考試內(nèi)容答案

一、簡答題怎樣區(qū)別符號、消息、數(shù)據(jù)、信息?各自如何度量?答:消息是由具體文字，符號或語音所表達(dá)的以發(fā)生的某個事件。消息的發(fā)生是有概率的，一個消息的產(chǎn)生可能帶來信息，也可能不帶來信息。符號是文字、數(shù)字、標(biāo)點之類的東西，是為記錄事件，消息而用的，單個符號也可以代表消息，也會含有信息。數(shù)據(jù)可以看做數(shù)字、文字、字符、符號的范稱，數(shù)字表示的數(shù)據(jù)反映量的大小、文字、符號表示的數(shù)據(jù)則描述概念、事實、情況。信息本身不容易表示，只有用文字符號等來表達(dá)、攜帶，在通信中則對他們一信號的形式實現(xiàn)。試敘述通信復(fù)用技術(shù)有哪些，以及各自的定義。答:由于信號具有頻率變量、時間變量以及不同的碼型結(jié)構(gòu)的故可以派生出比較常用的三種方式：頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用、碼分多路復(fù)用。頻分多路復(fù)用是指按照頻率的嚴(yán)格劃分把各個單路輸入信號合并到一條信道上來。時分多路復(fù)用就是將提供給整個信道傳輸信息的時間劃分成若干時間片，并將這些時隙分配給每一個信號源使用，每一路信號在自己的時隙內(nèi)獨占信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。碼分多路復(fù)用又稱為碼分多址，它也是一種共享信道的方法，每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個用戶分配一個地址碼，各個碼型互不重疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強(qiáng)。模擬通信、數(shù)字通信分別有哪些特點?答:模擬信號的產(chǎn)生有倆種情況，一種是由信源直接發(fā)出的模擬信號；另一種是由信源發(fā)出的離散信號，經(jīng)某種變換后形成模擬信號。模擬通信系統(tǒng)的的主要缺點是抗干擾能力差和保密性差。數(shù)字信號的產(chǎn)生也分倆種情況，一種是由信源直接發(fā)出的離散信號；另一種是信源發(fā)出的模擬信號，再經(jīng)“摸|數(shù)”轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。數(shù)字信號的優(yōu)越性抗干擾強(qiáng)、保密性好，且數(shù)字電路易于集成、縮小體積，所以越來越受到青睞。碼分多址部分答:對信號使用的碼型不同碼型來劃分通道時，則稱為碼分多址方式。碼分多址是以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)的，擴(kuò)頻是指把信息的頻譜擴(kuò)展到寬帶中進(jìn)行的傳輸。其中cdma的關(guān)鍵技術(shù)包括：信號控制技術(shù)；分集接收技術(shù)，其中主要有三種分集方法，時間分集、頻率分集和空間分集；軟切換技術(shù)；聲音的可變速率編碼；多路徑分集接收試敘述調(diào)制的概念與目的答:為了使信道能對基帶信號多路復(fù)用以改善通信系統(tǒng)的性能，在其發(fā)送端需要進(jìn)行調(diào)制。若傳輸?shù)男盘枮閿?shù)字信號，則對應(yīng)的調(diào)制為數(shù)字調(diào)制以實現(xiàn)數(shù)字信號的模擬傳輸；若傳輸?shù)男盘枮槟M信號，則對應(yīng)的調(diào)制為模擬調(diào)制以實現(xiàn)模擬信號的模擬傳輸比較理想抽樣和自然抽樣的異同答:它們的相同點主要有兩點：第一，抽樣頻率是按抽樣定理確定的。第二，接收端通過LPF可以恢復(fù)出原始的模擬信號。不同點在于：由于采用的載波不一樣，自然抽樣頻譜的包絡(luò)線按抽樣函數(shù)的規(guī)律變化，隨頻率增高而下降，第一零點帶寬。而理想抽樣頻譜的包絡(luò)線為一條直線，帶寬為無窮大香農(nóng)部分答：連續(xù)信道的信道容量可以根據(jù)香農(nóng)（Shannon）定律計算。