比最佳接收系统差。9. 一个各态历经的平稳随机噪声电压的数学期望代表着 直流分量 ，其方差代表着 交流平均功率 。10. m序列的均衡性是指在m序列的一周期中，“1”和“0”的个数相当，准确地说，“1”的个数比“0”的个数 多 一个。11设一数字传输系统传送16进制码元的速率为2400B，则这时的系统信息速率为9600b/s 。12一个两径时延差为1ms的随参信道，它在.(2n+1)/2KHz频率上传输衰耗最大。13已知信息序列为100000000011，则对应的HDB3码为 +1000V+B-00V-0+1-1 。14PCM30/32路TDM系统的基群数据速率为 2。048M b/s。15某线性分组码的许用码组的最小码距是4，若用于检错，可检出 3 位错码。 二、 简答题（每题5分，共40分）1.按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。2.解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？答：半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统 。3.眼图的作用是什么？怎样才能观察到眼图？ 答：衡量数字通信系统性能好坏。调整示波器的扫描周期与码元周期同步，可看到眼图。4.为什么要进行调制？线性调制和非线性调制的区别是？答：使信号适合信道传输特性，提高频带利用率，适合远距离传输。线性调制是基带信号频谱在频域内的平移，非线性调制信号中不存在清晰的基带信号谱分量。5.解释匹配滤波器，并画出基于“匹配滤波器”的先验等概时二进制确知信号最佳接收机结构。答：输出信噪比最大的最佳线性滤波器。6.某2FSK系统的码元传输速率为2MB，数字信息为“1”时的频率f1为2.048MHz, 数字信息为“0”时的频率f2为1.024MHz，试计算已调信号的第一零点带宽。解：B=f1-f2+2fs=5.024MHz7.求功率谱密度为n0的白噪声通过理想LPF后的自相关函数及噪声功率。Ro(t)=2n0fHsinwHt/wHt；N=2n0fH8.解释ARQ系统，并说明其主要缺点？答：在发送端输入的信息码元在编码器中被分组编码后，除立即发送外，暂存于缓冲存储器中。若接收端解码器检出错码，则由解码器控制产生一重发指令，经反向信道送至原发送端。这时由发送端重发控制器控制缓冲存储器重发一次。接收端仅当解码器未发现错码时，才将信码送给收信者，否则在输出缓冲存储器中删除掉，并经反向信道发出不需重发指令。发送端收到指令后，继续发送后一码组，发端缓存的内容随之更新。 缺点：不能用于单向传输系统，也难用于广播系统，实现重发控制比较复杂；信道干扰大时系统可能处在重发循环中，通信效率低；不大适合要求严格实时传输的系统。 一、 填空题（每空0.5分，共10分）1. 在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为 3600b/s 。2. 各态历经性就是 统计特性 可由随机过程的任一实现的 时间平均来代替。3. 起伏噪声包括 热噪声 、 散弹噪声和 宇宙噪声。4. 恒参信道无失真传输要求振幅-频率特性曲线是一条 水平直线 ， 相位特性 是一条过原点的直线。5. 幅度调制又称为 线性调制 ，调制信号的频谱完全是基带信号频谱在频域内的 简单搬移 。6. 在同等条件下，正常工作时，模拟调制系统， FM系统 抗噪声性能最好， AM系统 抗噪声性能最差。7. 单极性RZ信号中 有定时分量，双极性等概信号 没有 离散谱。8. MSK信号是包络恒定、 相位连续 、 带宽最小 并且严格正交的2FSK信号。9. 当DPCM系统中量化器的量化电平数取为 2 时，此DPCM系统就成为 增量调制 系统。10.匹配滤波器是指 输出信噪比 最大的线性滤波器，它可代替最佳接收机里的 相关运算器 。二、 简答题（每题8分，共40分）1. 窄带随机过程的频谱与时间波形有什么特点？ 答：窄带随机过程的的谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频带范围f内，且f<<fc，fc远离零频率。窄带随机过程的一个样本波形是一个包络和相位随机缓变的正弦波。2. FM系统中采用加重技术的原理和目的是什么？答：FM系统中采用加重技术的原理是针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状，而高频端的信号谱密度最小，目的是提高调频解调器的高频端输出信噪比。3.