現(xiàn)代通信技術(shù)復(fù)習(xí)題及答案

1、2 什么是數(shù)字信號？什么是模擬信號？為什么說PAM信號不是數(shù)字信號？信號幅度在某一范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號，稱為模擬信號；而信號幅度僅能夠取有限個離散值的信號稱為數(shù)字信號。PAM信號是將模擬信號取樣后產(chǎn)生的信號，它雖然在時間上是離散的，但幅值上仍然是連續(xù)的，因此仍然是模擬信號。7 畫出并解釋通信系統(tǒng)的一般模型 通信系統(tǒng)一般模型信道接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備信源信宿信源信宿噪聲在通信系統(tǒng)中，發(fā)送消息的一端稱為信源，接收消息的一端稱為信宿。連通信源和信宿之間的路徑稱為信道。信源發(fā)出的消息首先要經(jīng)發(fā)送設(shè)備進行變換，成為適合于信道傳輸?shù)男盘栃问?，再?jīng)信道一定距離傳輸后由接收設(shè)備做出反變換恢復(fù)出原

2、始的消息，最后被信宿接收。而消息在整個傳送過程中的任何一點都有可能受到噪聲的干擾。據(jù)此，我們可以得到圖所示的通信系統(tǒng)一般模型。8 衡量通信系統(tǒng)的主要性能指標有哪些？一個通信系統(tǒng)通常由兩個指標來衡量，即系統(tǒng)的有效性和可靠性。有效性指的是單位時間內(nèi)系統(tǒng)能夠傳輸消息量的多少，以系統(tǒng)的信道帶寬(Hz)或傳輸速率(bit/s)為衡量單位。在相同條件下，帶寬或傳輸速率越高越好?？煽啃灾傅氖窍鬏?shù)臏蚀_程度，以不出差錯或差錯越少越好。有效性和可靠性經(jīng)常是相互抵觸的，即可靠性的提高有賴于有效性的降低，反之亦然。10 關(guān)于信息量的計算題11 從不同角度觀察，通信傳輸有哪幾種方式？（1） 單工與雙工通信方式（2

3、）串行與并行通信方式（3）同步與異步通信方式12 信號帶寬與信道帶寬的匹配主要考慮什么因素？如果二者不匹配會產(chǎn)生什么影響？二者匹配最主要考慮的是頻帶匹配。如果被傳輸信號的頻率范圍與信道頻帶相匹配，對信號的傳輸不會有什么影響；如果信號的有效帶寬大于信道帶寬，就會導(dǎo)致信號的部分成分被過濾掉而產(chǎn)生信號失真。實際當中可能出現(xiàn)下列幾種情況：（1）如果信號與信道帶寬相同且頻率范圍一致，信號能不致?lián)p失地通過信道；（2）如果信號與信道帶寬相同但頻率范圍不一致，該信號的部分頻率分量肯定不能通過信道。此時，需要進行頻率調(diào)制把信號的頻帶通過頻率變換適應(yīng)信道的頻帶；（3）如果信號帶寬小于信道帶寬，但信號的所有頻率分量

4、包含在信道的通帶范圍內(nèi)，信號可以無損失地通過信道；（4）如果信號帶寬大于信道帶寬，但包含信號大部分能量的主要頻率分量包含在信道的通帶范圍內(nèi)，通過信道的信號會損失部分頻率成分，但仍可能完成傳輸；（5）如果信號帶寬大于信道帶寬，且包含信號相當多能量的頻率分量不在信道的通帶范圍內(nèi)，這些信號頻率成分將被濾除，信號嚴重畸變失真。13 通信系統(tǒng)傳輸媒介有哪些？簡述常見的幾種傳輸媒介的結(jié)構(gòu)及其特點。通信系統(tǒng)傳輸媒介可以是有線傳輸媒介，如同軸電纜、雙絞線和光纜等；也可以是無線傳輸媒介，如各波段的無線電波。同軸電纜由一根實心的銅質(zhì)線作為內(nèi)導(dǎo)體、一個銅質(zhì)絲網(wǎng)作為外導(dǎo)體，外導(dǎo)體以內(nèi)導(dǎo)體為同心軸，所以稱為同軸電纜。同

5、軸電纜特點是抗干擾性很強，但傳輸衰耗較大，適用于有線電視入戶敷設(shè)。雙絞線常用于局域網(wǎng)或短距離的電話用戶接入。雙絞線是把兩根直徑約0.51mm，外包絕緣材料的銅芯線扭絞成有一定規(guī)則的螺旋形狀。與同軸電纜相比，雙絞線抗干擾性差一些，但制造成本低，是一種廉價的有線傳輸媒介。把若干對雙絞線集成一束，并用較結(jié)實的外絕緣皮包住，就組成了雙絞線電纜。光纜是由若干根光纖集成在一起制成的寬帶通信傳輸媒介，是目前長途干線通信和部分城域網(wǎng)的主要通信線路。其特點是寬帶、大容量、衰耗小、傳輸距離遠。無線通信以大氣空間作為傳輸媒介，無線頻率范圍可從3KHz300GHz，各頻段具有不同的傳播特性、途徑和規(guī)律，因而有不同用途

