通信原理第三版課后思考題答案-樊昌信-簡(jiǎn)版

1、通信原理思考題復(fù)習(xí)1.1，消息和信息有什么區(qū)別？信息和信號(hào)有什么區(qū)別？ 答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效內(nèi)容，信號(hào)是信息的載體。1.2，什么是模擬信號(hào)，什么是數(shù)字信號(hào)？ 答：取值連續(xù)的信號(hào)是模擬信號(hào)，取值離散的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。13數(shù)字通信有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：質(zhì)量好，便于差錯(cuò)控制和保密編碼，便于存儲(chǔ)和處理，易集成，信道利用率 高信噪比高。1.4，信息量的定義是什么？信息量的單位是什么？答：設(shè)消息x的概率為P(x),其信息量l(x)=-logap(x),. 當(dāng)a=2時(shí)，信息量單位 為比特(bit)，當(dāng)a=e時(shí)。信息量單位為奈特(nat)，當(dāng)a=10時(shí)，信息量單位 為哈特萊。1.5按照占用頻

2、帶區(qū)分，信號(hào)可以分為哪幾種?答：基帶信號(hào)和帶通信號(hào)。1.6 信源編碼的目的是什么？信道編碼的目的是什么？答：信源編碼的目的是提高信號(hào)表示的有效性。信道編碼的目的是提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?.7 何謂調(diào)制？調(diào)制的目的是什么？答：對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整就是調(diào)節(jié)。調(diào)制的目的是使經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)適合信道的傳輸 特性。1.8 數(shù)字通信系統(tǒng)有哪些性能指標(biāo)？答：主要有傳輸速率、錯(cuò)誤率、頻帶利用率和能量利用率。1.9 信道有哪些傳輸特性？答：噪聲特性、頻率特性、線性特性和時(shí)變特性等。1.10無(wú)線信道和有線信道的種類各有哪些？答：無(wú)線信道的種類是按電磁波的頻率劃分的，主要分為無(wú)線電波，微波和光波。有線信道主要有三類，即明線

3、，對(duì)稱電纜和同軸電纜，還有傳輸光信號(hào)的光纖。1.11信道模型有哪幾種？答：調(diào)制信道模型和編碼信道模型。1.12什么是調(diào)制信道？什么是編碼信道？答：將發(fā)送端的調(diào)制器輸出至接收端調(diào)制器輸入端之間的部分稱之為調(diào)制信道。而將編碼器輸出端至解碼器輸入端之間的部分稱之為編碼信道。1.13 何謂多徑效應(yīng)？答：信號(hào)經(jīng)過(guò)多條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的時(shí)延和衰減不盡相同，造成接收端的信號(hào)幅度和隨機(jī)變化，這一現(xiàn)象稱為多徑效應(yīng)。1.14 電磁波有哪幾種傳播方式？答：電磁波有地波傳播、天波傳播和視線傳播三種傳播方式。1.15適合在光纖中傳播的光波波長(zhǎng)有哪幾個(gè)？答：目前應(yīng)用最廣泛的兩個(gè)光波波長(zhǎng)是 1.31um和1.5

4、5um。1.16 什么快衰落？什么是慢衰落？答：由多徑效應(yīng)引起的衰落稱為快衰落，由單一路徑上季節(jié)、晝夜、氣候等變化 引起的衰落稱為慢衰落。1.17 信道中的噪聲有哪幾種？答：按照來(lái)源分類，信道中的噪聲可分為人為噪聲和自然噪聲兩大類。按照性質(zhì)分類，信道中的噪聲可分為脈沖噪聲、窄帶噪聲和起伏噪聲三類。1.18 熱噪聲是如何產(chǎn)生的？答：熱噪聲是由電阻性元器件中自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。第二章信號(hào)2.1何為確知信號(hào)？何為隨機(jī)信號(hào)？答：確知信號(hào)：取值在任何時(shí)間都是確知和可預(yù)知的信號(hào)。隨機(jī)信號(hào)：取值不確定，且不能事先確切預(yù)知的信號(hào)。2.2試分別說(shuō)明能量信號(hào)和功率信號(hào)的特性。答：能量信號(hào)：能量等于一個(gè)有限正