香農(nóng)定律指出：在信號平均功率受限的高斯白噪聲信道中，信道的信道容量為：C=Blog2（1+S/N）bit/s從香農(nóng)公式中，可以得到以下結(jié)論:a若提高信噪比S/N,則信道容量C也提高;b若噪聲的功率譜密度n0-0,則信道容量C—g,也就是說無干擾信道的信道容量為無窮大;c若增加信道帶寬B，則信道容量C也增加，但不能無限制地增加，即當(dāng)B—g時，C—44S/n0d信道容量C一定時，帶寬B和信噪比S/N可以互換;e若信源的信息速率R小于或等于信道容量C，則理論上可實現(xiàn)無差錯傳輸。若信息速率大于信道容量C，則不可能實現(xiàn)無差錯傳輸。香農(nóng)公式什么是恒參信道?什么是隨參信道?目前常見的信道中，哪些屬于恒參信道?哪些屬于隨參信道?答:信道的參數(shù)不隨時間變化，或其變化相對于信道上傳輸信號的變化極為緩慢，那么從工程角度及研究問題方面來看，這些變化均可以忽略，這種信道就成為恒定心道，反之則成為隨參信道。恒參信道：有線信道中的電纜，光導(dǎo)纖維，無線信道中的長波，地面波傳播；隨參信道：短波電離層反射，超短波。。。隨參信道的特點如何?為什么信號在隨參信道中傳輸時會發(fā)生衰落現(xiàn)象?？？？？答:（1）對信號的衰耗隨時間隨機(jī)變化；？？？？（2） 信號傳輸?shù)臅r延隨時間隨機(jī)變化；（3） 多徑傳播。什么是調(diào)制信道?什么是編碼信道?答:1）調(diào)制信道（模擬信道）所謂調(diào)制信道是指從調(diào)制器輸出端到解調(diào)器輸入端的部分。從調(diào)制和解調(diào)的角度來看，調(diào)制器輸出端到解調(diào)器輸入端的所有變換裝置及傳輸媒質(zhì)，不論其過程如何，只不過是對已調(diào)制信號進(jìn)行某種變換。調(diào)制信道主要用來研究模擬通信系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)問題，傳輸已調(diào)制模擬信號。2）編碼信道（數(shù)字信道）所謂編碼信道是指編碼器輸出端到譯碼器輸入端的部分。從編譯碼的角度來看，編碼器的輸出是某一數(shù)字序列，而譯碼器的輸入同樣也是某一數(shù)字序列，它們可能是不同的數(shù)字序列。因此，從編碼器輸出端到譯碼器輸入端，可以用一個對數(shù)字序列進(jìn)行變換的方框來概括。傳輸數(shù)字信號信號在恒參信道中傳輸時主要有哪些失真?如何才能減小這些失真？答：（1）幅度-頻率失真（2）相位-頻率失真（群遲延失真）所謂相位-頻率失真，是指信道的相位-頻率特性偏離線性關(guān)系所引起的失真試敘述幾種主要的起伏噪聲及它們的產(chǎn)生原因和特點答：起伏噪音是最基本的噪聲來源，是普遍存在和不可避免的，其波形隨時間作不規(guī)律的隨機(jī)變化，且有很寬的頻譜。主要包括信道內(nèi)元器件所產(chǎn)生的熱噪聲，散彈噪聲和天電噪聲中的宇宙噪聲。從統(tǒng)計特性來看，可認(rèn)為起伏噪聲是一種高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)且有平坦的功率密度譜，可稱其為白噪聲，故起伏噪聲可認(rèn)為又可表達(dá)為高斯白噪聲。起伏噪聲是信道所固有的一種連續(xù)噪聲，既不能避免又始終起作用。模擬通信、數(shù)字通信分別有哪些特點?答:見3題調(diào)制信道具有哪些特點？并畫出其調(diào)制信道一般模型。答:通過對調(diào)制信道進(jìn)行大量的考察之后，可發(fā)現(xiàn)它有如下主要特性：①有一對（或多對）輸入端，則必然有一對（或多對）輸出端；②絕大部分信道是線性的，即滿足疊加原理；③信號通過信道需要一定的延遲時間；④信道對信號有損耗（固定損耗或時變損耗）；⑤即使沒有信號輸入,在信道的輸出端仍可能有一定的功率輸出（噪聲）。光纖通信系統(tǒng)有哪些特點?其關(guān)鍵技術(shù)是什么?答:光纖通信系統(tǒng)是以光為載波，利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介，通過光電變換，用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。