通信原理思考題答案

1、第一章1-3 何謂數(shù)字通信?數(shù)字通信有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？數(shù)字通信即通過數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)耐ㄐ拧?shù)字通信具有以下特點(diǎn):（1）傳輸?shù)男盘?hào)是離散式的或數(shù)字的；（2)強(qiáng)調(diào)已調(diào)參數(shù)與基帶信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)；（3）抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)閿?shù)字信號(hào)可以再生，從而消除噪聲積累；(4）傳輸差錯(cuò)可以控制；（5）便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理；（6）便于加密，可靠性高；（7）便于實(shí)現(xiàn)各種信息的綜合傳輸。缺點(diǎn)：一般需要較大的傳輸帶寬。14數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型中各組成部分的主要功能是什么？（1）信息源:把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)。(2)信源編碼:一是提高信息傳輸?shù)挠行?，二是完成?數(shù)轉(zhuǎn)換.（3）加密:保證所傳信息的

2、安全。（4）信道編碼：增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)的抗干擾能力。（5）數(shù)字調(diào)制:把數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘?hào)。（6）信道是用來將來自發(fā)送設(shè)備的信號(hào)傳送到接收端。（7）解調(diào)：在接收端可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原數(shù)字基帶信號(hào)。（8）信道譯碼：接收端的信道譯碼器按相應(yīng)的逆規(guī)則進(jìn)行解碼,從中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤，提高通信系統(tǒng)的可靠性。（9）解密：在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品對(duì)收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，恢復(fù)原來信息。（10）信源譯碼：是信源編碼的逆過程。（11）受信者：是接受消息的目的地，其功能與信源相反，即把原始電信號(hào)還原成相應(yīng)的消息.1-5按調(diào)制方式，通信系統(tǒng)如何分類？按

3、調(diào)制方式，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸(頻帶或調(diào)制）系統(tǒng)。基帶傳輸是將未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)直接傳送，如音頻室內(nèi)電話；帶通傳輸是對(duì)各種信號(hào)調(diào)制后傳輸?shù)目偡Q。1-8單工，半雙工及全雙工通信方式是按什么標(biāo)準(zhǔn)分類的？解釋它們的工作方式并舉例說明。按消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系來分類.（1）單工通信,是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?如：廣播，遙控，無線尋呼等例子。（2）半雙工通信，指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。如：普通對(duì)講機(jī)。（3）全雙工通信，是指通信雙方可以同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式.如：電話.1-10通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是什么?通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括有效性,可靠性,適應(yīng)

4、性,經(jīng)濟(jì)性，標(biāo)準(zhǔn)性，可維護(hù)性。但主要性能指標(biāo)有兩個(gè)：傳輸速率和差錯(cuò)率。1-11衡量數(shù)字通信系統(tǒng)有效性和可靠性的性能指標(biāo)有哪些?數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可以用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性可用差錯(cuò)率來衡量。1-13何謂誤碼率和誤信率？它們之間的關(guān)系如何？誤碼率Pe：是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。誤信率Pb：是指錯(cuò)誤接收的信息量在傳送信息總量中所占的比例.二進(jìn)制中，誤信率和誤碼率在數(shù)值上相等（Pe=Pb）.第三章3-3何謂嚴(yán)平穩(wěn)？何謂廣義平穩(wěn)?它們之間的關(guān)系如何？(1）嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過程：若一個(gè)隨機(jī)變量 的任意有限維分布函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無關(guān)，也就是說，對(duì)于任意的正整數(shù)n和任意實(shí)數(shù)，有則稱

