移動(dòng)通信原理 (吳偉陵 牛凱 著) 電子工業(yè)出版社 課后答案

1、第二章無線傳播與移動(dòng)信道2.1移動(dòng)通信信道具有哪些主要特點(diǎn)？答：移動(dòng)通信信道的主要特點(diǎn)：（1）傳播的開放性；（2）接收環(huán)境的復(fù)雜性；（3）通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性。2.2在移動(dòng)通信中，電波傳播的主要傳播方式有哪幾種？答：電波傳播的主要方式：直射、反射、繞射。2.3移動(dòng)通信的信道中存在著大、中、小尺度（范圍）的衰耗與衰落，它們各自具有什么性質(zhì)的特征？答：移動(dòng)通信信道中，大、中、小尺度衰耗與衰落的特征：（1）大尺度：電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗，反映的是傳播在宏觀大范圍（千米量級(jí)）的空間距離上的接收信號(hào)電平平均值的變化趨勢(shì)；（2）中尺度：主要是指電磁波在傳播路徑上受到建筑物等的阻擋所產(chǎn)生陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的

2、損耗，反映了在中等范圍內(nèi)（數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)）的接收信號(hào)電平平均值起伏變化的趨勢(shì)；為無線傳播所特有，一般從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上看遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其變化率比傳送信息率慢；（3）小尺度：反映微觀小范圍（數(shù)十波長(zhǎng)以下量級(jí)）接收電平平均值的起伏變化趨勢(shì)，其電平幅度分布一般遵從瑞利（rayleigh）分布、萊斯（rice）分布和納卡伽米（nakagami）分布。 -4132.4-413移動(dòng)通信中存在3種類型的快衰落，它們各自表示什么類型的快衰落？在什么情況下會(huì)出現(xiàn)？各自克服需要采取的主要措施是什么？答：移動(dòng)通信中，快衰落分為以下三種類型：空間選擇性快衰落、頻率選擇性快衰落和時(shí)間選擇性快衰落。其產(chǎn)生的原因和克服需要采取

3、的措施如下：（1）空間選擇性快衰落：由于開放型的時(shí)變信道使天線的點(diǎn)波束產(chǎn)生了擴(kuò)散而引起的，克服措施為空間分集；（2）頻率選擇性快衰落：由于信道在時(shí)域的時(shí)延擴(kuò)散而引起的，可采用自適應(yīng)均衡喝 rake接收加以克服；（3）時(shí)間選擇性快衰落：由于用戶的高速移動(dòng)在頻域引起多普勒頻移，在相應(yīng)的時(shí)域其波形產(chǎn)生時(shí)間選擇性衰落，可采用信道交織技術(shù)加以克服。2.5移動(dòng)通信中主要噪聲干擾有哪幾種？對(duì)于 cdma，哪一類干擾是最主要的干擾？答：移動(dòng)通信中主要噪聲干擾有：加性正態(tài)白噪聲、多徑干擾、多址干擾。對(duì)于 cdma，最主要的干擾是多徑干擾。2.6okumura-hata 傳播模型的主要運(yùn)用環(huán)境與條件是什么？答：o

4、kumura-hata 傳播模型的主要運(yùn)用環(huán)境與條件為：適用于小城鎮(zhèn)與郊區(qū)的準(zhǔn)平坦地區(qū)；應(yīng)用頻率為150mhz fc 1500mhz ；有效距離為1km d 20km ；發(fā)射（基站）天線有效高度為 30200m；接收（移動(dòng)臺(tái)）天線有效高度為 110m。第 1頁共 51頁2.7什么是平坦瑞利衰落（rayleigh）？平坦的含義是什么？是針對(duì)什么而言的？試給出這類信道的統(tǒng)計(jì)分析模型。答：平坦瑞利衰落即空間選擇性衰落，是指在不同的地點(diǎn)與空間位置衰落特性不一樣。平坦 2的含義是指在時(shí)域、頻域中不存在選擇性衰落。rayleigh分布： p( ) =2exp 22 ， 0 。2.8rice 分布、rayl