光纖通信原理：在發(fā)信端，由需要傳輸?shù)臄?shù)字信號（電信號）去驅(qū)動一個光源（半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管），并對發(fā)出的光信號進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的光信號通過光纖傳送到接收端，信號經(jīng)放大后由光檢測器（半導(dǎo)體光電管）進(jìn)行檢測、解調(diào)，轉(zhuǎn)換成電信號之后輸出。多路復(fù)用技術(shù)包括：頻分多路復(fù)用（FDM）、時分多路復(fù)用（TDM）、波分多路復(fù)用（WDM）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。試述三種通信交換技術(shù)的特點。答:通信數(shù)據(jù)交換解決的是通信網(wǎng)絡(luò)中跨節(jié)點的數(shù)據(jù)傳送問題。（1）線路交換方式：所謂線路交換是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在兩個站之間建立一條專用的通訊線路，在數(shù)據(jù)傳送完成后，就要進(jìn)行對建立的通道進(jìn)行拆除，一般情況下由這兩個站中的其中一個來完成，以便釋放專用資源。線路交換的優(yōu)點：線路建立后，所有數(shù)據(jù)直接傳輸。因此數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、有序；（2）報文交換方式其特點：a、 線路效率較高，這是因為許多報文可以用分時方式共享一條節(jié)點到節(jié)點的通道。b、 不需要同時使用發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前暫時存儲這個報文。c、 在線路交換網(wǎng)上，當(dāng)通訊量變得很大時，就不能接受某些呼叫。而在報文交換上卻仍然可以接收報文，只是傳送延遲會增加。e、 報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地。f、 能夠建立報文的優(yōu)先權(quán)。g、 報文交換網(wǎng)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換（3）報文分組交換方式：分組交換方式吸取了報文交換方式的優(yōu)點，報文交換方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，無論發(fā)送數(shù)據(jù)長度是多少，都把它看成一個邏輯單元，報文分組方式是，限制數(shù)據(jù)的最大長度。二、應(yīng)用題1.設(shè)某恒參信道的幅頻特性為H（①）=K/I+acos①T0）e-叫其中，K,? ,T,t都是常數(shù)，試求信號s（t）通過該信道后的輸出信號表示式s（t）。0 0d 0解:因為H（①）=K?（1+acos①T°）e-j?td所以|Hw|=K（1+aCOST）00（0（w）=-wt,d某線性調(diào)制系統(tǒng)的輸出信噪比為2CdB,輸出噪聲功率為由發(fā)射機(jī)輸出端到解調(diào)器輸入之間總的任輸損耗為ioo(ie,試求：(1>DSB/SC時的發(fā)射機(jī)輸出功率；(2)SSB/SCB']'的發(fā)射機(jī)輸岀功率"解：<1)在DSB/SC方式中，信噪比增益G=2.則調(diào)制器輸入信噪比為叫2叫2同時*在相干髀調(diào)時況—例嚴(yán)4泊獷護(hù)因此解調(diào)器輸入端的信號功率&=50A;=2x10'W考慮發(fā)射機(jī)輸出端到解調(diào)器輸入端之間的專輸損耗「可得發(fā)射機(jī)輸出功率100=10^x53=2xl0 載頻fc；c 調(diào)頻指數(shù)； 載頻fc；c 調(diào)頻指數(shù)； 最大頻偏； 調(diào)制信號f(t)(2)在SSB/SC方式中，信噪比增益G=l,則調(diào)制器輸入信噪比為￡=邑=100 N.=4N=4x10_9JF嘰No因此，解調(diào)器輸入端的信號功率=100^=4xlO~7fF發(fā)射機(jī)輸出功率So=lO10x^=4x10初3.已知一調(diào)制器的輸出為st)=10cos(106nt+8cosl03nt),頻偏常數(shù)K=2，求:FM( f

