通信原理简答题目汇总.docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 写出香农信道容量公式及所能得出的结论,和在实际生活中的体现?香农信道容量公式:结论:a.时,且时;b.时,且时;c.时,但时;(存在极限)实际应用中的体现:a.;例:实时通信,CDMA,扩频通信;b.例:下载,扩频通信;c.例:空间通信;扩展:香农信道容量公式三要素:,2. 如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性和可靠性?有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“速度”问题。可靠性:指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。对于模拟通信系统:有效性用带宽来衡量,可靠性用信噪比来衡量。对于数字通信系统:有效性用传输
2、速率或频带利用率来衡量,可靠性用误码率来衡量。模拟通信系统:已调信号带宽越小,有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好。数字通信系统:频带利用率越高,有效性越好,误码率越小,可靠性越高。3. 列举三种常见的复用方式,并进行比较。精解:频分复用(FDM):利用不同频段传送不同信号。(同时不同频)时分复用(TDM):利用不同时隙传送不同信号。(同频不同时)码分复用(CDM):利用不同正交码传送不同信号。(同频同时)4. 电话信道特性不理想时,会产生哪种影响?如何去解决?电话信道属于恒参信道,如果信道特性不理想的话,会导致信号发生幅度畸变,相位畸变,从而导致码间干扰。解决方法:采用均衡技术。5.
3、 为什么绝大多数无线信道对信号的影响要比有线信道大?在无线通信系统中,主要采用什么技术解决这种影响?大多数无线信道都属于随参信道,随参信道的特点:信道参数随时间变化,损耗时变,时延时变,多径传播;随参信道对信号的影响:瑞利型衰落,多径传播引起的频率弥散,频率选择性衰落;在无线通信系统中多采用分集技术。6. 恒参和随参信道知识点总结(从乘性干扰角度,信道分为恒参信道和随参信道)恒参信道:a.常见类型:明线,对称电缆,同轴电缆,光纤信道,无线电视中继,卫星中继;b.恒参信道对信号的影响:幅频畸变,相频畸变;c 信道不理想时会导致:码间干扰;d.解决方案:均衡;随参信道: a.常见类型:电离层信道,
4、对流层信道,移动通信;b.随参信道的特点:信道参数随时间变化,损耗时变,时延时变,多径传播;c.随参信道对信号的影响:瑞利型衰落,多径传播引起的频率弥散,频率选择性衰落d.解决方案:分集;7. 均衡和分集均衡:在基带系统中传入一种可调(或不可调)滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特征,从而减小码间干扰的影响。这个对系统校正的过程称为均衡,实现均衡的滤波器称为均衡器。均衡分为频域均衡和时域均衡。频域均衡是从频率响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。而时域均衡,则是直接从时间响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。 频域均衡在信道特性不变,
5、且传输低速率数据时是适用的,而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整,能够有效地减小码间串扰,故在高速数据传输中得以广泛应用。 借助横向滤波器实现均衡是可能的,并且只要用无限长的横向滤波器,就能做到消除码间串扰的影响。分集:分集类型:时间分集,空间分集,角度分集,极化分集,频率分集等。在接收端的合并技术有:选择方式;最大比合并方式;等增益合并方式等。8. 比较预加重去加重技术和压扩技术的异同?FM调制系统采用的是何种技术?为什么?PSTN中采用的是何种技术?为什么?预加重去加重技术和压扩技术相同点:改善系统信噪比,提高通信质量预加重去加重技术和压扩技术区别:a.预加重去加重技术改善高频信号的信
6、噪比。b.压扩技术改善小信号信噪比。FM调制系统中采用预加重去加重技术,原因是FM调制系统,解调器输出端的噪声呈平方率分布,高频分量受到的噪声影响大,低频分量受到的噪声影响小,预加重去加重技术的目的就是为了提升高频信号的信噪比。PSTN系统中的PCM编码时采用的是压扩技术。使用压扩技术的原因是信号幅度的概率分布不均匀,所以采用压扩技术进行非均匀量化,PCM中压扩技术目的是为了提升小信号的信噪比。10.简述基带系统中选择线路码型的要求?(或者这样问:数字基带信号传输前要进行线路码型变换,为什么?)基带系统中选择线路码型,应具有如下特点:无直流分量,低频分量尽量少;码型统计频谱越窄越好;便于从信号
7、中提取定时信息;尽量提高传输码的传输效率;适用于信源的统计变化;编译码设备尽可能简单;(所以,数字基带信号传输前要进行线路码型变换)11简述眼图的产生过程?眼图的作用?眼图中衡量传输质量的指标?(至少写出三个)眼图产生:信号加在示波器的垂直输入端上,示波器水平扫描周期与码元同步的周期同步。在示波器上就可以观测到眼图。眼图作用:定性观测码间干扰和噪声对系统的影响。衡量传输质量的指标(眼图参数):最佳判决门限,最佳抽样时刻,噪声容限,定时误差灵敏度等。产生:信号加在示波器的垂直输入端上,示波器水平扫描周期与码元同步的周期同步。作用:定性观察码间干扰和噪声对系统的影响。参数:最佳判决门限最佳抽样时刻
8、 噪声容限定时误差灵敏度等。13什么是“倒现象”?为什么二进制移相键控信号会出现“倒现象”?怎么解决?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”。解决方案就是采用相对相移方式,即2DPSK调制方式。