5、eigh 分布和 nakagami-m 分布是移動(dòng)通信中最常用的 3 類分布，試說明何時(shí)采用 rice 分布？何時(shí)采用 rayleigh 分布？又何時(shí)采用 nakagami-m 分布？它們之間有什么關(guān)系？答：3 類分布的表達(dá)式分別為：2+ k2 k rice 分布： p( )=exp i， 02220 2rayleigh 分布： p( ) = 2exp ， 0222mnakagami-m 分布： p( )=2 m 2m1expm 2， 0 ， m 1/ 2( ) 它們之間的關(guān)系為：rice 分布與 rayleigh 分布主要差別在于傳播中是否存在視距 los 主導(dǎo) -440分量，即k分量是否存

6、在。當(dāng)0k時(shí)，有l(wèi)os主導(dǎo)分量，則隨機(jī)幅度遵從rice分布；而當(dāng)0k=時(shí)，不存在los主導(dǎo)分量，隨機(jī)幅度遵從rayleigh分布。nakagami-m分布與rice 分布非常相似，當(dāng) m 1 時(shí)，它們之間可以近似的互相轉(zhuǎn)換。當(dāng) m = 1時(shí)，nakagami-m分布與 rice 分布均退化成 rayleigh 分布。2.9在 線 性 時(shí) 變 信 道 的 時(shí) 、 頻 二 維 分 析 中 ， 主 要 參 量 rh( , )的 物 理 含 義 是 什 么 ？pv= ( , ) 的物理含義是什么？它們之間有什么關(guān)系？答：在線性時(shí)變信道的時(shí)、頻二維分析中，rh( , )為時(shí)、頻二維相關(guān)函數(shù)，pv= (

7、, ) 為頻、時(shí)二維擴(kuò)散函數(shù)。它們之間的關(guān)系如下圖所示第 2頁共 51頁pv( , )f.tps( , )f.tf.tph( , )f.trh(, )2.10 在線性時(shí)變信道的時(shí)、頻、空三維分析中，主要參量 rh( , ,r)pv= ( , , ) 的物理含義是什么？它們之間有什么關(guān)系？r的物理含義是什么？答： rh( , ,) 是時(shí)域、頻域和空間角度上的三維廣義相關(guān)函數(shù)；pv= ( , , ) 是信道在時(shí)域、頻域和空間角度上的聯(lián)合三維擴(kuò)散函數(shù)，表示在點(diǎn)散射模型下，通過移動(dòng)的時(shí)變色散信道后分別在時(shí)域、頻域和空間角度的擴(kuò)散（色散）程度。它們之間的關(guān)系如下圖所示。f.tpv(, , )ph( ,

8、, )f.tps(, , )pv(, , r)f.trps(, , )f.tf.tf.trph( , , )f.tr(, , )rhf.trh(, , )第三章多址技術(shù)與擴(kuò)頻通信3.1移動(dòng)通信中的多址技術(shù)與固定網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)復(fù)用技術(shù)之間有哪些共同點(diǎn)？有哪些不同點(diǎn)？答：移動(dòng)通信中的多址技術(shù)與固定網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)復(fù)用技術(shù)的異同如下：第 3頁共 51頁 f. t f. t f. t f. t共同點(diǎn)：都屬于信號(hào)的正交劃分與設(shè)計(jì)技術(shù)；不同點(diǎn)：多址劃分是為了區(qū)分不同的用戶地址，通常需要利用射頻頻段輻射的電磁波來尋找動(dòng)態(tài)的用戶地址，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)多址信號(hào)之間互不干擾，信號(hào)之間必須滿足正交特性；多路復(fù)用的目的是區(qū)別多

9、個(gè)通路，通常是在基帶和中頻上實(shí)現(xiàn)的。3.2 什么叫窄帶通信系統(tǒng)？什么叫寬帶通信系統(tǒng)？擴(kuò)頻的基本原理是什么？答：設(shè) r 為待傳送的信源碼元速率（或帶寬），t 為碼分的持續(xù)時(shí)間， f 為傳送至信道的擴(kuò)頻序列（chip）信號(hào)速率（或帶寬）。若 r t = f t1，即當(dāng) r f 或 f = 2r （帶寬）時(shí)，稱該系統(tǒng)為窄帶通信系統(tǒng)。若 fr ，即f= 10 10 (10 606db) ，則稱該系統(tǒng)為寬r帶通信系統(tǒng)。擴(kuò)頻的實(shí)質(zhì)是擴(kuò)展信號(hào)的頻譜帶寬，是用擴(kuò)頻碼（chip）序列與發(fā)送碼元相乘，擴(kuò)頻前信源提供的消息碼元帶寬（或速率）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于擴(kuò)頻后進(jìn)入信道的擴(kuò)頻序列（chip）信號(hào)帶寬（或速率）。3.3 擴(kuò)頻

10、的技術(shù)指標(biāo)是什么？答：擴(kuò)頻的技術(shù)指標(biāo)是：處理增益 g 和干擾容限 m。處理增益 g 表示擴(kuò)頻系統(tǒng)通過擴(kuò)頻與解擴(kuò)以后信噪比的改善程度；干擾容限 m 表示在正常工作的條件下，接收機(jī)輸入端所允許的最大強(qiáng)度值（用分貝表示）。3.4 擴(kuò)頻的主要優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾性強(qiáng)；（2）低功率譜密度，具有良好的隱蔽性能，對(duì)其他通信方式與設(shè)備干擾小，特別是對(duì)人體及大腦干擾?。唬?）保密性能好； （4）潛在地址多，容量大；易于實(shí)現(xiàn)多種形式的分集接收，更能提高抗干擾性能，因而更適合于變參信道的無線通信。缺點(diǎn)：（1）占用信號(hào)頻譜寬，這對(duì)于頻率資源極其寶貴的無線通信是一個(gè)主要弱點(diǎn)；（2）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜；（3）

11、在衰落時(shí)變信道中，實(shí)現(xiàn)同步、實(shí)現(xiàn)信道估值都比較困難，比較復(fù)雜；（4）目前在尋求性能好、數(shù)量多的擴(kuò)頻碼分多址方面仍存在不少問題。3.5 在 cdma 中，地址碼有多少種類型？各用在什么場(chǎng)合？其中做擴(kuò)頻用的是哪一種類型地址碼？答：在 cdma 中，地址碼的分類及應(yīng)用場(chǎng)合：（1）用戶地址碼，用于區(qū)分不同移動(dòng)用戶；（2）信道地址碼，用于區(qū)分每個(gè)小區(qū)（或小區(qū)）內(nèi)的不同信道；（3）基站地址碼，用于區(qū)分不同的基站小區(qū)（或小區(qū)）。其中做擴(kuò)頻的是信道地址碼。3.6 若用每比特 4 個(gè)碼片（chip）來生成 walsh 函數(shù)，試寫出 4 組 walsh 函數(shù)的取值，畫出它們的波形，并證明它們之間的正交性。答 ：

12、四 組walsh函 數(shù) 的 取 值 分 別 為 ：s1=1 1 1 1， s2= 11 11，第 4頁共 51頁s3= 1 111 ， s3=111 1。波形圖：略正交性：任取兩組wslsh函數(shù)，將對(duì)應(yīng)元素相乘再求和，結(jié)果均為0。例如， s1與 s2，1 1 1 ( 1) 1 1 1 ( 1) 0 ，同理可證明其它組合的正交性。3.7 在信噪比受限的 cdma系統(tǒng)中，若已知 e nb/0= 6db ，相鄰小區(qū)干擾 = 60% ，語音激活因子 = 50% ，功控精度 = 0.8 ，射頻帶寬為1.25mhz ，傳輸速率為 9.6kbps ，而一個(gè)全向小區(qū)用戶數(shù)量 m 可采用下列公式： m =ge

13、n11 1，其中 g 為擴(kuò)頻增益，試問 m 為多少？答： g = 10lg(1.25m / 9.6 ) 21.15(db)b/0g1121.1511m = = 0.8 9.4e n1 61 0.60.5b/03.8 在地址碼的移位寄存器實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中有兩種不同的類型：ssrg 和 msrg。它們各自有什么特點(diǎn)？?jī)深惤Y(jié)構(gòu)之間有什么關(guān)系？答：ssrg 是簡(jiǎn)單型移位寄存器，又稱 fabonacci 型移位寄存器；msrg 是模塊（組件）型移位寄存器，又稱為 galois 型移位寄存器。對(duì)于 ssrg，特定輸出起始相位給定的偽隨機(jī)序列與并行模 2 加的相移模塊之間規(guī)律是不確定的隨機(jī)規(guī)律；對(duì)于 msrg，特

14、定輸出起始相位給定的偽隨機(jī)序列與并行模 2 加的相移模塊之間的規(guī)律是確定型的，即可以通過不同的相移模塊產(chǎn)生所要求特定的輸出偽隨機(jī)序列。這兩種結(jié)構(gòu)是等效的，它們能得到相同的序列，所不同的只是相對(duì)相移。3.9 已知 is-95 基站地址碼的 i 路與 q 路 pn 碼生成多項(xiàng)式分別為f xi( ) 1= + x2+ x6+ x7+ x8+ x10+ x15f xq( ) 1= + x3+ x4+ x5+ x9+ x10+ x11+ x12+ x15試畫出相應(yīng) msrg 結(jié)構(gòu) 15 階 pn 序列 i，q 信道地址碼的結(jié)構(gòu)圖。答：同相(i)信道的地址碼產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)：第 5頁共 51頁12 345678

15、模2加法器910 11 12 1314 15正交(q)信道的地址碼產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)：1 2 3456選定的i信道pn碼相位偏移7 8 9 1011121314 15模2加法器選定的q信道pn碼相位偏移3.10 已知 wcdma 的一個(gè) 25 階 gold 生成多項(xiàng)式為325 f x1( ) 1= + x+ x= + +2+x325f x2( ) 1x xx試畫出相應(yīng)的 msrg 結(jié)構(gòu)與 25 階 gold 碼產(chǎn)生結(jié)構(gòu)圖。答：msb第四章信源編碼與數(shù)據(jù)壓縮lsbc1c24.1 語音壓縮編碼有哪 3 種主要類型？移動(dòng)通信中主要采用哪種類型的語音編碼？答：語音壓縮編碼的 3 種類型：波形編碼、參量編碼、混

16、合編碼。第 6頁共 51頁移動(dòng)通信中主要采用混合編碼。4.2 試說明 gsm 語音編碼方案的主要特點(diǎn)，其中全速率與半速率各為多少？答：gsm 語音編碼是規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)編碼，即 rpe-ltp 方案，其基本原理基于線性預(yù)測(cè)編碼，采用等間隔、相位與幅度優(yōu)化的規(guī)則作為激勵(lì)源，以便使合成后的波形更接近原始信號(hào)。該方案結(jié)合長(zhǎng)期預(yù)測(cè)以消除信號(hào)的冗余度，降低編碼速率，同時(shí)其算法較簡(jiǎn)單，計(jì)算量適中且易于硬件實(shí)現(xiàn)。全速率：13kbps；半速率：6.5kbps。4.3 試說明 is-95 空中接口標(biāo)準(zhǔn)中的語音編碼標(biāo)準(zhǔn) is-96 的主要技術(shù)特點(diǎn)，其可變速率分為幾種類型？答：is-96，即 qcelp 聲碼器

17、，是可變速率的混合編碼器，是基于線性預(yù)測(cè)編碼的改進(jìn)型碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)，即采用碼激勵(lì)的矢量碼表替代簡(jiǎn)單的濁音的準(zhǔn)周期脈沖產(chǎn)生器，采用可變速率編碼，利用語音激活檢測(cè)（vad）技術(shù)。在語音激活器內(nèi)，可根據(jù)不同的信噪比分別選擇 4 種速率：全速率（8kbps）、半速率（4kbps）、四分之一速率（2kbps）、八分之一速率（1kbps）。4.4 試說明 cdma2000 語音編碼 evrc 方案的主要技術(shù)特點(diǎn)，其語音速率分為幾種類型？其速率分別為多少？答：evrc 方案采用基音內(nèi)插方法減少基音參數(shù)傳送速率，使其在每個(gè)語音幀僅傳兩次，而將節(jié)省下的信息位（比特?cái)?shù)）用于提高激勵(lì)信號(hào)質(zhì)量。evrc 編碼器基于碼

18、激勵(lì)線性預(yù)測(cè)，能基于語音質(zhì)量、背景噪聲和其他語音特性動(dòng)態(tài)調(diào)整編碼速率。evrc 語音速率分為三種：全速率 9.6kbps、半速率 4.8kbps、八分之一速率 1.2kbps。 又分為幾種速率？4.5 試說明 wcdma 語音編碼 amr 方案的主要技術(shù)特點(diǎn)，其語音分為幾種類型？每種類型答：amr聯(lián)合自適應(yīng)調(diào)整信源和信道編碼模式來適應(yīng)當(dāng)前信道條件與業(yè)務(wù)量大小。amr方案以自適應(yīng)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼 acelp 技術(shù)為基礎(chǔ)，提供兩種信道模式下 14 種編碼速率，每種編碼可提供不錯(cuò)的容錯(cuò)度。應(yīng)采用哪種編碼速率主要是根據(jù)實(shí)測(cè)信道與傳輸環(huán)境的自適應(yīng)變化。語音分為兩種類型，分別又分為 8 種和 6 種速率

