通信思考題答案

1、思考題集合：1- 1 ：什么是數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)？?jī)烧叩膮^(qū)別是什么？ 凡信號(hào)參量的取值連續(xù)（不可數(shù)或者是無(wú)窮多） ，則稱(chēng)為模擬信號(hào)，（不一定在時(shí)間是連續(xù)）凡信號(hào)參量的取值是有限個(gè)，則稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。區(qū)別是：前者在信號(hào)參量的取值是連續(xù)的，而后者是離散的。 （不一定在時(shí)間 上離散）。1-2 何謂數(shù)字通信，簡(jiǎn)述數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)？ 數(shù)字通信：就是用數(shù)字信號(hào)傳來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)。 優(yōu)缺點(diǎn)：1、 抗干擾能力強(qiáng)，切噪聲不累積；2 、 易于集成化3、易于加密處理4、差錯(cuò)可控5、易于與各種數(shù)字終端接口。缺點(diǎn)是：同步使設(shè)備復(fù)雜，需要比模擬信號(hào)更寬的系統(tǒng)頻帶。1-3 畫(huà)出數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型，并簡(jiǎn)述各小方

2、框的功能 1-4 按照信號(hào)的流向和時(shí)間分類(lèi)，通信方式分類(lèi)：?jiǎn)喂?、半雙工、全 雙工。2- 6 何謂高斯白噪聲？他的概率密度函數(shù)、功率譜密度如何表示？任意 N 維概率普密度函數(shù)服從狀態(tài)分布、功率譜密度在頻率范圍內(nèi) 均勻分布。3- 5 什 么是線性失真？什么事非線性失真？信號(hào)在恒參信道中傳輸時(shí)主要 有哪些失真？屬于哪一類(lèi)失真？ 線性失真：是輸出信號(hào)中不產(chǎn)生輸入信號(hào)中所沒(méi)有的新的頻率分 量。非線性失真：非線性失真亦稱(chēng)波形失真、非線性畸變，表現(xiàn)為輸出 信號(hào)與輸入信號(hào)不成線性關(guān)系， 使輸出信號(hào)中產(chǎn)生新的諧波成分， 改 變了原信號(hào)頻譜，包括諧波失真、瞬態(tài)互調(diào)失真、 互調(diào)失真等，幅頻失真、相頻失真、群遲延失真

3、。屬于線性失真。3- 8 傳輸幅度衰落和頻率彌散的原因是什么？ 多徑傳播多徑傳播還會(huì)造成瑞利型衰落（幅度衰落） 、頻率彌散、頻率選擇性 衰落最大多徑時(shí)延差是為了解決頻率選擇性衰落的。4- 2 什么是線性調(diào)制？線性調(diào)制的方法？已已調(diào)信號(hào)的時(shí)域和頻域 表示式怎么表示？波形和頻譜有哪些特點(diǎn)？就是載波的參數(shù)變化與基帶信號(hào)的變化成正比。 調(diào)幅、抑制載波雙邊 帶調(diào)制、單邊帶調(diào)幅波、殘留邊帶調(diào)制等。4- 11什么叫門(mén)限效應(yīng)？為什么相干解調(diào)不存在門(mén)限效應(yīng)，而非相干 解調(diào)存在門(mén)限效應(yīng)？門(mén)限效應(yīng)即指再小信噪比下，包絡(luò)檢波將在一個(gè)特定的輸入信噪比上 出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)。一旦出現(xiàn)門(mén)限效應(yīng)，解調(diào)器的輸出信噪比將急劇下降。 在

4、大信噪比下，AM調(diào)幅波的包絡(luò)檢波與相性能幾乎相同。在小信噪比情況下，調(diào)制信號(hào)無(wú)法與噪聲相分離，有用信號(hào)淹沒(méi)在噪 聲中。此時(shí)包絡(luò)檢波器的輸出信噪比不是按比例隨著輸入信噪比而下 降，而是急劇惡化，就出現(xiàn)了門(mén)限效應(yīng)。門(mén)限效應(yīng)是包絡(luò)解調(diào)（非相干解調(diào)）獨(dú)有的特點(diǎn)，是由包絡(luò)檢波器的 非線性解調(diào)作用引起的。相干解調(diào)僅適用于窄帶調(diào)頻信號(hào)，非相干解調(diào)適用于窄帶和寬帶調(diào) 頻。FM系統(tǒng)實(shí)際上是以帶寬換信噪比（這點(diǎn)通過(guò)與AM系統(tǒng)比較看 出）。隨著帶寬增加，輸入噪聲功率會(huì)隨之增大，在輸入信號(hào)功率不 變的條件下，輸入信噪比下降。在小信噪比情況下，調(diào)制信號(hào)無(wú)法與 噪聲分開(kāi)，而且有用信號(hào)淹沒(méi)在噪聲之中，此時(shí)檢波器輸出信噪比不

5、 是按比例地隨著輸入信噪比下降， 而是急劇惡化，也就是出現(xiàn)了門(mén)限 效應(yīng)。5- 3研究數(shù)字基帶功率譜的目的是什么？信號(hào)帶寬如何確定? 是用來(lái)描述它的頻譜特性。一是從序列連續(xù)譜，我們可以知序列（基 帶信號(hào)）的帶寬； 二是通過(guò)離散譜是否存在，我們可以明確能否從脈 沖序列中直接提取定時(shí)分量以及采用怎樣的方法可以從基帶脈沖序 列中獲得所需的離散分量。 信號(hào)帶寬是通過(guò)連續(xù)譜確定是， 即單個(gè)碼 元的帶寬中選擇一個(gè)較大的。隨即序列的帶寬主要依賴(lài)單個(gè)碼元波形的頻譜函數(shù)， 兩者之間取較大 一個(gè)作為序列帶寬。5- 5 什么是碼間串?dāng)_？它是怎么產(chǎn)生的？會(huì)帶來(lái)什么不好的影響？ 應(yīng)該怎樣消除和減?。?所謂碼間串?dāng)_是由于系