5、值，平均功率為0.功率信號(hào)：平均功率等于一個(gè)有限正值，能量為無(wú)窮大。2.6頻譜密度S和頻譜C(jnwo)的量綱分別是什么？答：V/HZ V2.9隨機(jī)變量的數(shù)字特征主要有哪幾個(gè)？答：數(shù)學(xué)期望，方差，矩2.11何為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程？廣義的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程和嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程有何區(qū)別？ 答：若一個(gè)隨機(jī)過(guò)程X(t)的統(tǒng)計(jì)特性與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，則該過(guò)程為平穩(wěn)過(guò)程。 廣義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自相關(guān)函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，只與t1和t2的間隔有關(guān)。2.12何為窄帶平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程？ 答：頻帶寬度遠(yuǎn)小于中心頻率的隨機(jī)過(guò)程。2.14何謂白噪聲？其頻譜和自相關(guān)函數(shù)有何特點(diǎn)？答：白噪聲是指具有均勻功率譜密度Pn(f)的噪聲.功率譜密度的逆傅

6、里葉變換就是自相關(guān)函數(shù)。2.23信號(hào)無(wú)失真的傳輸條件是什么？答：要求線性系統(tǒng)傳輸函數(shù)的振幅特性與頻率無(wú)關(guān)，是一條水平直線；其相位特性是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線。第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)3.1 調(diào)制的目的是什么？答：一是通過(guò)調(diào)制可以把基帶信號(hào)的頻譜搬移到載波頻率附近；二是通過(guò)調(diào)制可以提高信號(hào)通過(guò)信道傳輸時(shí)的抗干擾能力。3.2 模擬調(diào)制可以分為哪幾類？答：兩大類：線性調(diào)制和非線性調(diào)制。3.3 線性調(diào)制有哪幾種？答：幅度調(diào)制、雙邊帶調(diào)制、單邊帶調(diào)制和殘留邊帶調(diào)制。3.4 非線性調(diào)制有哪幾種？ 答：頻率調(diào)制和相位調(diào)制。3.5 振幅調(diào)制和雙邊帶調(diào)制的區(qū)別何在？?jī)烧叩囊颜{(diào)信號(hào)帶寬是否相等？ 答：振幅調(diào)制的調(diào)制信號(hào)包含

7、有直流分量， 故已調(diào)信號(hào)含有載頻分量。而雙邊帶 調(diào)制的一條信號(hào)不含直流分量，故已調(diào)信號(hào)也就不含載頻分量。兩者的已調(diào)信號(hào) 帶寬相等，均為調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍。3.6_雙邊帶語(yǔ)音信號(hào)的帶寬是否等于單邊帶語(yǔ)音信號(hào)帶寬的兩倍？ 答：是兩倍。3.7對(duì)產(chǎn)生殘留邊帶信號(hào)的濾波器特性有何要求？ 答：H(f+fO)+H(f-fO)=C fvfm3.8殘留邊帶調(diào)制特性特別適用于哪種基帶信號(hào)？ 答：適用于包含直流分量和很低頻率分量的基帶信號(hào)。3.9_試寫出頻率調(diào)制和相位調(diào)制信號(hào)的表示式。答：Sf( t ) = Acos WOt + ? 0+ kf / m ( t )dtSp( t ) = AcosW0t + ? 0

8、+ kp( t )3.10_什么是頻率調(diào)制的調(diào)制指數(shù)？答：調(diào)制信號(hào)可能產(chǎn)生的最大相位偏移。3.11_試寫出頻率調(diào)制信號(hào)的帶寬近似表示式。答： FM 2( ?w+Wm)= 2(A f+fm)第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)4.1模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后，是否成為取值離散的信號(hào)了？答：否。抽樣只是使信號(hào)的自變量時(shí)間離散，而信號(hào)的取值并不離散。4.2_對(duì)于低通模擬信號(hào)而言，為了能無(wú)失真地恢復(fù)，抽樣頻率和其帶寬有什么關(guān) 系?.答：抽樣頻率應(yīng)不小于模擬信號(hào)最咼頻率的兩倍。4.3 何謂奈奎斯特扌由樣諫率和奈奎斯特扌由樣間隔? 答：模擬信號(hào)最高頻率的兩倍，稱為奈奎斯特抽樣速率，相應(yīng)的最小抽樣時(shí)間間 隔稱為奈奎斯特抽樣間隔。4.

9、4 發(fā)生頻譜混疊的原因是什么？答：抽樣頻率低于奈奎斯特抽樣速率。4.6 PCM 語(yǔ)音通信通常用的標(biāo)準(zhǔn)抽樣頻率等于多少？ 答：8 kHz。4.7 信號(hào)量化的目的是什么？ 答：模擬信號(hào)取值離散化。4.8 非均勻量化有什么優(yōu)點(diǎn)？答：改善小信號(hào)時(shí)的信號(hào)量噪比。4.9_在A壓縮律特性中，若選用_A_=_1，將得到什么壓縮效果？ 答：若選用A = 1 ,將無(wú)壓縮效果。4.10 在u壓縮律中，若選用 u=0,將得到什么壓縮效果？答：若選用u= 0，將無(wú)壓縮效果。4.11_我國(guó)采用的語(yǔ)音量化標(biāo)準(zhǔn)，是_A律還是u律？ 答：A律。4.12_在PCM系統(tǒng)中，為什么常用折疊碼進(jìn)行編碼？答：誤碼引起的影響較小。4.13