5、這個(gè)隨機(jī)過程是嚴(yán)平穩(wěn)的。（2）廣義穩(wěn)隨機(jī)過程：均值與t無關(guān)，為常數(shù)a。自相關(guān)函數(shù)只與時(shí)間間隔 =t2-t1有關(guān),即R（t1，t1+ ）=R（），把同時(shí)滿足的過程定義為廣義平穩(wěn)隨機(jī)過程。關(guān)系：嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過程必定是廣義平穩(wěn)的,但反之不一定成立。35什么是高斯過程?其主要性質(zhì)有哪些?高斯過程：如果隨機(jī)過程 （t）的任意n維(n=1，2，3）分布均服從正態(tài)分布,則稱他為高斯過程.性質(zhì)：（1)高斯過程n維分布只依賴各個(gè)隨機(jī)變量的均值，方差和歸一化協(xié)方差.（2）廣義平穩(wěn)的高斯過程也是嚴(yán)平穩(wěn)的。（3）如果高斯過程在不同時(shí)刻的取值是不相關(guān)的,那么它們也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的.(4)高斯過程經(jīng)過線性變換后生成的過程仍是高

6、斯過程。第四章46 何謂多徑效應(yīng)?信號(hào)經(jīng)過幾條路徑到達(dá)接收端,而且每條路徑的長度和衰減都隨時(shí)間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象.多徑傳播對(duì)信號(hào)的影響稱為多徑效應(yīng).4-17試述信道容量的定義？信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾?。第五?-2什么是線性調(diào)制?常見的線性調(diào)制方法有哪些？線性調(diào)制：是指正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)作線性變化的過程。從頻譜上說，已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是頻譜位置發(fā)生搬移。常見的線性調(diào)制：有調(diào)幅（AM），雙邊帶（DSB)，單邊帶(SSB)和殘留邊帶（VSB）調(diào)制.59DSB和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同?為什么？相同。因?yàn)樵谠肼暪β首V密度相同情況下

7、,雙邊帶的輸入噪聲功率是單邊帶的二倍,從而也使雙邊帶解調(diào)器的輸出噪聲功率比單邊帶的大一倍，因此盡管雙邊帶解調(diào)器的調(diào)制制度是單邊帶的兩倍，但是它的實(shí)際解調(diào)性能并不優(yōu)于單邊帶的解調(diào)性能。如果解調(diào)器的輸入噪聲功率密度相同,輸入信號(hào)功率也相同，則雙邊帶和單邊帶在解調(diào)器輸出端的信噪比是相等的.即從抗噪聲的觀點(diǎn)看,單邊帶和雙邊帶的抗燥性是相同的.第六章61數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的功能如何？（1）信道信號(hào)形成器：它的功能是產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)波形。（2）信道:是允許基帶信號(hào)通過的媒介.（3）接收濾波器：它用來接收信號(hào)，盡可能濾除噪音和其他干擾,對(duì)信道特性進(jìn)行均衡，是輸出的基帶波形有利于抽

8、樣判決。(4)抽樣判決器：則是在傳輸特性不理想及噪聲背景下,在規(guī)定時(shí)刻對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行抽樣判決,以恢復(fù)或再生基帶信號(hào)。(5）定時(shí)脈沖和同步提取:用來抽樣的位定時(shí)脈沖依靠同步提取電路從接收信號(hào)中提取，位定時(shí)的準(zhǔn)確與否將直接影響判決效果。6-6 什么是碼間串?dāng)_？它是怎樣產(chǎn)生的？對(duì)通信質(zhì)量有什么影響？碼間串?dāng)_：接收濾波器的輸出信號(hào)r（t)在抽樣點(diǎn)的值為是接收信號(hào)中除第k個(gè)以外的所有其他波形在第k個(gè)抽樣時(shí)刻上的代數(shù)和，稱為碼間串?dāng)_。產(chǎn)生：因?yàn)樵诘趉個(gè)抽樣時(shí)刻理想狀態(tài)是抽樣時(shí)刻所得，即僅有第k個(gè)波形在此時(shí)刻被取值，但在實(shí)際系統(tǒng)中,會(huì)有除第k個(gè)波形外的波形可能在抽樣是時(shí)刻被取值.影響:碼間串?dāng)_會(huì)