6、，已獲得廣泛應(yīng)用。無線通信媒介的特點是由于地理環(huán)境和可能遇到障礙物等因素，會產(chǎn)生不同程度的反射、折射、繞射和散射現(xiàn)象。除了有傳輸損耗之外還存在著多徑效應(yīng)和衰落現(xiàn)象。15多路復(fù)用的目的是什么？常用的多路復(fù)用技術(shù)有哪些？多路復(fù)用是利用同一傳輸媒介同時傳送多路信號且相互之間不會產(chǎn)生干擾和混淆的一種最常用的通信技術(shù)。在發(fā)送端將若干個獨立無關(guān)的信號合并為一個復(fù)合信號，然后送入同一個信道內(nèi)傳輸，接收端再將復(fù)合信號分解開來，恢復(fù)原來的信號。多路復(fù)用可以大大提高線路利用率，節(jié)省線路開支。常用的多路復(fù)用技術(shù)包括頻分、時分和碼分。16 調(diào)制的目的是什么？簡述調(diào)制和解調(diào)的概念。 把消息“作用”（例如，讓信號的幅度隨

7、著消息信號的強弱而變化）到載波信號的某個參數(shù)上，使得該參數(shù)隨著消息的變化而變化，于是，載波信號就會“攜帶”上需要傳送的消息。這就是調(diào)制的概念。而接收端“感知到”調(diào)制的“作用”，從而檢測并恢復(fù)出該消息就稱為解調(diào)。調(diào)制有如下兩個主要目的: （1）把基帶信號調(diào)制成適合在信道中傳輸?shù)男盘?（2）實現(xiàn)信道的多路復(fù)用。17 什么是調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相？調(diào)幅又稱為振幅調(diào)制，是指載波信號的幅度隨調(diào)制信號變化而變化。調(diào)頻和調(diào)相統(tǒng)稱為角度調(diào)制，分為頻率調(diào)制和相位調(diào)制，簡稱調(diào)頻和調(diào)相。角度調(diào)制過程中載波信號的振幅不變，而其總瞬時相角隨調(diào)制信號按一定關(guān)系變化。載波頻率(t)隨調(diào)制信號的瞬時幅值變化而變化的調(diào)制稱為調(diào)頻。載

8、波瞬時相位(t)隨調(diào)制信號瞬時幅值呈線性關(guān)系變化的調(diào)制稱為調(diào)相。19 簡述2FSK相干解調(diào)原理。以上圖所示2FSK解調(diào)為例。某次接收到的頻移鍵控信號可能是cos1t 或者是cos2t，其中1對應(yīng)數(shù)字信號1，2對應(yīng)數(shù)字信號0。這個信號與本地載波cos1t 和cos2t同時分別相乘，可得如下三種結(jié)果之一：cos1t cos1t= cos21t+ cos0=cos21t +1 =1（當高頻濾掉之后）cos2t cos2t= cos22t+ cos0=cos22t +1=1（當高頻濾掉之后）cos1t cos2t= cos(1+ 2)t+ cos(1-2)t1（當高頻濾掉之后）其中倍頻分量21、22以

9、及1+ 2都被低通濾波器濾掉。僅剩下等于1和小于1 的兩種情況。 在抽樣判決中判決比較兩個低通濾波輸出電平的大小，上大判為1，下大判為0。20、2DPSK相對2PSK有什么優(yōu)點？21、什么是碼間干擾？為什么會產(chǎn)生碼間干擾？2 與模擬通信相比數(shù)字通信有哪些優(yōu)勢？（1）抗干擾能力強，無噪聲累積 （2）數(shù)據(jù)形式統(tǒng)一，便于計算處理（3）易于集成化，小型化（4）易于加密處理數(shù)字通信系統(tǒng)雖然需要占用較寬頻帶，技術(shù)上也較為復(fù)雜，但與其所具有的巨大優(yōu)勢相比不構(gòu)成問題的主要方面。因此，數(shù)字化通信已經(jīng)成為當代通信領(lǐng)域主要技術(shù)手段。3 什么是抽樣定理？如果一個連續(xù)信號u(t)所含有的最高頻率不超過fh，則當抽樣頻率