10、_何謂信號(hào)量噪比？有無(wú)辦法消除它（量噪）？答：信號(hào)功率與量化噪聲功率之比稱為信號(hào)量噪比。 量化噪聲是量化的必要代價(jià)， 無(wú)法消除。4.14 在PCM系統(tǒng)中，信號(hào)量噪比和信號(hào)（系統(tǒng)）帶寬有什么關(guān)系？ 答：信號(hào)量噪比隨信號(hào)帶寬的增大而增大。第五章基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸5.2 試述雙極性波形的優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：0-1等概率時(shí)沒(méi)有直流分量；信號(hào)功率是單極性的一半；判決電平與 接收信號(hào)電平波動(dòng)無(wú)關(guān)。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)略復(fù)雜。53試述一HDB3-碼的編碼規(guī)則及其優(yōu)缺點(diǎn)。答：編碼規(guī)則：HDB3為一種雙極性碼，0用“無(wú)極性”電平表示，1交替用“正 極性”和“負(fù)極性”電平表示；連續(xù) 4個(gè)0,第4個(gè)0變?yōu)闃O性V碼，V碼極

11、 性交替；若無(wú)法保證極性相同，則第 1個(gè)0變換成極性B碼。優(yōu)點(diǎn)：有豐富的位定時(shí)信息；缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)略復(fù)雜。5.4 試述雙相碼的優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：位定時(shí)信息易提取，0-1等概率時(shí)無(wú)直流分量。缺點(diǎn)：帶寬較寬。5.5 隨機(jī)脈沖信號(hào)序列的功率譜中連續(xù)譜和離散譜分別有什么特點(diǎn)？離散譜有 什么特殊的功用？何種信號(hào)中沒(méi)有離散譜？答：連續(xù)譜是信號(hào)的隨機(jī)分量，離散譜是信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量。離散譜可被用以提取 位定時(shí)信息。雙極性信號(hào) g( t ) = - g( t )且等概率出現(xiàn)，則沒(méi)有離散 譜。5.6 何謂碼間串?dāng)_？它產(chǎn)生的原因是什么？是否只在相鄰的兩個(gè)碼元之間才有 碼間串?dāng)_？ 答：相鄰碼元的相互重疊稱為碼間串?dāng)_。 碼間

12、串?dāng)_產(chǎn)生的原因是系統(tǒng)傳輸特性的 不理想。碼間串?dāng)_不只在兩個(gè)碼元之間才有。5.7 基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)滿足什么條件時(shí)才不會(huì)引起碼間串?dāng)_？ 答：傳輸函數(shù)滿足奈奎斯特準(zhǔn)則就不會(huì)引起碼間串?dāng)_，即傳輸函數(shù)是實(shí)函數(shù)并且 在 f = W?奇對(duì)稱。5.8 何謂奈奎斯特準(zhǔn)則？何謂奈奎斯特速率？ 答：當(dāng)傳輸函數(shù)為實(shí)函數(shù)并且=?奇對(duì)稱，那么系統(tǒng)就不會(huì)引起碼間串?dāng)_。這稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。一個(gè)低通傳輸系統(tǒng)能夠達(dá)到的最高速率為帶寬的兩倍，這一速率稱為奈奎斯特速率。5.9 何謂“滾降”？為什么在設(shè)計(jì)時(shí)常常采用滾降特性？ 答：低通濾波器的過(guò)渡帶邊沿緩慢下降稱為滾降。具有滾降特性的低通濾波器， 雖然不是理想濾波器，但是仍能達(dá)到

13、奈奎斯特速率，所以滾降特性被經(jīng)常采用。 答：第IV類和第V類。5.15_何謂眼圖？它有什么功用？在示波器的_X軸和_Y_軸上加入什么電壓才能 觀看眼圖？ 答：用示波器顯示的基帶傳輸信號(hào)的波形多構(gòu)成的圖形稱為眼圖。 眼圖可顯示傳 輸系統(tǒng)性能缺陷對(duì)于基帶數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。在示波器?X軸上加入一個(gè)鋸 齒波，丫軸上加入接收信號(hào)的碼元序列，才能觀看眼圖。5.16 克服碼間串?dāng)_的方法是什么？能否用增大信噪比的方法克服碼間串?dāng)_？為 什么？ 一答：克服碼間串?dāng)_的方法是在接收端插入一個(gè)均衡器。增大信噪比的方法無(wú)助于克服碼間串?dāng)_。因?yàn)樵谛诺罒o(wú)噪聲的情況下碼間串?dāng)_依然可能存在。第六章基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)6.1_何