9、導(dǎo)致判決電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行誤判，使得信號(hào)失真，從而通信質(zhì)量下降。6-7為了消除碼間串?dāng)_，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應(yīng)滿足什么條件？其相應(yīng)的沖激響應(yīng)應(yīng)具有什么特點(diǎn)？為了消除碼間串?dāng)_，基帶傳輸系統(tǒng)的出傳輸函數(shù)應(yīng)滿足:6-9什么是最佳判決門限電平？在A和 一定條件下，可以找到一個(gè)使誤碼率最小的判決門限電平，稱為最佳門限電平。6-13什么是眼圖？它有什么用處？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖應(yīng)是什么樣的圖形？眼圖是采用實(shí)驗(yàn)手段估計(jì)基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種方法.它是指接收濾波器輸出的信號(hào)波形在示波器上疊加所形成的圖形。（1）最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)該是“眼睛”張開最大的時(shí)刻;（

10、2）對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度可由眼圖的斜率決定，斜率越大,對(duì)定時(shí)誤差就越靈敏；（3)眼圖的陰影區(qū)的垂直高度表示信號(hào)畸變范圍;(4）圖中央的橫軸位置應(yīng)對(duì)判決電路門限電平；（5）在抽樣時(shí)刻上,下陰影區(qū)域的間隔距離的1/2為噪聲容限，即若噪聲瞬時(shí)值超過這個(gè)容限,則可能發(fā)生錯(cuò)誤判決.第七章71什么是數(shù)字調(diào)制?數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制相比有哪些異同點(diǎn)?數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波，把數(shù)字基帶信號(hào)變換為數(shù)字帶通信號(hào)（已調(diào)信號(hào))的過程稱為數(shù)字調(diào)制。異同：數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制在原理上并沒有什么區(qū)別，只不過模擬調(diào)制是對(duì)載波信號(hào)的參量進(jìn)行連續(xù)調(diào)制，在接收端則對(duì)載波信號(hào)的調(diào)制參量連續(xù)的進(jìn)行估值，而數(shù)字模擬只是對(duì)載波信號(hào)的參量

11、進(jìn)行離散調(diào)制,在接收端也只需對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量減小估值。72數(shù)字調(diào)制的基本方式有哪些？其時(shí)間波形上各有什么特點(diǎn)?振幅鍵控，頻移鍵控，相移鍵控第十章102試寫出二進(jìn)制信號(hào)的最佳接收的判決準(zhǔn)則。兩個(gè)可能兩個(gè)可能信號(hào)是s1,s2,發(fā)送概率分別為p(s1）,p（s2）接收信號(hào)相位的概率密度為則最佳接收準(zhǔn)則-最大似然準(zhǔn)則知識(shí)點(diǎn)：各種模擬調(diào)制系統(tǒng)的比較?AM調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是接收設(shè)備簡單；缺點(diǎn)是功率利用率低,抗干擾能力差.AM調(diào)制主要用字中波和短波的調(diào)幅廣播中.DSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率高，且?guī)捙cAM相同，但接收要求同步解調(diào)，設(shè)備比較復(fù)雜。應(yīng)用較少，一般只用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專用通信.SSB調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是功率利用率和頻帶利用率都較高，抗干擾能力和抗選擇性衰弱能力均優(yōu)于AM，而帶寬只有AM的一半；缺點(diǎn)是發(fā)送和接收設(shè)備都復(fù)雜。鑒于這些特點(diǎn)，SSB常用于頻分多路復(fù)用系統(tǒng)中.VSB的抗噪聲性能和頻帶利用率與SSB相當(dāng)。VSB的訣竅在于部分抑制了發(fā)送邊帶，同時(shí)又利用平緩滾降濾波器補(bǔ)償了被抑制部分,這對(duì)包含有低頻和直流分量的基帶信號(hào)特別合適，因此，VSB在電視廣播等系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用.FM波的幅度恒定不變，這使它對(duì)非線性器件不甚敏感,給FM帶來了抗快衰落能力.利用自動(dòng)增益控制和帶通限幅還可以消除快衰落造成的幅度變化效應(yīng)。寬