2022年通信原理课后思考题借鉴 .pdf

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1、1.1 如何评价数字通信系统的性能？?有效性（单位时间内的信息传输量）信息传输速率，一般用波特率（BPS）或比特率（bps）为单位，频带利用率?可靠性（系统抗噪声性能）对模拟（连续）系统，主要是考察接收端输出的信号、噪声功率比（信噪比）对数字（离散）系统，主要是考察符号的差错率（误码率）2.1 什么是误码率？什么是误信率？它们之间的关系如何？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，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。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，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。在二进制系统中，误码率=误

2、信率；但在多进制系统中，误码率 误信率误码率 Pe 与误信率Pb 的关系 Pb=MPe/2(M-1)，M 为进制2.2 什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？码元传输速率，又称为码元速率或传码率。其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特,常用符号 Bd表示。信息传输速率又称为信息速率和传信率。通常定义每秒钟传递的信息量为传信率，单位是比特/秒(bit/s 或 bps)。在 N进制下，设信息速率为，码元速率为,则有2.3 什么是随机过程的数学期望和方差？它们分别描述了随机过程的什么性质？数学期望:表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。即均值方差:表示随机过程在时刻t 对于均值

3、a(t)的偏离程度。即均方值与均值平方之差。数学期望和方差描述了随机过程在各个孤立时刻的特征，但没有反映随机过程不同时刻之间的内在联系。2.4 平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？系统输出功率谱密度是输入功率谱密度与系统传递函数的平方的乘积。)()()(2PHP3.1 低通型采样定理和带通型采样定理有什么区别？低通型采样定理：奈奎斯特定理，fs 2B=2fH 带通型采样定理：对于带通型信号，如果按fs 2fH抽样，虽然能满足频谱不混叠的要求。但这样选择fs 太高名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -了，它

4、会使 0fL 一大段频谱空隙得不到利用，降低了信道的利用率。设带通信号的最高频率 fH与带宽 B的关系：fH=nB+kB 0k1 则：fs=2B(1+k/n)3.2 量化噪声是如何产生的？如何分析模拟信源数字化过程中的量化噪声功率？量化噪声及量化误差，量化就是利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程，即将幅度连续的抽样变成取值离散的抽样，所以必定会产生误差假设输入信号 m(t)是均值为零，概率密度为f(x)的平稳随机过程，为方便起见，用m 表示m(kTs)，mq 表示 mq(kTs)，则量化噪声功率表示为均方误差（即平均功率）dxxfmxmmENqqq)()()(223.3 为什么要采用

5、非线性量化？非线性量化及非均匀量化，是一种在整个动态范围内量化间隔不相等的量化。信号幅度越小，量化间隔 v也小；反之亦反。优点：首先，当输入信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信噪比；其次，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。3.4 常用的非线性量化有几种？各有什么特点？常用的非线性量化有律压缩和A律压缩。律 15 折线，A律 13 折线4.1 A 律的 13 折线编码方法要点及其特点是？对x轴不均匀分成 8段，分段的方法是每次以二分之一对分；对y轴在 01范

6、围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把 x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线。其中第1、2段斜率相同(均为 16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。正、负双向共有 2(8-1)-1=13 折，故称其为 13折线4.2 PCM系统噪声来源主要有哪些？量化噪声和信道加性噪声4.3 如何分析 PCM 系统输出信噪比？详见第四讲 ppt12-22 页接收端输出)()()()(tntntmtmeqo)(tmo输出信号成分)(tnq量化噪声引起的输出噪声)(tne信道加性噪声引起的输出噪声系统输出端信噪比名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页

7、-5.1 数字基带信号频谱分析意义何在？通过频谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含的频谱分量，有无直流分量，有无定时分量等。这样，才能针对信号谱的特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可从信号中提取定时信号。5.2 如何分析数字基带信号频谱？见 ppt27-33页5.3 数字基带信号码型的一般要求有哪些？基带信号的编码应尽量使频带压缩，使编码后所使用的数字信号的速率尽量低。尽量减少直流、甚低频及高频分量。提高码元同步分量，保证同步提取电路稳定可靠的工作误码扩散少,一个信号出错不扩散到其他信号尽量不出现长“0”和长“1”，长“0”或长“1”无法提取定时信号，使同步被破坏能够检测信号质量，

8、对噪声和码间串扰具有较强的抵抗力和自检能力编译码设备简单5.4 0、1 等 概 率 双极性 信 号功率 谱密度 计 算，是否适合用于基带传输?适合6.1 码间干扰是如何产生的？除第 k个码元以外的其他码元波形在第k个抽样时刻上的总和，它对当前码元的判决起着干扰的作用，所以称为码间干扰。6.2 如何理解奈奎斯特第一准则的物理意义？满足拉奎斯特第一准则的数字基带传输体统无码间干扰6.3 如 何 判 断数字 基 带传输 系 统是否 存 在码间 干扰？ppt 把H()波形在 轴上以 2/TB间隔切开，然后分段沿 轴平移到（-/TB，/TB）区间内，将它们叠加起来求和，只要其结果是叠加出一个固定值（水平

9、线），则当以1/TB 速率传输基带信号时，无码间串扰。当以高于1/TB 速率传输基带信号时，存在码间串扰。7.1 2ASK、2FSK、2PSK是如何实现的？2ASK ppt 第 9 页 2FSK ppt第 15 页 2PSK ppt第 21 页7.2 分析 2ASK、2FSK、2PSK已调信号功率谱密度的思路是？ppt 11-14页 2FSK 17-20页 2PSK ppt24-26页7.3 为什么要采用2DPSK？2DPSK 是如何实现的？2PSK 绝对移相键控：以载波的不同相位直接表示相应的数字信息名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -2DPSK 差分相位