10、fs2fh時，抽樣后得到的離散信號就包含了原信號的全部信息。因此，要求頻率fs至少要滿足fs2fh。4 為什么要作非均勻量化？把信號幅值均勻等間隔地量化稱為均勻量化或線性量化。設(shè)被量化信號的幅度變化范圍是U，把-U+U均勻地等分為=2U/N的N個量化間隔就是均勻量化。其中，N稱為量化級數(shù)，稱為量化級差或量化間隔。在均勻量化方式中，當信號幅值與接近時，量化信噪比顯著惡化。于是需要對輸入信號采用非均勻量化。非均勻量化的量化級差隨著信號幅值的大小而變化。當輸入信號幅值較小時，量化間隔變小，反之則變大。具體方法是，在對輸入信號量化之前先對其進行非線性壓縮，改變大小信號之間的比例關(guān)系，讓小信號作適當?shù)姆?/p>

11、大（擴張），而大信號時作適當?shù)目s?。▔嚎s）。這樣處理后得到的信號等效于非均勻量化。同時為了恢復(fù)信號的比例關(guān)系，接收端需要進行與發(fā)送端作用相反的非線性擴張。6 13折線A律是如何實現(xiàn)的？13折線A律如圖所示。圖中上下半?yún)^(qū)各由8條由折半點相連形成的折線組成，由于靠近原點附近的1、2兩段折線斜率相同，故合并為一條，上半?yún)^(qū)僅剩7條折線。上下半?yún)^(qū)合并后共有13條折線組成，簡稱13折線A律。8 話音速率64Kbps是如何來的？為了實現(xiàn)話音的不失真?zhèn)鬏?，抽樣速率必須達到話音最高頻率的2倍。通常人類話音最高頻率不超過4000Hz， 因此抽樣速率取8000次/秒。或者說為了準確無誤地傳送一路話音信號，每秒必須傳

12、送該路信號抽樣值8000次。按照每個抽樣值8bit編碼，則每話路要求傳輸8000次8bit=64Kbps。9 什么是差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）？根據(jù)模擬信號的兩個相鄰抽樣值之間幅度差值動態(tài)變化范圍較小并具有較強相關(guān)性的特點，若僅對相鄰抽樣值的差值進行編碼，則由于差值信號的能量遠小于整個信號幅值，就可以使量化級數(shù)大大地減少，從而有利于減少編碼的位數(shù)，在相同傳輸速率下，可以成倍地提高信道的傳輸容量。我們把這種對相鄰抽樣值的差值進行量化、編碼的過程，稱為差值脈沖編碼調(diào)制(DPCM)。12什么是基帶數(shù)字傳輸？基帶傳輸有哪幾種常見碼型？試分別畫出二進制代碼矩形脈沖的單極性、雙極性、單極性歸零、雙極性歸

13、零、差分曼徹斯特編碼的波形。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，最終送入信道傳輸?shù)臄?shù)字信號可能來自模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字脈沖編碼序列，也可能來自計算機終端或其它數(shù)字設(shè)備。這些數(shù)字信號所占據(jù)的頻譜范圍通常從直流或低頻開始，稱為基帶數(shù)字信號。把這些數(shù)字信號直接送入線路傳輸稱為基帶數(shù)字傳輸基帶傳輸常用的是曼徹斯特碼、CMI碼等。13 什么是數(shù)字信號的頻帶傳輸？當基帶數(shù)字信號頻率范圍與信道不相匹配時，把基帶數(shù)字信號進行調(diào)制后再行傳輸，就是數(shù)字信號的頻帶傳輸。14 試分析多進制數(shù)字調(diào)頻的調(diào)制與解調(diào)原理。MFSK用M個不同載波頻率代表M種數(shù)字信息。MFSK系統(tǒng)的組成方框圖如圖2.17所示。發(fā)送端采用鍵控選頻的方式，接收端采用非相

14、干解調(diào)方式。圖中實現(xiàn)的是M進制數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)過程。1 什么是光纖通信？它有哪些特點？光纖通信是以光波信號作為載體，以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介的一種通信手段。光纖通信的特點如下：（1）傳輸損耗小，中繼距離長（2）傳輸頻帶寬，通信容量大（3）抗電磁干擾，保密效果好（4）體積小、重量輕、便于運輸和敷設(shè)（5）原材料豐富、節(jié)約有色金屬、有利于環(huán)保。（6）技術(shù)上較復(fù)雜：光纖質(zhì)地脆弱易斷，需要增加適當保護層加以保護，保證其能承受一定的敷設(shè)張力；切斷和連接需要高精度溶接技術(shù)和器具。7簡述光纖通信系統(tǒng)的工作過程。光纖通信系統(tǒng)是以光為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介來傳輸消息的通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)主要由電端機、光端機、光中繼器和光纜組成。圖示出了光纖通信系統(tǒng)的組成框圖。在發(fā)送端，電發(fā)送端機把信源消息轉(zhuǎn)換成電數(shù)字信號，光發(fā)送端機使用該電數(shù)字信號來調(diào)制光源，產(chǎn)生光脈沖信號并直接送入