等概时对于传送单极性基带波形和双极性基带波形的最佳判决门限各为多少？为什么？答：A/2和0。因为此时误码率最低。4.与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点？答：优点是提高了频带利用率，缺点是抗噪声性能降低。5. 卷积码与分组码之间有何异同点？答：相同点是它们都是差错控制编码，且监督位与信息位之间是线性运算关系。不同的是分组码监督位只与本组信息位有关，分组码可用G、H矩阵或多项式分析，能进行纠检错。而卷积码编码不仅与本组信息有关还与前N-1组有关，G、H是半无限矩阵，可用矩阵、多项式和图形三种方法分析，且更适合前向纠错。三简答题（每小题5分，共20分）1什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么概率分布？2每路基带信号带宽均为1MHz，对信号分别进行DSB和SSB调制，若采用FDM进行6路信号复用传输，试问至少需要信道带宽是多少？3试比较均匀量化与非均匀量化的特性。4什么是最小码距的概念，其数量大小有什么实际意义和作用？1噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯：概率密度函数服从高斯分布。波形特点：包络缓慢变化，频率近似为。包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。2若采用双边带调制，则每路信号带宽为W2×12MHz，6路信号复用，至少需要12MHz。若采用单边带调制，则每路信号带宽为W1MHz，至少需要带宽6MHz。3均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小； 非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。4在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除外）。d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。4DSB和SSB系统的调制制度增益各是多少？两者的抗噪声性能是否相同？为什么？5简要说明通信系统中同步的作用，常用的通信系统同步技术有哪些？4. GDSB=2，GSSB=1，从整个系统来说，在相同的发射功率、相同的噪声环境下，两者的抗噪声性能是相同的。虽然两者接收机的制度增益不同，但SSB系统带宽是DSB系统的一半，因而进入接收机的噪声带宽也是DSB系统的一半，因此最终两者的抗噪声性能是相同的。 5同步是通信系统中的一个重要的实际问题，没有同步系统，则通信系统无法正常工作。当采用同步解调时，接收端需要相干载波；接收端还需要与接收码元的重复频率和相位一致的码元同步信号；接收端需要与发送的数字流中“字”和“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，即群同步。常用同步技术：载波同步，位同步，群同步。简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。1信息源、加密器、编码器、调制器、信道、解调器、译码器、解密器、信宿、噪声 信息源>加密器>编码器>调制器>信道>解调器>译码器>解密器>信宿 噪声 信源与信宿：信息源，可以是模拟，也可以是数字。加密与解密：为了提高所传信息的安全性，按照加密算法，使其变为密文再发送，接收时，利用密钥恢复成原来的信息。编码与译码：信源编码，完成A/D转换，将数字信号进行压缩；信道编码，对传输的码元加入监督码，提高通信系统的可靠性。调制与解调：将数字基带信号的频谱搬移到高频处，以适合在信道中传输，数字解调是数字调制的逆过程。噪声：通信系统的各个环节都有噪声，因为信道内噪声对通信的影响最大，因此集中在信道中表示。一、简答题（5×8=40）1 什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？它们之间有什么联系？2 窄带高斯噪声有哪两种表达式？它们各具有什么样的统计特性？3 什么是群延时频率特性？它与相位频率特性有何联系？4 写出香农公式表达式，简述香农公式的意义？5 DSB 和SSB 调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？6 什么是门限效应？它出现在哪些调制系统中？7 为了消除码间干扰，基带系统特性应满足什么条件？8 什么是频域均衡？什么是时域均衡？时域均衡用什么方法实现？