10、键控：以前后相邻码元的相对载波相位值表示数字信息绝对相移键控信号只能采用相干接收，而且在相干接收时由于本地载波的载波相位是不确定的，因此，解调后所得的数字信号的符号也容易发生颠倒，这种现象称为相位模糊。这是采用绝对相移键控的主要缺点，因此大多数情况使用2DPSK 2DPSK 差分相位键控的实现：数字信息经“码变换器”变换为相对码，再做绝对移相键控调制7.4 2ASK、2FSK、2PSK如何解调？2ASK ppt 第 10 页 2FSK ppt第 16 页 2PSK ppt第 24 页7.5 分析 2ASK相干接收机误码性能ppt28-38 页7.6 比较 2ASK、2FSK、2PSK及 2DP

11、SK系统的抗噪性能ppt 第41页9.1 什么是最佳数字接收机准则？什么是似然比准则？什么是最大似然准则？见 ppt6-11页9.2 确知信号最佳接收机结构如何？它是如何得到的？ppt11-14 页9.3 什么是匹配滤波器？ppt 第 38 页9.4 相关器和匹配滤波器如何才能等效？匹配滤波器的输出波形是输入信号s(t)的自相关函数的K倍。即 K=1时，两者等效10.1 信道容量是如何定义的？连续信道容量和离散信道容量的定义有何区别？信道容量：信道传输信息的最大速率离散信道容量 C=maxR R：信息传输速率，单位时间内传输的信息量。如果离散信道单位时间传输的符号数为r，则信息传输速率RrH(

12、x)-H(x/y)（见 ppt13-15 页）连续信道的信道容量假设输入信道的加性高斯白噪声功率为N(单位：W)，信道带宽为 B（单位：Hz），信号功率为S（单位：W），则该信道的信道容量为)/)(1log(sbitNSBC10.2 香农公式有何意义？信道容量与“三要素”的关系如何？“三要素”：带宽、功率与信道容量。功率可以换取带宽，带宽不能无限制地换取功率11.1 常用的差错控制方法有哪些？检错重发 ARQ，前向纠错 FEC，混合方式名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -11.2 差错控制编码的目的是什么？改善通信系统的传输质量，发现或纠正差错，以提高通信系

13、统的可靠性11.3 什么是码距？最小码距与检错、纠错有何关系？码距：两个码组的对应位上数字不同的位数。最小码距：各码组间距离的最小值检出 e个错码，最小码距d0e+1 纠正 t 个错码，最小码距d02t+1 11.4 如何评价一种差错控制编码方法的性能？编码效率，检错及纠错能力11.5 什么是线性分组码？有何结构特点？把信息码分组后加入监督码的编码，称为分组码；信息位和监督位具有线性代数方程关系，称为线性码，即线性码由一组线性方程构成。由信息位和监督位组成，监督位可由信息位表示出来。码长为 n，信息位数为 k，则监督位数 r=n-k。若希望用 r 个监督位构造出r 个监督关系式，来指示一位错码

14、的n种可能位置，则要求-1 n或 k+r+1 12.1 什么是码组的互相关系数、自相关系数？什么是正交编码？设长为 n的编码中码元只取+1、-1，x和y是其中两个码组),(21nxxxx，),(21nyyyy，其中)1_,1(,iiyx，则x，y的互相关系数为niiiyxnyx11),(自相关系数定义为：nijiixxxnj11)(，若码组 x，yC（C为所有编码码组的集合），且满足0),(yx则x，y正交，相应的称C为正交编码(集)。12.2 什么是 m 序列？m 序列有何特点？m 序列是由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列，称为最大长度线性反馈移存器序列，简称 m 序列。m 序

15、列是一组伪随机序列。具有均衡特性(平衡性)，游程特性(游程分布的随机性)，移位相加特性(线性叠加性)，自相关特性，伪噪声特性12.3 如何利用 m 序列测量通信系统的误码率？如何利用m 序列测量信号在信道中的传输延时？见PPT33,34 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -13.1 常用的信号分割方法有哪些？各有何特点？FDMA，TDMA，SDMA，CDMA FDMA 特点：通常在窄带系统实现；符号时间远大于延时扩展，不需要均衡；不间断发送，系统额外开销少；系统简单，但需要双工器，同时需要精确的射频带通滤波器来消除相邻信道干扰，消除基站的杂散辐射。信道非线性

16、是FDMA 系统的主要矛盾。TDMA 特点：多用户共享一个载波频率，时隙数取决于有效带宽和调制技术等；数据分组发送，不连续发送，需开关；由于速率较高，往往需要采用均衡器；系统开销大，包括保护时隙、同步时隙等；采用时隙重新分配的方法，为用户提高所需要的带宽。CDMA 特点：各用户使用同一频段，频谱效率较高；具有抗多径、抗干扰特性；采用RAKE 接收机提高抗多径性能；PN 码具有类似噪声的性能；发射谱密度低，信号隐蔽。13.2 常用的双工方法有哪些？各有何特点？FDD：收发频率分开、接收和发送通过滤波器来完成；特点：合理安排频率；TDD：收发共用一个频率、接收和发送通过开关来完成；特点：收发存在时间间隔。13.3 直扩码分多址（DS-CDMA）与调频码分多址（FH-CDMA）有何不同？见 ppt19-31 页名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -