通信原理第六版_思考題答案_樊昌信_(tái)曹麗娜_編著.doc

資料收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站 刪除 謝謝 第一章 緒論1-1 以無(wú)線廣播和電視為例，說(shuō)明圖1-1模型中信息源，受信者及信道包含的具體內(nèi)容是什么？1-2 數(shù)字通信有那些特點(diǎn)？答：第一，數(shù)字傳輸抗干擾能力強(qiáng)，尤其在中繼時(shí)，數(shù)字信號(hào)可以再生而消除噪聲的積累；第二，傳輸差錯(cuò)可以控制，從而改善了傳輸質(zhì)量；第三，便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行處理；第四，數(shù)字信息易于做高保密性的加密處理；第五，數(shù)字通信可以綜合傳遞各種消息，使通信系統(tǒng)功能增強(qiáng)。1-3 按消息的物理特征，通信系統(tǒng)如何分類？答：根據(jù)消息的特征不同，通信系統(tǒng)可以分為：第一：電報(bào)通信系統(tǒng)；第二：電話通信系統(tǒng)；第三：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)；第四：圖像通信系統(tǒng)。1-4 按調(diào)制方式，通信系統(tǒng)如何分類？答：按調(diào)制方式，通信系統(tǒng)可以分為： 基帶傳輸和頻帶傳輸。1-5 按傳輸信號(hào)的特征，通信系統(tǒng)如何分類？答：按傳輸信號(hào)的特征，通信系統(tǒng)可以分為： 模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。1-6 按傳送信號(hào)的復(fù)用方式，通信系統(tǒng)如何分類？答：按傳送信號(hào)的復(fù)用方式，通信系統(tǒng)可以分為： 頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用和碼分復(fù)用。1-7 通信方式是如何確定的？答：通信方式是根據(jù)消息的傳送方向與時(shí)間關(guān)系確定的。1-8 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是什么？答：通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是：傳輸速率和差錯(cuò)率。1-9 什么是誤碼率？什么是誤信率？它們之間的關(guān)系如何？答：所謂誤碼率，是指錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)在傳送總碼元數(shù)中所占的比例，或者更確切起的說(shuō)， 誤碼率即是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。 所謂誤信率，又稱誤比特率，是指錯(cuò)誤接收的信息量在傳送信息總量中所占的比例，或者更確切地說(shuō)， 它是碼元的信息量在傳輸系統(tǒng)中被丟失的概率。 二者之間的關(guān)系：它們都是表示差錯(cuò)率的。1-10 什么是碼元速率？什么是信息速率? 它們之間的關(guān)系如何？答：碼元速率是指每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為“波特“，常用符號(hào)“B”表示。 信息速率是指每秒鐘傳遞的信息量，單位是比特/秒。 二者之間的關(guān)系：在二進(jìn)制下，二者在數(shù)值上相等，只是單位不同； 在N進(jìn)制下，設(shè)信息速率為Rb(bit/s),碼元速率為Rbn(B),則有： 1-11 未來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)如何？1-12 什么是信源符號(hào)的信息量？什么是離散信源的信息熵？答：信源符號(hào)的信息量是它出現(xiàn)的概率P(x)的函數(shù)。每個(gè)符號(hào)所含信息量的統(tǒng)計(jì)平均值稱為信源的信息熵。第三章 信道3-1 什么是調(diào)制信道？什么是編碼信道？答：所謂調(diào)制信道是指調(diào)制輸出端到解調(diào)輸入端的部分。 所謂編碼信道是指編碼器輸出端到譯碼器輸入短的部分。3-2 什么是恒參信道？什么是隨參信道？目前常見(jiàn)的信道中，哪些屬于恒參信道？哪些屬于隨參信道？答：恒參信道是指乘性干擾不隨時(shí)間變化或基本不變化。 隨參信道是非恒參信道的統(tǒng)稱，它的乘性干擾是隨機(jī)變化的。 常見(jiàn)的恒參信道有：由架空明線，電纜，中長(zhǎng)波地波傳播，超短波及微波視距傳播，人造衛(wèi)星中繼，光導(dǎo)纖維以及光波視距傳播等傳輸媒質(zhì)構(gòu)成的信道。 