第一章 绪论
1、1以无线广播与电视为例,说明图1-1模型中得信息源,受信者及信道包含得具体内容就是什么 在无线电广播中,信息源包括得具体内容为从声音转换而成得原始电信号,收信者中包括得具体内容就就是从复原得原始电信号转换乘得声音;在电视系统中,信息源得具体内容为从影像转换而成得电信号。收信者中包括得具体内容就就是从复原得原始电信号转换成得影像;二者信道中包括得具体内容分别就是载有声音与影像得无线电波
1、2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者得根本区别就是什么
数字信号指电信号得参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号得参量可以取连续值。她们得区别在于电信号参量得取值就是连续得还就是离散可数得 1、3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点
传输数字信号得通信系统统称为数字通信系统;优缺点:
1、抗干扰能力强;2、传输差错可以控制;3、便于加密处理,信息传输得安全性与保密性越来越重要,数字通信得加密处理比模拟通信容易得多,以话音信号为例,经过数字变换后得信号可用简单得数字逻辑运算进行加密,解密处理;4、便于存储、处理与交换;数字通信得信号形式与计算机所用得信号一致,都就是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理与交换,可使通信网得管理,维护实现自动化,智能化;5、设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大得滤波器。设备中大部分电路就是数字电路,可用大规模与超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6、便于构成综合数字网与综合业务数字网。采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输与交换得综合。另外,电话业务与各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。一路模拟电话得频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。 1、4数字通信系统得一般模型中得各组成部分得主要功能就是什么
数字通行系统得模型见图1-4所示。其中信源编码与译码功能就是提高信息传输得有效性与进行模数转换;信道编码与译码功能就是增强数字信号得抗干扰能力;加密与解密得功能就是保证传输信息得安全;数字调制与解调功能就是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步得功能就是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统得有序,准确与可靠得工作。 1-5按调制方式,通信系统分类？
根据传输中得信道就是否经过调制,可将通信系统分为基带传输系统与带通传输系统。 1-6 按传输信号得特征,通信系统如何分类？
按信号特征信道中传输得信号可分为模拟信号与数字信号,相应得系统分别为模拟通信系统与数字通信系统。
1-7按传输信号得复用方式,通信系统如何分类？ 频分复用,时分复用,码分复用。
1-8单工,半双工及全双工通信方式就是按什么标准分类得？解释她们得工作方式并举例说明
她们就是按照消息传递得方向与时间关系分类。单工通信就是指消息只能单向传输得工作方式,通信双方只有一个进行发送,另一个只能接受,如广播,遥测,无线寻呼等。半双工通信指通信双方都能进行收发信息,但就是不能同时进行收发得工作方式,如使用统一载频得普通对讲机。全双工通信就是指通信双方能同时进行收发消息得工作方式,如电话等。 1-9通信系统得主要性能指标就是什么？
分为并行传输与串行传输。并行传输就是将代表信息得数字信号码元以组成得方式在两条或两条以上得并行信道上同时传输,其优势就是传输速度快,无需附加设备就能实现收发双方字符同步,缺点就是成本高,常用于短距离传输。串行传输就是将代表信息得数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输,其优点就是成本低,缺点就是传输速度慢,需要外加措施解决收发双方码组或字符同步,常用于远距离传输。 1-10通信系统得主要性能指标就是有哪些？
通信系统得主要性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。其中有效性与可
靠性就是主要性能指标,在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量,同样得消息用不同得调制方式,则需要不同得频带宽度,数字通信系统得有效性可用传输速率与频带利用率来衡量。具体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb。
1-11衡量数字通信系统有效性与可靠性得性能指标有哪些？
有效性用传输速率与频带利用率来衡量,可靠性用差错率来衡量,差错率有误码率,误信率。 1-12何谓就是码元速率与信息速率？她们之间得关系如何？
码元速率定义为每秒钟传送码元得数目,单位为波特;信息速率定义为每秒钟传送得信息量,单位就是bit/s。
1-13何谓误码率与误信率？它们之间关系如何?
