西南科技大學通信原理總結(jié)

1、1. 什么是碼間串擾？為什么會產(chǎn)生碼間串擾？列舉兩種減少或消除碼間串擾 的方法。答：當波形失真比較嚴重時，可能前面幾個碼元的波形同時串到后面，對后 面某一碼元的抽樣判決產(chǎn)生影響，即產(chǎn)生碼間串擾；產(chǎn)生碼間串擾的原因是：信號會產(chǎn)生失真和延遲； 減少或消除碼間串擾的方法： （1）部分響應（ 2）均衡。2. 32 路脈沖編碼調(diào)制基群的速率為多少？它是怎樣計算得到的？答： 2048kbps,64k*32=2048Kbps3. 二進制鍵控調(diào)相分為絕對調(diào)相（ 2PSK）和相對調(diào)相（ 2DPSK），為什么要采 用相對調(diào)相？答：在采用絕對調(diào)相（ 2PSK）時，由于本地參考載波有 0、模糊度而使得 解調(diào)得到的數(shù)字

2、信號可能極性完全相反， 即 1和 0倒置，對于數(shù)字傳輸來說這是 不允許的。 為了克服相位模糊度對相干解調(diào)的影響， 最常用而又有效的辦法就是 采用相對調(diào)相（ 2DPSK）。4. 簡述 2DPSK消除相位模糊的原理。答：由于 0、只是代表前后碼變與不變的關系，如相位恢復相差180 度，所有的碼都要判錯， 但前后碼之間的關系不會錯， 則從相對碼到絕對碼的變換不 會錯。5. 簡述在調(diào)頻系統(tǒng)中采用預加重和去加重技術的原因。答：語音和圖像信號低頻段能量大， 高頻段信號能量明顯??； 而鑒頻器輸出噪聲 的功率譜密度隨頻率的平方而增加（低頻噪聲小，高頻噪聲大，解調(diào)器輸出噪聲的功率譜密度為 ），造成信號的低頻信噪

3、比很大， 而高頻信噪比明顯不足， 使高頻傳輸困難。 故在調(diào)頻收發(fā)技術中， 通常采用預加 重和去加重技術來解決這一問題。6. 簡要回答均勻量化與非均勻量化的特點。答：均勻量化特點：在量化區(qū)內(nèi)，大、小信號的量化間隔相同，量化噪聲只和量化級數(shù)相關， 最大量化誤差均為半個量化級， 因而小信號時量化信噪比太小， 不 能滿足要求。非均勻量化特點：量化間隔大小隨信號大小而變，信號幅度小時量化級小， 量化誤差也??； 信號幅度小時量化間隔小， 量化誤差也小， 因此增大了小信號的量化信噪比，使量化信噪比趨于常數(shù)7.注： 2PSK 當前是 0，遇 0 不變，遇 1跳變 ;當前是 1，遇 1不變，遇 0跳變2DPSK

4、 遇 0 不變，遇 1 跳變8. 什么是信噪比增益？信噪比增益高說明什么問題？說明調(diào)頻系統(tǒng)信噪比增 益與調(diào)頻指數(shù)的關系。 答：接收端輸入信噪比與輸出信噪比之比叫做信噪比增益；（1 分）說明了不同調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲能力， 信噪比增益高說明系統(tǒng)的抗噪聲 能力強； （1 分） 調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益與調(diào)頻指數(shù)的三次方成正比。 （2 分）9. 數(shù)字基帶信號的功率譜有什么特點？它的帶寬主要取決于什么？ 答：數(shù)字基帶信號 s（t）的功率譜密度 Ps（ ）通常包括兩部分： 由交變波形成的 邊續(xù)譜 Pu（ ）及由穩(wěn)態(tài)波形成的離散譜 Pv（ ）。其中連續(xù)譜總是存在的，而離散 譜在某些特殊情況下不存在或某些離散譜

5、分量不存在； （ 3 分） 數(shù)字基帶信號的帶寬主要取決于連續(xù)譜。（ 1 分）1 分）10. 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：信道容量是信道最大可能的傳輸信息速率；（ 1 分） 對離散信道， 其定義為： 對于一切可能的信息源概率分布， 信道傳輸信息 速率 R 的最大值稱為信道容量，記為 C，即：C Rmax max H(X) H(X |Y) r對連續(xù)信道，設信道的帶寬為 B，輸出的信號功率為 S，輸出加性高斯白噪聲功率為 N，則該連續(xù)信道的信道容量為： C Blog 2 1 S （ bit/s ） 。（ 2 分）11. 什么是線性調(diào)制？常見的線性調(diào)制有哪些？