解：(1.2)106解：(1.2)1062兀=500kHz,(3) Aw =KA=Pxw=8x103兀rad/smaxfmfmAw所以Af= max=4kHzmax 2兀4)4 Aw 8x103兀 /“A= max= =4X103兀m K 2f所以ff(t)=Asinwt=4x103兀sin103兀tmm有一角調(diào)信號s(t)=Acos[wt+100cos(wt)]cm如果調(diào)制為PM,且K=2，試求f(t)和f(t)所導(dǎo)致的峰值角頻率變化Aw。p如果調(diào)制為FM，且Kf=2,試求f(t)和f(t)所導(dǎo)致的峰值角頻率變化Aw，某單頻調(diào)制的調(diào)頻波通過鑒頻器、調(diào)頻波的最大相位偏移為5rad,調(diào)制頻率為15kHz,鑒頻系數(shù)KD=0.1v/kHz,試求輸出信號的平均功率。已知彩色電視圖像由5x105個像素組成，設(shè)每個像素有64種色彩，每種色彩有16個亮度等級。試計算：(1)每秒傳送100個畫面所需的信道容量？(2)如果接收機(jī)信噪比為30dB，那么傳送色彩圖像所需的信道帶寬為多少？解：(1)每像素信息量I=log2(64X16)=10bit每幅圖信息量1=10X5X105=5X106bit信源信息速率r=100X5X106bit=5X108bit/s由C的定義可知，r必須小于或等于C,所以C三r=5X108bit/s(2)已知C,S/N，求B?？捎墒酵瞥鯩min=C/log2(1+s/n)~50MHZ(令S/N=1000)8.采用13折線A律編碼電路，設(shè)接收端受到的碼字位“01010011”，最小量化單位為1個單位。試問解碼器輸出為多少單位？采用13折線』律蝙辭碼熱跖，設(shè)接收錦收到的碼學(xué)命“01010011”，最小量化單住箝1個單性。試問解碼瞿輸岀為多少單性？解：扱性碼箝0,所以極性箝負(fù)。段隊碼為101,段內(nèi)碼筠0011,所氏僮號性于第6段毎序號蔚3的量化級e由在可知，第6段隊的起胎％平謝256Ar量化同隔茹16A.因為斛碼轟輸出的量化亀平輸岀的量化也平俊于量化級的中A,所刪解碼黑輸岀^-(256+3x16+8)=-312個量化單性。9?設(shè)一個均勻量化器的量化間隔位△，量化級數(shù)位M,輸入信號在區(qū)間【-a,a】內(nèi)均勻分布,試計算改量化器的量化噪聲功率和對應(yīng)的量化信噪比。10.設(shè)調(diào)制信號為單頻余弦信號f(t)二Acos?t，用它進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅，求：mm(1)時域表達(dá)式及波形；(2)頻域表達(dá)式及頻譜圖；11.?某單頻調(diào)制的調(diào)頻波通過鑒頻器、調(diào)頻波的最大相位偏移為5rad,調(diào)制頻率為15kHz,鑒頻系數(shù)KD二0.1v/kHz，試求輸出信號的平均功率。12.設(shè)輸入信號抽樣值Is=+1255A,寫出按A律13折線編成8位碼并計算量化電平和量化誤差。設(shè)輸入他號柚樣傲,=+1255「計算鎬碼亀平，寫出7住非線性幅度碼(不含極性碼丿對應(yīng)的11住線性碼。解：輸入信號抽樣值】,處于第8段梓號為3的量化級，因此編碼亀平Ic=hi+(23C5+22C6+21C7+2008^=1024A+3x64A=1216A由于非線性碼與線性碼的變換原則是變換前后非線性碼與線性碼的碼字電平相同，所以根據(jù)犬可知：將編碼亀平從十進(jìn)制麥挨為二進(jìn)制，就得到等效的H住線性碼。因為(1216)1。=(10011000000)2,所以7住非線/性碼1110011對應(yīng)的11住線性碼角10011000000o已知載波60路群信號頻譜范圍為312KHz-552KHz,試選擇抽樣頻率。解：帶通信號的帶寬為B=f－f=552－312=240KHZHL因為ffB=312/240=1.3,n是一個不超過/的最大整數(shù)，所以n=1由式