9、14多进制数字调制系统和二进制数字调制系统的比较。 与二进制数字调制系统比较,多进制调制系统具有以下两个特点:在相同的码元传输速率下,多进制系统的信息传输速率显然要比二进制系统的高。在相同的信息传输速率下,由于多进制码元传输速率比二进制的低,因而多进制信号的码元的持续时间要比二进制的长,相应的带宽就窄。15一个20路TDM系统,每一路抽样频率为10kHZ,每个抽样值用6bits表示,每帧20个时隙,每个时隙为各路信号一个抽样值,帧头加4bit作为同步信号,试回答每路时隙宽度及系统码速。设帧长度为,时隙宽度为,码元宽度为;依题意:时隙宽度:码元速率:分析电平:画图分析帧结构注意帧长度与采样频率的
10、关系:17公众电话通信网(PSTN)中所传输的语音信号频率范围是多少?为什么要对信号进行非均匀量化。300Hz3400H因为语音信号大多为小信号,非均匀量化在保证小信号量化信噪比相同的情况下,用7位码表示了均匀量化条件下11位码的信息,节约了4bit,实现了压缩,符合信源编码的目的。公用电话通信网(PSTN)要点总结3003400HZ,8KHz采样频率;小信号,非均匀量化,压扩技术,A13折线编码(8位)单路码速64Kbps,32路复用后,基群码速2.048Mbps全双工 恒参信道18什么是信源编码?什么是信道编码?各自在通信系统中的作用?并列举几种常见的信源编码和信道编码?信源编码是为了减少
11、信源输出符号序列中的冗余度、提高符号的平均信息量而进行的编码。信道编码是通过增加冗余比特从而实现差错控制而进行的编码。信源编码是为了提高通信系统的有效性。信道编码是为了提高通信系统的可靠性。常见信源编码:PCM,DPCM,DM,霍夫曼编码等。常见信道编码:线性分组码,循环码,卷积码,CRC,BHC。19列举几种常见的差错控制方法,并分析说明其应用场合? FEC前向纠错法:(单向,广播信道,实时) ARQ反馈重发法:(非实时) HEC混合差错控制:(半实时)三、简答题1什么是误码率,什么是误信率,它们之间关系如何? 所谓误码率,是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,或者更确切起的说,误
12、码率即是码元在传输系统中被传错的概率。所谓误信率,又称误比特率,是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,或者更确切地说,它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。二者之间的关系:它们都是表示差错率的。2信号量化的目的是什么? 因为模拟信号是时间和幅度都连续变化的,而数字信号时间和幅度都是离散的,为了将模拟信号转化为数字信号,需要对其进行幅度上的量化。3简要回答均匀量化与非均匀量化的特点。 均匀量化特点,在量化区内,大、小信号的量化间隔相同,最大量化误差均为半个量化级,因而小信号时量化信噪比太小,不能满足要求。 非均匀量化特点: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
13、;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. 简要说明数字通信较之模拟通信的优缺点 模拟通信,技术很成熟,就是将模拟信号与载波进行调制,使其带有一定载波特性,又不失模拟信号的独特性,接受端通过低通滤波器,还原初始模拟信号。 而数字信号,首先进行采样,对于采样幅值进行编码(0,1编码),然后进行调制,相移键控等。接受端还原即可。 区别在于,由于数字通信其传输数字抽样信号,在接受端可以得到还原,所以信号传输率高。而模拟信号,是对于信号的直接调制,与载波相乘,当传输途中有干扰时,对于系统的冲击,是不可修复的,所以造成失桢。相对而言,数字通信优于模拟通信。 6.何谓严平稳
14、 ,何谓宽平稳,它们之间的关系如何? 若一个随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关,则称该随机过程是在严格意义下的平稳随机过程,简称严平稳随机过程。 若一个随机过程(t)的均值与t无关,为常数a,自相关函数只与时间间隔有关,则把同时满足上述两个条件的过程定义为广义平稳随机过程。 严平稳随机过程必定是广义平稳的,反之不一定成立。 7.什么是码间串扰,怎样产生的,对通信质量有什么影响 码间串扰是由于系统传输总特性不理想,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。码间串扰严重时,会造成错误判决。 8.什么是部分响应波
15、形,什么是部分响应系统 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,通常把这种波形称为部分响应波形。利用部分响应波形进行的基带传输系统称为部分响应系统。 9.在通信原理中采用差错控制的目的是什么?由于数字信号在传输过程中受到加性干扰的影响,使信号码元波形变坏,故传输到接收端后可能发生错误判决。因此需要差错控制来解决加性干扰的影响。 10.说明码率、码重何码距的概念 码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps。码重W就是码字中所含码元“1”的数目. 两个码组对应位上
16、数字的不同位的个数称为码组的距离,简称码距,又称海明(Hamming)距离。 11简述HDB3码的优点与缺点。优点:由HDB3码确定的基带信号无直流分量,且只有很小的低频分量;HDB3中连0串的数目至多为3个,易于提取定时信号,译码较简单。缺点:编码规则复杂12. 简要回答香农公式的在通信系统中的重要意义? 香农公式是在一定的信号带宽限制下,在一定的信噪比之下的数据最大传输速率。揭示了信道对数据传输率的限制13. 什么是移频键控?2FSK信号的波形有什么特点。 称数字频率控制,是数字通信中使用较早的一种调制方式,基本原理是利用载波的频率变化来传递数字信息。2FSK是用数字基带信号控制载波的频率