6、統(tǒng)傳輸總特性（包括收、發(fā)濾波器和信道 的特性）不理想，波形失真比較嚴(yán)重，有可能前面幾個(gè)碼元波形 同時(shí)串到后面，對(duì)后面的某一碼元的抽樣判決產(chǎn)生影響，這種影 響就是碼間串?dāng)_。導(dǎo)致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波 形出現(xiàn)很長(zhǎng)的拖尾，蔓延到當(dāng)前碼元的抽時(shí)刻上，從而對(duì)當(dāng)前碼 元的判決造成干擾 由收、發(fā)濾波器和信道的特性引起的延遲、展寬、拖尾等引起的 畸變。這樣會(huì)使抽樣判決時(shí)刻受到影響?？梢酝ㄟ^(guò)部分響應(yīng)系統(tǒng)（理想的低通濾波器、升余弦滾降系統(tǒng)） 、 均衡器來(lái)消除和減少。碼間串?dāng)_嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成錯(cuò)誤判決。 眼圖和均衡器。6- 5 什么叫均勻量化和非均勻量化？均勻量化的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什 么？如何實(shí)現(xiàn)均勻量化？如

7、何實(shí)現(xiàn)非均勻量化？它能克服非均勻量 化的什么缺點(diǎn)？把輸入信號(hào)的取值域按等距離分割的量化。 非均勻量化：在這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)量化間隔不相等的量化。均勻量化的信噪比隨量化電平數(shù) M 的增加而增大，缺點(diǎn) :：但也隨著 信噪比的減小而下降。使得信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍受到限制。傳輸原因是： 均勻量化的間隔是固定的， 所以無(wú)論信號(hào)大小， 量化噪聲功率固定不 變。這樣小信號(hào)的量化信噪比就很難達(dá)到給定的要求。實(shí)現(xiàn)方法： 將抽樣值進(jìn)行壓縮再均勻量化。 克服了均勻量化輸入信號(hào) 的動(dòng)態(tài)范圍受到很大限制的缺點(diǎn)。什么叫奈奎斯特帶寬和奈奎斯特速率？此時(shí)頻帶利用率為多少？系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_的最高傳輸速率 2W 。若序列以 1t 的波特的速

8、率進(jìn) 行傳輸，則系統(tǒng)的最小傳輸帶寬為 1t*12 ，這是奈奎斯特帶寬 W 。 此時(shí)的頻帶利用率為 2。頻帶利用率 = 單位頻帶內(nèi)的碼元傳輸速率 傳輸多路信號(hào)的三種復(fù)用方式：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、碼分復(fù)用。通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：有效性和可靠性。 模擬通信系統(tǒng)：有效性：有效傳輸頻帶可靠性：輸出信噪比數(shù)字通信系統(tǒng)：有效性：傳輸速率（頻帶利用率、傳碼率、傳信率）可靠性：誤碼率有線信道包括：對(duì)稱(chēng)電纜、同軸電纜、光纖、明線 無(wú)線信道：地波傳播、人造衛(wèi)星中繼、移動(dòng)無(wú)線電通信、微薄中繼隨參信道的傳輸媒質(zhì)的三個(gè)特點(diǎn)： 對(duì)信號(hào)的衰耗隨時(shí)間隨機(jī)變化。 對(duì)信號(hào)傳輸?shù)难舆t隨時(shí)間做隨機(jī)變化。 多徑傳播。 分集方式：空間分

9、集、時(shí)間分集、頻率分集、角度分集、極化分集。合并方式：選擇性合并、等增益合并、最大比值合并改善數(shù)字基帶傳輸性能的兩個(gè)措施：部分響應(yīng)、時(shí)域均衡波形編碼的方法 :： 模擬信號(hào)的數(shù)字化可以劃分為波形編碼和參量編碼兩類(lèi)。波形編碼范圍脈沖編碼、和增量調(diào)制。脈沖振幅調(diào)制： PAM 的兩種方式：自然抽樣（曲頂抽樣）和平頂抽 樣脈沖調(diào)制：脈幅、脈寬、脈位（ ppm ） 脈沖編碼調(diào)制的三個(gè)步驟：抽樣、量化、編碼 抽樣定理：如果小于， 會(huì)出現(xiàn)混疊失真 ,重建公式是內(nèi)插公式。某一實(shí)現(xiàn)的功率譜密度不能作為過(guò)程的功率譜密度 數(shù)字信號(hào)按代碼序列可以分為并行傳輸和串行傳輸 衡量隨機(jī)信號(hào)在任意兩個(gè)時(shí)刻獲得隨機(jī)度量之間的關(guān)聯(lián)性是協(xié)方差 和自相關(guān)函數(shù)。各態(tài)歷經(jīng)性是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程、 但是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程不一定具有各態(tài)歷經(jīng) 性。同步按功能：載波同步、位同步、群同步、網(wǎng)同步 高斯白噪聲的定義： 功率譜均勻分布在整個(gè)頻率分為內(nèi)， 且服從正太 分布。它的功率譜服