常見(jiàn)的隨參信道有：短波電離層反射，超短波流星余跡散射，超短波及微波對(duì)流層散射， 超短波電離層散射以及超短波超視距繞射等傳輸媒質(zhì)所分別構(gòu)成的調(diào)制信道。3-3 信號(hào)在恒參信道中傳輸時(shí)主要有哪些失真？如何才能減小這些失真？答：信號(hào)在恒參信道中傳輸時(shí)主要有：幅度頻率畸變和相位頻率畸變。 為了減小幅度頻率畸變，在設(shè)計(jì)總的傳輸特性時(shí)，一般要求把幅度頻率畸變控制在一個(gè)允許的范圍內(nèi)， 通常采用均衡措施。 相位頻率畸變也可以采用均衡措施來(lái)減小失真度。 3-4 什么是群延遲頻率特性？它與相位頻率特性有和關(guān)系？答：所謂群延遲頻率特性就是相位頻率特性對(duì)頻率的導(dǎo)數(shù)。 它與相位頻率特性的關(guān)系： 若相位頻率特性用（W）來(lái)表示，則群延遲頻率特性（w）為： （w）=d（W）/dw3-5 3-5 隨參信道的特點(diǎn)如何？為什么信號(hào)在隨參信道中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生衰落現(xiàn)象?答：隨參信道的特點(diǎn)： 第一：對(duì)信號(hào)的衰耗隨時(shí)間而變化； 第二：傳輸?shù)臅r(shí)延隨時(shí)間而變化； 第三：多徑傳播。 信號(hào)在隨參信道中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生衰落現(xiàn)象是因?yàn)椋?多徑傳播的結(jié)果使確定的載波信號(hào)變成了包絡(luò)和相位受到調(diào)制的窄帶信號(hào)； 從頻譜上看，多徑傳輸引起了頻率彌散，即由單個(gè)頻率變成了一個(gè)窄帶頻譜。3-6 信道中常見(jiàn)的起伏噪聲有哪些？它們的主要特點(diǎn)是什么？答：信道中常見(jiàn)的起伏噪聲有：熱噪聲，散彈噪聲，以及宇宙噪聲等。 它們的主要特點(diǎn)是：無(wú)論在時(shí)域內(nèi)還是在頻域內(nèi)它們總是普遍存在和不可避免的。3-7 信道容量是如何定義的？連續(xù)信道容量和離散信道容量的定義有何區(qū)別？答：對(duì)于一切可能的信息源概率分布來(lái)說(shuō)，信道傳輸信息的速率R的最大值稱為信道容量，記之為C,即 式中max表示對(duì)所有可能的輸入概率分布來(lái)說(shuō)的最大值。3-8 香農(nóng)公式有何意義？信道容量與“三要素“的關(guān)系如何？答：香農(nóng)公式表明了當(dāng)信號(hào)與作用在信道上的起伏噪聲的平均功率給定時(shí)，在具有一定頻帶寬度B的信道上， 理論上單位時(shí)間內(nèi)可能傳輸?shù)男畔⒘康臉O限數(shù)值。 一個(gè)連續(xù)信道的信道容量受“三要素“B,n,s的限制。只要這三個(gè)要素確定，則信道容量也就隨之確定。 當(dāng)或時(shí)，信道容量 。第四章 模擬調(diào)制系統(tǒng)4-1 什么是線性調(diào)制？常見(jiàn)的線性調(diào)制有哪些？ 答：在幅度調(diào)制中，幅度已調(diào)信號(hào)的幅度隨基帶信號(hào)變化而成正比的變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)單搬移，由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制又稱為線性調(diào)制。常見(jiàn)的線性調(diào)制有幅度調(diào)制等。 4-2 殘留邊帶濾波器的傳輸特性應(yīng)如何？為什么？4-3 什么叫調(diào)制制度增益？其物理意義如何？答：調(diào)制制度增益是指輸出信噪比與輸入信噪比的比值G G=輸出信噪比/輸入信噪比 它可以對(duì)解調(diào)器的抗噪聲性能做出評(píng)估。4-4 雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)器的輸入信號(hào)功率為什么和載波功率無(wú)關(guān)？答：4-5 如何比較兩個(gè)系統(tǒng)的抗噪聲性能？答：4-6 DSB調(diào)制系統(tǒng)和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同?為什么？答：4-7 什么是門限效應(yīng)？AM信號(hào)采用包絡(luò)檢波法解調(diào)時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生門限效應(yīng)？