17、变化,0符号对应于载频1,1符号对应于载频2, 而且1和2之间的改变是瞬间完成的1、非均匀量化的目的是什么?答案:首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比;其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比。2、数字通信有哪些特点?答案:与模拟通信相比,数字通信的优势主要有:抗干扰能力强,数字信号可以再生而消除噪声积累;传输差错可控,能改善传输质量;易于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理;易于加密,可靠性高;易于实现各种信息的综台传输。但数字通信的缺点是:系统设备复杂,对同步要求高,比
18、模拟通信占据更宽的系统频带等。3、在PCM系统中,信号量噪比和信号(系统)带宽有什么关系?答案: ,所以PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽B按指数规律增长。4、什么是奈奎斯特准则?什么是奈奎斯特速率?答案:为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称,称为奈奎斯特准则。同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率。5、什么是多径效应?答案:在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落;会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象;还会使信号的某些频率成分消失,
19、即频率选择性衰落。这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应。6、什么是调制?调制在通信系统中的作用是什么?答案:所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程。作用是:将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号; 实现信道的多路复用;改善系统抗噪声性能。7、FM系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何?这一关系说明什么问题?答案:。说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好。8、试画出DPSK系统差分相干解调系统框图。 答案:9、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善?答案:调制会产生两种噪声:一般噪声和过载量化噪声,前者是有
20、在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现12、什么是误码率?什么是误信率?它们之间的关系如何?答案:误码率是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,即码元在传输系统中被传错的概率。误信率是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。二进制系统中误码率与误信率相等,但在多进制系统中,误码率与误倍率一般不相等,通常。13、什么是码元速率?什么是信息速率?它们之间的关系如何?答案:码元速率定义为每秒钟传送码元的数目,单位为“波特”,常
21、用符号“B”表示,又称为码元传输速率或传码率。信息速率定义为每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒(bit/s或bps)。 设通信系统传送N进制码元,则码元速率与信息速率之间的关系为或14、未来通信技术的发展趋势如何?答案:未来通信技术主要以数字通信为发展方向。随着光纤通信的不断发展,有线通信将以光纤通信为发展方向,当前主要研究单模长波长光纤通信、大容量数宇传输技术和相干光通信。卫星通信集中体现在调制解调、纠错编码译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的发展。移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化。15、哪些属于恒参信道?答案:目前常见
22、的信道中,明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、微波中继、卫星中继等属于恒参信道7、哪些属于随参信道?答案:短波电离层反射信道、对流层散射信道等则属于随参信道。8简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法?答案:恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变,从而最终导致产生码间干扰。克服方法主要是采用均衡技术。随参信道对信号传输的影响是引起衰落,克服方法主要是分集接收。9 用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系。答案:香农公式表示在信道容量一定的情况下,信道带宽越宽(有效性下降),则要求信道提供的信噪比可以越小(可靠性提高),即可以提高抗干扰能力。对于调幅方式,其占用的
23、频带要比调频方式占用的频带小,而抗干扰能力则要比调频方式的差,这正好符合香农公式所反映的两者间关系难度:较难10、什么叫抽样、量化和编码? 抽样 :将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号; 量化:对时间上离散的信号处理,使其在幅度上也离散; 编码:将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程11、非均匀量化的目的是什么?答案:首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比; 其次,非均匀量化时,量化噪声对大、小信号的影响大致相同,即改善了小信号时的量化信噪比。12、抽样的任务是什么?抽样后的信号称为什么?任务是让原始的
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