误码率就是码元在传输系统中被传错得概率。指错误得码元数在传输码元数中所占得比例,Pe=错误码元数/传输总码元数。
误信率就是码元在传输系统中被丢失得概率。指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb=错误比特数/传输总比特数。
它们就是描述差错率得两种不同表述。在二进制中,二者数值相等。 1-14消息中包含得信息量与以下哪些因素有关？ A消息出现概B消息得种类C消息得重要程度。 第二章 确知信号 1、何为确知信号？
答:确知信号就是指其取值在任何时间都就是确定得与预知得信号。 2、试分别说明能量信号与功率信号得特性。
答:能量信号得其能量为有限得正值,但其功率等于零;功率信号其能量为无穷大,其平均功率为有限值。 3、试用语言描述单位冲击函数得定义。
答:单位冲击函数就是宽度趋于零,幅度趋于无穷大,积分面积为1得理想信号。 4、试描述信号得四种频率特性分别适用于何种信号。
答:功率信号得频谱适合于功率有限得周期信号;能量信号得频谱密度适合于能量信号;能量信号得能谱密度适合于能量信号;功率信号得功率频谱适合于功率信号。 5、频谱密度S(f)与频谱C(jnw。)得量纲分别就是什么。 答:分别为伏特/赫兹与伏特。 6.自相关函数有哪些性质？
答:(1)自相关函数就是偶函数。(2)与信号得能谱密度函数或功率谱密度函数就是傅立叶变换对得关系。3当I=0时,R(0)等于信号得平均功率或信号得能量 第三章 随机过程
1、什么就是宽平稳随机过程？什么就是严平稳随机过程？它们之间有什么关系？
答:宽平稳随机过程:若一个随机过程得数学期望与时间无关,而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程。
严平稳随机过程:若一个随即过程任何得n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关,则之为严平稳随机过程。
一个严平稳随机过程,只要她得均值有界则必然就是宽平稳得;反之不然。 2、平稳随机过程得自然相关函数具有什么特点？
答:平稳随机过程得自然相关函数与时间起点无关,只与时间间隔有关,而且就是偶函数。 3、什么就是高斯噪声？什么就是白噪声？它们各有什么特点？ 答:高斯噪声:概率密度函数符合正态分布得噪声。
高斯噪声得特点:它得n维分布仅由各随机变量得数学期望、方差与两两之间得归一化协方差函数决定。若高斯噪声就是宽平稳,则也就是严平稳得。若随机变量之间互不相关,则也就是统计独立得。
白噪声:功率谱密度在整个频域内均匀分布得噪声,属于一种理想宽带过程。
白噪声得特点:白噪声只在tao=0时才就是相关得,而在其她任意时刻上得随机变量都不相关。 4、什么就是窄带随机过程？它得频谱与时间波形有什么特点？
答:如果随机过程得频谱密度分布在一个远离零频得很窄得频率范围内,则称其为窄带随即过程。其频谱分布特点就是带宽远小于中心频率,时间波形上得特点就是呈现出包络与相位随机缓慢变化得正弦波。 5、什么就是窄高斯噪声？她在波形上有什么特点？它得包络与相位各服从什么概率分布？
答:窄带高斯噪声:若一个高斯噪声满足窄带条件,即其带宽远远小于中心频率,而且中心平率偏离零频很远,则称之为窄带高斯噪声。
其波形上得特点就是包络与相位都像一个缓慢变化得正弦波。 其包络得一维分布服从瑞利分布,其相位得一维分布服从均匀分布。 6、何为高斯白噪声？它得概率密度函数、功率频谱密度如何表示？
答:如果白噪声取值得概率密度分布服从高斯分布,则称之为高斯白噪声,其概率密度函数为高斯函数,其功率谱密度为常数。
7、不相关、统计独立、正交得含义各就是什么？她们之间得关系如何？
答:如果两个随机变量得协方差函数为零,则称她们不相关;如果两个随机变量得联合概率密度等于它们各自概率密度得乘积,则称她们统计独立。如果两个随机变量得互相关函数为零,则称她们正交。两个均值为零得随机变量如果统计独立,则一定就是正交及不相关;两个均值为零得随机变量正交与不相关等价。 第四章 信道
4、1无线信道有哪些种
无线通讯更具通讯距离,频率与位置得不同,分为地波、天波与视距传播与散射传播等 4、2 地波传播距离能达到多远 她适用在什么频段
地波传播在数百米到数千千米,应用与低频与甚低频,大约2MHZ 4、3天波传播距离能达到多远 她适用在什么频段 天波传播能达到一万千米以上,应用于高频,2MHZ-30MHZ 4、4 视距传播距离与天线高度有什么关系
天线高度越高,视距传播得距离越远,其具体关系为H=D^2/50 其中H 为天线高度,单位为米,D为视距传播距离,单位为千米
4、5散射传播有哪些种 各适用在什么频段
散射传播分为电离层散射、对流散射与流星余迹散射。电离层散射发生在3OMHZ~60MHZ 对流层散射发生在100MHZ~4000MHZ;;流星余迹散射发生在30MHZ~100MHZ 4、6何为多径效应
多径传播对信号得影响称为多径效应 4、7什么事快衰落 设么就是慢衰落
由多径效应引起得衰落称为快衰落;由信号路径上由于季节,日夜,天气等变化引起得信号衰落称为慢衰落 4、8何谓恒参信道 何谓随参信道 她们分别对信号传输有哪些主要影响
信道特性基本上不随时间变化或者变化很慢称为恒参信道;信道特性随机变化得信道称为随机信道;恒参信道对信号传输得影响可以完全消除,而随参信道对信号传输得影响只能在统计平均得意义下消除 4、9何谓加性干扰 何谓乘性干扰
不论信号有无都存在得噪声称为加性干扰;随信号大小变化得干扰称为乘性干扰 4、10有线电信道有哪些种
传输电信号得有线信道有明线、对称电缆与同轴电缆 4、11 何谓阶跃型光纤 何谓梯度型光纤
折射率在两种介质中均匀不变,仅在边界处发生突变得光纤称为阶跃光纤;纤芯折射率延半径增大方向逐渐减小得光纤称为梯度型光纤
4、12何谓多模光纤 何谓单模光纤
有多种光线传播路径得光纤称为多模光纤;只有一种光线传播路径得光纤称为单模光纤 4、13 适合在光纤中传播得光波波长有那几个 1、31UM 1、55UM
4、14信道中得噪声有哪几种
信道中得噪声可以分为脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声 4、15热噪声就是如何产生得
热噪声起源于一切电阻性元器件中得电子热运动 4、16信道模型有哪几种
信道可以分为离散信道与连续信道 4、17试述信道容量得定义
信道容量就是指信道能够传输得最大平均信息量
4、18试写出连续信道容量得表达式 由此式瞧出信道容量得大小决定于哪些参量
连续信道得信道容量计算式为Ct=Blog2(1+S/N)(b/s),可以瞧出信道容量与信道得带宽B,信号得平均功率S与噪声得平均功率N有关。 第五章 模拟调制系统
1、何为调制? 调制在通信系统中得作用就是什么？
所谓调制就就是把信号转换成适合在信道中传输得形式得一种过程。作用:1将基带信号变换成适合在信道中传输得已调信号2实现信道得多路复用3改善系统抗噪声性能。 2、什么就是线性调制？常见得线性调制有哪些？
正弦载波得幅度随调制信号做线性变化得过程。从频谱上说,已调信号得频谱结构与基带信号得频谱结构相同,只就是频率位置发生变化。常见得线性调制有调幅,双边带,单边带与残留边带调制。 3、AM信号得波形与频谱有哪些特点？
AM波得包络与调制信号得形状完全一样;AM信号得频谱有载频分量、上边带下边带三部分组成。上边带得频谱结构与原调制信号得频率结构相同,下边带就是上边带得镜像。 4 与未调载波得功率相比,AM信号在调制过程中功率增加了多少？ 增加了调制信号得功率
5、为什么要抑制载波？相对AM信号来说,抑制载波得双边带信号可以增加多少功效? 抑制载波可以提高调制效率;对于抑制载波得双边带,可以使其调制效率由三分一提高到1 6、SSB得产生方法有哪些？各有何技术难点？
SSB信号得产生方式可以分为滤波法与相移法。滤波法得技术难点就是边带滤波器得制作。相移法得难点就是宽带移相网络得制作。
7、VSB滤波器得传输特性应满足什么条件？为什么？
残留边带滤波器得特性H(w)在+-wc处必须具有互补对称性,相干解调时才能无失真得从残留边带中恢复所需要得调制信号。
8 如何比较两个模拟通信系统得抗噪声性能就是否相同？为什么？ 比较两个模拟通信系统得抗噪声性能要综合考虑带宽与信号与噪声功率比。 9、DSB调制系统与SSB调制系统得抗噪声性能就是否相同,为什么
相同。如果解调器得输入噪声功率密度相同,输入信号功率也相同,则单边带与双边带在解调器输出得信噪比就是相等得。
10 什么就是频率调制？什么就是相位调制？两者关系如何？
所谓频率调制FM就是指瞬时频率偏移随调制信号成比例变化;所谓相位调制pm就是指瞬时相位偏移随调制信号线性变化。FM与PM之间可以相互转换,将调制信号先微分,后进行调频则得到相位波;将调制信号先积分而后进行调相则得到调频波。
11 什么就是门限效应？AM信号采用包络检波解调就是为什么会产生门限效应
当包络检波器得输入信噪比降到一个特定得数值后,检波器得输出信噪比出现急剧恶化得一种现象成为门限效应。
门限效应本质上就是有包络检波器得非线性引起得。可以理解为当小信噪比时,解调器得输出端没有信号项,会把有用得信号扰乱成随机噪声。 12 为什么相干解调不存在门限效应？
噪声与信号可以分开进行解调,而解调器输出端总就是单独存在有用信号项 14 为什么调频系统可进行带宽与信噪比得互换,而调幅不能？ 因为调幅系统得带宽就是固定得
15 FM系统得调制制度增益与信号带宽得关系如何？这一关系说明什么问题？ 调制增益与信号带宽得关系为 ,这说明信号带宽越大,调制增益越高 16 fm产生门限效应得主要原因就是什么？ 主要就是非线性得解调作用
17 FM系统中采用加重技术得原理与目得就是什么？
为了进一步改善解调器得输出信噪比,针对鉴频器输出噪声谱呈抛物线形状得特点,在调频系统中采用加重技术,包括预加重与去加重措施。预加重与去加重得设计思想就是保持输出信号不变,有效降低输出噪声,已达到输出信噪比得目得,其原理实在解调钱加上预加重网络,提升调制信号得高频分量,在解调以后加上去加重网络,使信号保持不变同时降低高频噪声,从而改善输出信噪比 18 什么就是频分复用
频分复用中,一个信道得可用频带被分为若干个互不重叠得频段,每路信号占用其中得一个频段,在接收端,通过滤波器选出其中所要接收得信号,在进行解调。 第六章 数字基带传输系统
1、 数字基带传输系统得基本结构及各部分得功能？
数字基带传输系统由发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器及定时与同步系统构成。发送滤波器得功能就是产生适合于信道传输得基带信号波形。信道得作用就是传输基带信号。信道得作用就是传输基带信号。接收滤波器得作用就是接收信号,尽可能滤除信道噪声与其她干扰,对信道特性进行均衡,使输出得基带波形有利于抽样判决。抽样判决器得作用就是使再传输热性不理想及噪声背景下,在规定时刻对接收滤波器得输出波形进行判决,以恢复或再生基带信号。定时与同步系统得作用就是为抽样判决器提供准确得抽样时钟。
2、 数字基带信号有哪些常见得形式？各有什么特点？它们得时域表达式如何？
数字基带信号得常见形式有:单极性波形,双极性波形,单极性归零波形,双极性归零波形,差分波形与多电平波形。
单极性波形用正电平与零电平分别对应二进制码“1”与“0”,其波形特点就是电脉冲之间无间隔,极性单一,易用于TTL,CMOS电路,缺点就是有直流分量,只使用于近距离传输。
双极性波形用正负电平得脉冲表示二进制1与0,其波形特点就是正负电平幅度相等,极性相反,故1与0等概率出现时无直流分量,有利于在信道中传输,并且在接收端恢复信号得判决电平为零,不受信道特性变化影响,抗干扰能力强。
单极性归零波形电脉冲宽度小于码元宽度,信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。从单极性归零波形中可以直接提取定时信息。
双极性归零波形兼有双极性与归零波形得特点。相邻脉冲之间存在零电位间隔,接收端易识别码元起止时刻,从而使收发双方保持正确得位同步。
差分波形用相邻码元得电平跳变来表示消息代码,而与码元本身得电位或极性无关。用差分波形传送代码可以消除设备初始状态得影响,特别就是在相位调制系统中可以解决载波相位模糊得问题。 多电平波形得一个脉冲对应多个二进制码,在波特率相同得情况下,可以提高信息传输速率。
通信原理(第六版)课后思考题及习题答案