14、謂帶通調(diào)制？帶通調(diào)制的目的是什么？答：將基帶數(shù)字信號(hào)調(diào)制到一個(gè)載波上， 使載波的一個(gè)或幾個(gè)參量上載有基帶數(shù) 字信號(hào)的信息，這樣的調(diào)制稱為帶通調(diào)制。帶通調(diào)制的目的是使已調(diào)信號(hào)的頻譜 位置適合在給定的帶通信道中傳輸。6.2 何謂線性調(diào)制？何謂非線性調(diào)制?答：線性調(diào)制的已調(diào)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)和原基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)基本相同，主要是所占用的頻率位置發(fā)生搬移。非線性調(diào)制的已調(diào)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)和原基帶信號(hào)的頻譜 結(jié)構(gòu)完全不同，已不僅僅是簡(jiǎn)單地頻譜搬移，在已調(diào)信號(hào)頻譜中會(huì)出現(xiàn)許多新的 頻率分量。6.5 何謂相干接收？何謂非相干接收？ 答：接收端需用一個(gè)與發(fā)送端同頻同相的相干載波與接收信號(hào)做乘法，這種接收方法稱為相干接收

15、。若不需要相干載波的接收方法稱為非相干接收。6.6_試問(wèn)2ASK信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)分別有幾種方法？答：調(diào)制方法有相乘法和開(kāi)關(guān)法等；解調(diào)方法有非相干解調(diào)包絡(luò)檢波法和相 干解調(diào)法等。6.7_試問(wèn)2ASK信號(hào)的帶寬和其基帶信號(hào)的帶寬有何關(guān)系？答：2ASK信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。6.8 試問(wèn)2FSK信號(hào)屬于線性調(diào)制還是非線性調(diào)制？ 答：2FSK屬于非線性調(diào)制。6.9_試問(wèn)2FSK信號(hào)相鄰碼元的相位是否連續(xù)與其產(chǎn)生方法有何關(guān)系？答：2FSK信號(hào)的產(chǎn)生方法主要有兩種：調(diào)頻法和開(kāi)關(guān)法。有調(diào)頻法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)相鄰碼兀相位是連續(xù)的，而開(kāi)關(guān)法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)由兩個(gè)獨(dú)立的頻率源產(chǎn) 生，相鄰碼元的相位一般

16、情況下是不連續(xù)的。6.10_試問(wèn)2FSK信號(hào)的帶寬和其基帶鍵控信號(hào)帶寬之間有什么關(guān)系？答： 2FSK = |1 -0| + 2 ?，其中 0和 1為2FSK的兩個(gè)載波頻率，？?為基帶鍵控信號(hào)的帶寬。6.11-試問(wèn)常用的2FSK解調(diào)方法是相干解調(diào)還是非相干解調(diào)？為什么？ 答：2FSK信號(hào)常采用非相干解調(diào)方法。因?yàn)榉窍喔山庹{(diào)無(wú)需本地載波，實(shí)現(xiàn)成 本較低，而抗信道干擾和信道噪聲的能力也挺強(qiáng)。6.12_試問(wèn)2PSK信號(hào)相鄰碼元間的波形是否連續(xù)和什么因素有關(guān)？ 答：載波頻率和碼兀速率之間的關(guān)系決定了 2PSK信號(hào)相鄰碼兀之間的波形是否 連續(xù)。6.13一試問(wèn)2PSK信號(hào)是否必須用相干解調(diào)法接收？ 答：是的。2PSK沒(méi)有非相干解調(diào)方法。6.16-試問(wèn)2DPSK信號(hào)相鄰碼元波形是否連續(xù)和什么因素有關(guān)？答：除了與2PSK類似的因素外，2DPSK信號(hào)相鄰碼元波形是否連續(xù)還和基帶信 號(hào)跳變有關(guān)。6.18 試問(wèn)2PSK信號(hào)和2ASK信號(hào)之間有什么關(guān)系？答：兩種信號(hào)的功率譜相似，只是2ASK信號(hào)多了對(duì)應(yīng)載波的離散譜分量。2PSK 信號(hào)可以看成是抑制載波的2ASK信號(hào)，也可看成是兩個(gè)載波相反的2ASK信號(hào)。 兩者的帶寬相等。6.20 試按誤碼率高低次序排列各種二進(jìn)制鍵控和解調(diào)方式。答：非相干2ASK相干2ASK非相干2FSK相干ASK非相干2DPSK相干2DPSK 相干2PSK第七章同步7.1 何謂載