答：包絡(luò)檢波器存在一個(gè)臨界值（“門限值”）：當(dāng)輸入信噪比大于該值時(shí)，包絡(luò)檢波器能正常工作，消息信號(hào)能夠無(wú)失真地從調(diào)恢復(fù)出來(lái)；當(dāng)小于該值時(shí)，包絡(luò)檢波器就不能作，消息信號(hào)將完全不能恢復(fù)。這種現(xiàn)象叫門限效應(yīng)。 在大信噪比情況下，AM信號(hào)包絡(luò)檢波器的性能幾乎與同步檢測(cè)器相同。但隨信噪比的減小，包絡(luò)檢波器將在一個(gè)特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應(yīng)。4-8 在小噪聲情況下，試比較AM系統(tǒng)和FM系統(tǒng)抗噪聲性能的優(yōu)劣。 答：在小噪聲情況下，在相同輸入信噪比的情況下，F(xiàn)M輸出信噪比要優(yōu)于AM輸出信噪比,但是當(dāng)輸入信噪比降低到某一門限時(shí)，F(xiàn)M便開始產(chǎn)生門限效應(yīng)；若繼續(xù)降低輸入信噪比,則FM解調(diào)器的輸出信噪比將急劇變壞，甚至比AM的性能好要差。4-9 FM系統(tǒng)產(chǎn)生門限效應(yīng)的主要原因是什么? 答：FM系統(tǒng)產(chǎn)生門限效應(yīng)的主要原因是它的非線性的解調(diào)作用。4-10 FM系統(tǒng)調(diào)制制度增益和信號(hào)帶寬的關(guān)系如何？這一關(guān)系說(shuō)明什么問(wèn)題？答：FM系統(tǒng)調(diào)制制度增益和信號(hào)帶寬的關(guān)系為： 這一關(guān)系說(shuō)明，在大信噪比下，寬帶調(diào)頻解調(diào)器的制度增益是很高的， 對(duì)于調(diào)頻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，增加傳輸帶寬就可以改善抗噪聲性能。4-11 什么是頻分復(fù)用？ 答：頻分復(fù)用是按頻率分割多路信號(hào)的方法，即將信道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中的一個(gè)頻段。在按收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號(hào)分開，分別進(jìn)行解調(diào)和終端處理。4-12 什么是復(fù)合調(diào)制？什么是多級(jí)調(diào)制？ 答：采用兩種或兩種以上調(diào)制方式形成的復(fù)用系統(tǒng)稱為復(fù)合調(diào)制系統(tǒng)。 多級(jí)調(diào)制是指在一個(gè)復(fù)用系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)同一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行兩次以上同一種方式的調(diào)制。 第五章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)5-1 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如何？ 5-2 數(shù)字基帶信號(hào)有哪些常見(jiàn)的形式？它們各有什么特點(diǎn)？它們的時(shí)域表示式如何？答：數(shù)字基帶信號(hào)常見(jiàn)的形式有：第一：?jiǎn)螛O性碼波形 特點(diǎn)：在碼元時(shí)間內(nèi)或者有電壓或者無(wú)電壓，電極性單一。第二：雙極性碼波形 特點(diǎn)：二進(jìn)制符號(hào)0，1分別與正，負(fù)電位相對(duì)應(yīng)。第三：?jiǎn)螛O性歸零碼波形 特點(diǎn)：它的電脈沖寬度比碼元寬度窄，每個(gè)脈沖都回到零電位。第四：雙極性歸零碼波形 特點(diǎn)：每一符號(hào)都有零電位的間隙產(chǎn)生。第五：差分碼波形 特點(diǎn)：波形所代表的信息符號(hào)與碼元本身電位無(wú)關(guān)，而僅與相鄰碼元的電位變化有關(guān)。第六：多元碼波形 特點(diǎn)：一個(gè)脈沖可以代表多個(gè)二進(jìn)制符號(hào)。5-3 數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜有什么特點(diǎn)？它的帶寬主要取決于什么?5-4 什么是HDB3碼，差分雙相碼和？有哪些主要特點(diǎn)？ 答：HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼，它的編碼原理是：先把消息代碼變換成AMI碼，然后去檢查AMI碼的連0串情況，當(dāng)沒(méi)有4個(gè)或4個(gè)以上的連0串時(shí)，則這時(shí)的AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上的連0串時(shí)，則將每個(gè)連0 小段的第四個(gè)0變換成與其前一非0符號(hào)同極性的符號(hào)。顯然，這樣做可能破壞“極性交替反轉(zhuǎn)“的規(guī)律。這個(gè)符號(hào)就稱為破壞符號(hào)，用V符號(hào)表示。 HDB3碼的特點(diǎn)：編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼比較簡(jiǎn)單；除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了使連0 串減小到至多3個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)十分有利。 差分雙相碼：先把輸入的非歸零波形變換成差分波形，用差分波形實(shí)行絕對(duì)雙相碼編碼，此時(shí)的輸出碼相對(duì)于輸入波形，稱為差分雙相碼。 差分雙相碼的特點(diǎn)：只使用兩個(gè)電平，能提供足夠的定時(shí)分量，又無(wú)直流漂移，編碼過(guò)程簡(jiǎn)單，但是占用帶寬較寬。 AMI碼的全稱是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，編碼規(guī)則：代碼的0 仍變換為傳輸碼的0，而代碼中的1交替的變換為+1，-1， +1，-1，等等。 AMI碼的特點(diǎn)：無(wú)直流成分，且只有很小的低頻成分，譯碼簡(jiǎn)單，但不易于獲取定時(shí)信號(hào)。5-5 什么是碼間干擾？它是如何產(chǎn)生的？對(duì)通信質(zhì)量有什么影響？答：在對(duì)某一時(shí)刻的波形抽樣時(shí)可能會(huì)由于其他時(shí)刻的波形的影響使抽樣判決發(fā)生錯(cuò)誤， 這種干擾我們稱為碼間干擾。 碼間干擾造成誤碼率的增大。5-6 為了消除碼間干擾，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應(yīng)滿足什么條件？答：為了消除碼間干擾，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應(yīng)滿足： 其中 5-7 某數(shù)字基帶信號(hào)的碼元間隔為Ts,傳送它的基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)H(W)如圖P5-1所示。試問(wèn)這時(shí)有無(wú)碼間干擾？5-8 什么是部分響應(yīng)波形？什么是部分響應(yīng)系統(tǒng)？答：有控制地在某些碼元的抽樣時(shí)刻引入碼間干擾，而在其余碼元的抽樣時(shí)刻無(wú)碼間干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時(shí)又可以降低對(duì)定時(shí)精度的要求。通常把這種波形稱為部分響應(yīng)波形。利用部分響應(yīng)波形進(jìn)行傳送的基帶傳輸系統(tǒng)稱為部分響應(yīng)系統(tǒng)。5-9 在二進(jìn)制數(shù)字基帶系統(tǒng)中，有哪兩種誤碼？它們各在什么情況下發(fā)生？答：5-10 什么是最佳門限判決電平？5-11 當(dāng)p(1)=p(0)=1/2時(shí)，對(duì)于傳送單極性基帶波形和雙極性基帶波形的最佳門限判決電平各為多少？為什么？5-12 無(wú)碼間干擾時(shí)，單極性NRZ碼基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率取決于什么？怎樣才能降低系統(tǒng)的誤碼率？AMI碼又怎樣？5-13 什么是眼圖？由眼圖模型可以說(shuō)明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？ 答：用一個(gè)示波器跨接在接受濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器水平掃描周期，使其與接受碼元的周期同步。這時(shí)就可以從示波器顯示的圖形上，觀察出碼間干擾和噪聲的影響，從而估計(jì)出系統(tǒng)性能的優(yōu)劣程度。所謂眼圖是指示波器顯示的的這種圖形，因?yàn)樵趥鬏敹M(jìn)制信號(hào)波形時(shí)，他很像人的眼睛。5-14 什么是頻域均衡？什么是時(shí)域均衡？橫向?yàn)V波器為什么能實(shí)現(xiàn)時(shí)域均衡？答：頻域均衡的基本思想是利用可調(diào)濾波器的頻率特性去補(bǔ)償基帶系統(tǒng)的頻率特性，使包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的基帶系統(tǒng)的總特性滿足實(shí)際性能的要求。5-15 時(shí)域均衡器的均衡效果是如何衡量的？什么是峰值畸變準(zhǔn)則？什么是均方畸變準(zhǔn)則？答：第六章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)6-1 什么是數(shù)字調(diào)制？它和模擬調(diào)制有哪些異同點(diǎn)？答：數(shù)字調(diào)制是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來(lái)表征所傳送的信息，在接收端也只要對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測(cè)。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)行估計(jì)。6-2 什么是振幅鍵控？2ASK信號(hào)的波形有什么特點(diǎn)？ 答：振幅鍵控是用基帶信號(hào)控制載波的幅度作離散變化，也就是載波的幅度隨著passbook n. 南非共和國(guó)有色人種的身份證數(shù)字信號(hào)1和0在兩個(gè)電平之間轉(zhuǎn)換。6-3 OOK信號(hào)的產(chǎn)生及解調(diào)方法如何？答：產(chǎn)生方法：第一種：一般的模擬幅度調(diào)制方法； 第二種：鍵控方法。 解調(diào)方法：第一種：非相干解調(diào)； 第二種：相干解調(diào)。6-4 OOK信號(hào)的功率譜密度有何特點(diǎn)？ 答：OOK信號(hào)的功率譜密度的特點(diǎn)：第一：由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成；第二：OOK信號(hào)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍；第三：OOK信號(hào)的第一旁瓣峰值比主峰值衰減14Db。 6-5 什么是移頻鍵控？2FSK信號(hào)的波形有什么特點(diǎn)？ 答：2FSK是用數(shù)字基帶信號(hào)控制載波的頻率變化，0符號(hào)對(duì)應(yīng)于載頻1，1符號(hào)對(duì)應(yīng)于載頻2，而且1和2之間的改變是瞬間完成的。6-6 2FSK信號(hào)的產(chǎn)生及解調(diào)方法如何？答：產(chǎn)生：第一種：利用調(diào)頻模擬法實(shí)現(xiàn)； 第二種：鍵控法，即利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的獨(dú)立頻率源進(jìn)行選通。 解調(diào)方法：第一種：非相干解調(diào)； 第二種：相干解調(diào)。6-7 相位不連續(xù)的2FSK信號(hào)的功率譜密度有何特點(diǎn)？ 答：第一：2fsk信號(hào)的功率譜同樣有連續(xù)譜和離散譜組成；第二：若兩個(gè)載頻之差較小，則連續(xù)譜出現(xiàn)單峰；反之，則出現(xiàn)雙峰；第三：傳輸此信號(hào)所需的第一零點(diǎn)帶寬為6-8 什么是絕對(duì)相移？什么是相對(duì)相移？它們有何區(qū)別？ 答：絕對(duì)相移是利用載波相位（初相）的絕對(duì)值來(lái)表示數(shù)字信號(hào)。相對(duì)相移是利用相鄰碼元的載波相位的相對(duì)變化來(lái)表示數(shù)字信號(hào)。區(qū)別：2dpsk的波形的同一相位并不對(duì)應(yīng)相同的數(shù)字信息符號(hào)，而前后碼元的相對(duì)相位的差才唯一決定信息符號(hào)。6-9 2PSK和2DPSK信號(hào)可以用哪些方法產(chǎn)生和解調(diào)？他們是否可以采用包絡(luò)檢波法解調(diào)？為什么？ 答：產(chǎn)生：第一種：利用調(diào)頻模擬法實(shí)現(xiàn)； 第二種：鍵控法，又分為相位選擇法和調(diào)相法。 解調(diào)方法：第一種：相干解調(diào)； 第二種：差分相干解調(diào)。6-10 2PSK和2DPSK信號(hào)的功率譜密度有何特點(diǎn)？試將它們與OOK信號(hào)的功率譜密度加以比較。答：2PSK和2DPSK信號(hào)的功率譜是完全相同的，同樣有連續(xù)譜和離散譜組成，但當(dāng)雙極性基帶信號(hào)已相等的概率 出現(xiàn)時(shí)，將不存在離散部分。6-11 試比較OOK系統(tǒng)，2FSK系統(tǒng)，2PSK系統(tǒng)以及2DPSK系統(tǒng)的抗信道加性噪聲的性能。6-12 試述多進(jìn)制數(shù)