19、。4.6 用于移動(dòng)通信中的圖片壓縮編碼是采用什么類型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？它具有什么主要特色？答：移動(dòng)通信中的圖片壓縮編碼是采用 jpeg2000。jpeg2000 主要特點(diǎn)是：（1）以小波變換為主的多分辨率編碼方式代替 jpeg 中采用的傳統(tǒng) dct 變換，從而可以去掉方塊效應(yīng)；（2）采用了漸進(jìn)傳輸技術(shù)，可以先傳送圖像的輪廓或縮影，然后再由用戶決定是否需要及需要什么 qos 等級(jí)的圖像細(xì)節(jié)與數(shù)據(jù)，即由用戶決定所需帶寬、傳送速率及數(shù)據(jù)量的大?。唬?）用戶在處理圖像時(shí)可以指定感興趣區(qū)域，對(duì)這些區(qū)域可以選取特定的壓縮質(zhì)量和解壓縮質(zhì)量，即接受了用戶主觀要求，實(shí)現(xiàn)交互式壓縮；（4）利用預(yù)測(cè)法可以實(shí)現(xiàn)無損壓縮；（

20、5）具有誤碼魯棒性，抗干擾性能好；（6）充分考慮了人眼的主觀視覺特性，增加了視覺權(quán)重和掩膜，在不損害視覺效果的情況下，大力提高壓縮效率。第 7頁共 51頁4.7 用于移動(dòng)通信中活動(dòng)圖像壓縮編碼是采用什么類型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？它又具有什么主要特色？答：移動(dòng)通信中活動(dòng)圖像壓縮編碼是采用 mpeg-4。mpeg-4 的主要特點(diǎn)是：（1）圖像信息處理的基本單元，由第一代像素塊像素幀轉(zhuǎn)變到紋理、形狀和運(yùn)動(dòng) 3 類主要數(shù)據(jù)的取樣值構(gòu)成的視頻對(duì)象平面vop ii(= 1, 2,., )，而這些vopi分別表示不同分辨率的視頻對(duì)象，如人臉、背景及聲/樂/文字組合等；（2）視頻編碼基礎(chǔ)由第一代僅決定于圖像信源的客觀統(tǒng)

21、計(jì)特性，轉(zhuǎn)變?yōu)榧热Q于原有的客觀統(tǒng)計(jì)特性，而更重要的則是取決于視頻對(duì)象、內(nèi)容的各種主、客觀及圖像瞬時(shí)特性；（3）基于對(duì)象、基于內(nèi)容，用戶可以根據(jù)視頻對(duì)象和內(nèi)容，基于交互式、可編輯性和可選擇性等一系列面向用戶、面向?qū)ο蟮牟僮魈匦?，選擇不同等級(jí)（空間、時(shí)間）、不同分辨率、不同需求的視頻業(yè)務(wù)，這樣可以大力提高信源編碼效率；（4）對(duì)于不同的信源與信道、各個(gè) vo 及vopi在總體圖像中的重要性和地位，可以分別采用不同等級(jí)的保護(hù)與容錯(cuò)措施，以提高圖像的總體容錯(cuò)能力；（5）圖像處理中具有時(shí)間、空間可伸縮性（尺度變換），同時(shí)允許譯碼器以不同空、時(shí)精度與分辨率重建圖像。4.8 huffman 編碼與算術(shù)編碼屬

22、于什么類型的信源編碼？在移動(dòng)通信中，它用在什么地方？答：huffman 編碼與算術(shù)編碼屬于熵編碼。在移動(dòng)通信中，它用于靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) jpeg 的無失真編碼系統(tǒng)。 4.9 為什么在 cdma 中能有效利用語音激活技術(shù)，而在 gsm 中應(yīng)用這一技術(shù)卻存在一定的困難？答：cdma系統(tǒng)使用可變速率聲碼器，在不講話時(shí)傳輸?shù)乃俾实?，減弱了對(duì)其它用戶的干擾，這就是語音激活技術(shù)，是 cdma 特有的技術(shù)。gsm 系統(tǒng)中，由于存在通話停頓需重新分配信道而發(fā)生一定的時(shí)延，所以難以實(shí)現(xiàn)話音激活技術(shù)。4.10 什么叫矢量量化編碼？它有什么主要技術(shù)特點(diǎn)？pcm 編碼中的量化編碼是矢量量化編碼嗎？為什么？在移動(dòng)通信中

23、，矢量量化編碼用在什么地方？答：矢量量化編碼是一維標(biāo)量量化編碼的自然法展，是將每 k個(gè)信號(hào)樣點(diǎn)分為一組的多維量化，即將 k 維歐式空間中的一個(gè)信號(hào)矢量進(jìn)行多維量化，或者說，將一個(gè) k 維歐式空間的模擬連續(xù)量變換（或映射）為另一個(gè) k 維歐式空間的一個(gè)有限子空間的整數(shù)集集合。pcm編碼中的量化編碼不是矢量量化編碼，它沒有考慮到信源的統(tǒng)計(jì)特性，編出的是等長(zhǎng)碼。在移動(dòng)通信中，矢量量化編碼用于信源編碼和數(shù)據(jù)壓縮。第五章移動(dòng)通信中的鑒權(quán)與加密5.1 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為什么要引入信息安全技術(shù)？它與在固網(wǎng)中的信息安全技術(shù)的不同及它應(yīng)主要考慮在哪一個(gè)接口上的信息安全？第 8頁共 51頁答：隨著移動(dòng)通信的迅速

24、普及和業(yè)務(wù)類型的與日俱增，特別是電子商務(wù)、電子貿(mào)易等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，移動(dòng)通信中的信息安全地位日益顯著。為了防止移動(dòng)臺(tái)盜號(hào)、非法入網(wǎng)，需要進(jìn)行鑒權(quán)或認(rèn)證；為了防止移動(dòng)臺(tái)設(shè)備老化，保證定期更新，也需要進(jìn)行鑒權(quán)或認(rèn)證；同時(shí)，基于移動(dòng)因特網(wǎng)的各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如電子商務(wù)、電子貿(mào)易、電子銀行結(jié)算和電子炒股，以及特殊數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)認(rèn)證與加解密等，使信息安全技術(shù)的引入成為必然。移動(dòng)通信系統(tǒng)的信息安全應(yīng)主要考慮空中接口的安全。5.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)中的信息安全技術(shù)主要包含哪兩大類技術(shù)？它們各自應(yīng)解決什么問題？答：主要包含鑒權(quán)（認(rèn)證）和加密兩類技術(shù)。鑒權(quán)（認(rèn)證）是為了防止未授權(quán)非法用戶接入；加密是為了防止接口竊聽。5.3

25、什么是狹義保密學(xué)？什么是廣義保密學(xué)？答：保密系統(tǒng)是以信息系統(tǒng)的安全性為目的的專用通信系統(tǒng)。信息安全是針對(duì)通信系統(tǒng)中授權(quán)的合法用戶而言的，而未授權(quán)的非法用戶既可以在接收端竊聽，也可以在發(fā)送端主動(dòng)攻擊、非法偽造。傳統(tǒng)的保密學(xué)僅研究非法竊聽，稱為狹義保密學(xué)；兩者均研究的稱為廣義保密學(xué)。5.4 什么是單鑰制？什么是雙鑰制？試各舉一兩個(gè)例子加以說明。答：加、解密為同一密鑰的為單鑰制；加、解密不是同一個(gè)密鑰的為雙鑰制。單鑰制：序列加密、分組加密。以序列加密為例，加密時(shí)明文序列與密鑰序列逐位模 2 加，生成密文序列；解密時(shí)，密文序列與密鑰逐位模 2 加，還原出明文序列。雙鑰制：rsa。采用發(fā)收不對(duì)稱密鑰，發(fā)

26、送端加密密鑰公開，僅把解密密鑰作為保密的私鑰。5.5 序列加密的主要特點(diǎn)是什么？分組加密的主要特點(diǎn)又是什么？試問數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)加密主要采用何種加密方式？語音業(yè)務(wù)加密又主要采用何種加密方式？ 答：序列加密屬于串行逐位加密，即通過明文序列與密鑰序列逐位模 2 加來生成對(duì)應(yīng)的密文序列；分組加密是對(duì)明文信息進(jìn)行分組加解密，明文至密文間的映射關(guān)系即為密鑰。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要采用分組加密，語音業(yè)務(wù)主要采用序列加密。5.6 若已知一序列加密系統(tǒng)如圖 5.26 所示，而其密碼產(chǎn)生器如圖 5.27 所示。若明文序列：m=1010101010101010，試求（寫一個(gè)周期）：（1）密鑰序列 k = ?密文序列 c = ?解密

27、后的明文序列 m= ?（2）若圖 5.27 中抽頭（模 2 加）位置從（4，1）改為（4，2），試問還能否產(chǎn)生 m 序列偽隨機(jī)密鑰？答：（1）密鑰序列 k = 100011110101100（一個(gè)周期），密文序列 c = 0010010111110011，解密后的明文序列 m = 1010101010101010 。（2）若抽頭位置由（4，1）改為（4，2），密鑰序列變?yōu)?k = 100010 （一個(gè)周期），不能夠成 m 序列偽隨機(jī)密鑰。5.7 若已知下列分組加密方程組 c2 9 m 1=1 , mod 26c 25 8m 2試求當(dāng)明文 m = data security（不計(jì)單字間空隙）時(shí)，

28、加密后的密文 c = ?第 9頁共 51頁答：加密后的密文為： c = qbwd eemamfen5.8 若已知一分組加密方式如圖 5.28 所示，試求：（1）制定對(duì)應(yīng)真值表；（2）列出 c c c1 2 3 模 2 加加密方程組方程；（3）列出 m m m123 模 2 加解密方程組方程；（4）若能改變明文與密文之間的密鑰連線即加密方式，試問它可以組成多少種密鑰？答：（1）真值表：mm1輸入m2輸出m3c1c2c3c000100201301410510611711（2）加密方程組方程：c= f m m m=0011311117000001110600102110040101510011 1k

29、1(123)m m m123m m m123m m m123m m m123c=f m m m=2k2(123)m m m123m m m123m m m123m m m123c= f m m m=3k3(123)m m m123m m m123m m m123m m m123（3）解密方程組方程：m= g c c c= c c c c c c c c c c c c1k1( 1 2 3)1 2 31 2 31 2 31 2 3m= g c c c= c c c c c c c c c c c c2k2( 1 2 3)1 2 31 2 31 2 31 2 3m= g c c c= c c c

30、c c c c c c c c c3k3( 1 2 3)1 2 31 2 31 2 31 2 35.9 若采用一個(gè) rsa 體制的公開密鑰，并設(shè) p1= 5 ， p2= 7 ，明文 a = 0 ， b = 1， c = 2 ，d = 3 。試求：（1）素?cái)?shù)積 n = ? 相應(yīng)的歐拉常數(shù) ( ) ?=（2）若選加密指數(shù)的 e 為：1 0其中 h t( )=，并且 h f( ) = ，tj,f0因此垐( )xx= xx( ) |2= ( ) | h fxx( ) 。反傅立葉變換， xx垐( )( )= xx ( ) =e x tx t(+ ) ( )同時(shí)，xx垐1e x t(+ ) ( )=t d

31、 =1(+ xxt)d1 t ( )= xxdbb 第 15頁共 51頁=1( )xxdb b第七章信道編碼= xx( )7.1 在移動(dòng)通信中，信道編碼的主要功能有哪些？試舉出幾種最典型的信道編碼類型并闡述其主要功能。答：信道編碼的主要功能是發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，糾正差錯(cuò)，克服信道中的噪聲和干擾，提高傳輸?shù)目煽啃?。典型的信道編碼有：線性分組碼、卷積碼、級(jí)聯(lián)碼、arq 與 harq 等。 1 1 1 0 1 0 07.2 已知某漢明碼的監(jiān)督矩陣為： h = 0 1 1 1 0 1 0 ，試求其生成矩陣 g ；若 1 1 0 1 0 0 1 當(dāng)輸入序列 u = 110101101010 ，求編碼器輸出序列 c = ?1 0 0 0 1 0 10 1 0 0 1 1 1答：生成矩陣 g = 0 0 1 0 1 1 00 0 0 1 0 1 1編碼器輸出： c = 110100101100011010011 0 1 0 1 1 1 0 7.3 一個(gè)(7,3) 線性分組碼的生成矩陣為： g