6、 答：線性調(diào)制是正弦波的幅度隨調(diào)制信號作線性變化的過程，在頻譜上已調(diào)信號的頻譜是基帶信號頻譜的平移或線性變換；（ 2 分） 常見的線性調(diào)制有常規(guī)振幅調(diào)制（ AM ）、抑制雙邊帶調(diào)制（ DSB）、殘留邊 帶調(diào)制（ VSB ）和單邊帶調(diào)制（ SSB）等。（ 2 分）12. 什么是誤碼擴散（也稱差錯傳播）？如何解決誤碼擴散問題？ 答：在部分響應基帶傳輸系統(tǒng)中， 因部分響應信號的當前抽樣值與其它信碼的串 擾值有關， 使得在傳輸過程中當某個抽樣值因干擾發(fā)生差錯時， 不但造成接收端 當前恢復值錯誤，而且會影響到以后所有恢復值的錯誤， 此現(xiàn)象稱為誤碼擴散 （或 差錯傳播）；（ 3 分） 在發(fā)送端相關編碼之前

7、先進行預編碼，可解決誤碼擴散問題。（1 分）13. 簡要說明 HDB3 的編碼規(guī)則。在 HDB3 編碼中， “1”交替地用 +1 與-1的半占空歸零碼，當出現(xiàn) 4連 0時，用取代節(jié) B00V 和 000V 代替， B 表示符合極性交替規(guī)律的傳號， V 表示破壞極性交替規(guī)律的傳號， 選取替代節(jié)規(guī)則是任兩個相鄰 V 脈沖之間的 B 脈沖數(shù)目為奇數(shù)。14. 為什么在模擬通信中很少使用相位調(diào)制，而在數(shù)字通信中經(jīng)常使用相移鍵控？ 模擬通信中相位調(diào)制， 當相移常數(shù)保持不變時， 調(diào)相的頻帶寬度隨著頻率的增加而比例 地增大；這對于充分利用傳輸信道的頻帶是不利的；在數(shù)字通信中， PSK 的誤比特率比其 它調(diào)制方

8、式低。15. 說明數(shù)字基帶信號的功率譜包含哪兩部分？與單個脈沖波形有什么關系？定時信號由 哪部分決定？它的帶寬主要取決于什么？數(shù)字基帶信號 s（t）的功率譜密度 Ps（）通常包括兩部分：由交變波形成的邊續(xù)譜Pu（）及由穩(wěn)態(tài)波形成的離散譜 Pv（）。功率譜是單個脈沖波形頻譜函數(shù)的平方成正比；定時信號由 離散線譜決定。數(shù)字基帶信號的帶寬主要取決于連續(xù)譜。16. QAM 調(diào)制的中文含義是什么？比較 16PSK 與 16QAM 調(diào)制的帶寬與抗噪聲性能。答： QAM 是指正交幅度調(diào)制。 16QAM 的抗噪聲性能優(yōu)于 16PSK，兩者的帶寬均為基帶信號帶寬的兩倍。17. 什么是奈奎斯特帶寬？說明奈奎斯特第

9、一準則：抽樣點無失真?zhèn)鬏數(shù)某湟獥l件。 答：無失真?zhèn)鬏敶a元周期為 T 的抽樣序列時，所需要的最小傳輸頻帶寬度為0-1/2T 。1/2T 稱為奈奎斯特帶寬。奈奎斯特第一準則：抽樣點無失真?zhèn)鬏數(shù)某湟獥l件是：在本碼元 的抽樣時刻上有最大值，其他碼元的抽樣時刻信號值為零，即抽樣點上無碼間串擾。18. 什么是門限效應？ AM 信號采用什么解調(diào)方法可能會出現(xiàn)門限效應？ 答：在小信噪比時，解調(diào)器輸出信號無法與噪聲分開，有用信號“淹沒”在噪聲中， 這時輸出信噪比不是按比例地隨著輸入信噪比下降， 而是急劇下降， 這種現(xiàn)象叫做門限效應。 AM 采用包絡檢波法可能會出現(xiàn)門限效應。相干解調(diào)不存在門限效應。19. 匹配濾

10、波器的“匹配”二字的含義是什么？簡要說明匹配濾波器的主要特征。答：匹配濾波器的“匹配”是指輸出信噪比達到最大；匹配濾波器的主要特征：濾波器的傳遞函數(shù)與信號功率譜的復共軛成正比；輸出信號是輸入信號自相關函數(shù)的 K 倍；匹2E配濾波器的沖擊響應是輸入信號 S(t)的鏡像平移；輸出最大信噪比為S 。ES 為觀察間隔no內(nèi)信號的能量。20. 寫出香農(nóng)公式，并說明信道容量C 與 B，S，n0之間的關系。SS答：香農(nóng)公式： C Blog 2(1) Blog2(1)Nn0 B提高信噪比 S/N，可增大信道容量 C；SC隨著 B 的適當增大而增大，但當 B 時， C 1.44n0通過 B 與 S/N 的互換，

11、可以維持一定的 C。21. 與 PCM編碼相比， M調(diào)制的優(yōu)點是什么？ M調(diào)制中有哪兩種噪聲？ 答： M的主要優(yōu)越性 :(1) 低比特率時，量化信噪比高于 PCM。(2) 抗誤碼性能好 , 能在誤碼率較高的信道里工作(3) M的編碼、譯碼比 PCM 簡單。 包括 : 改進型增量調(diào)制 差分脈沖編碼調(diào)制 顆粒噪聲(量化失真) ，過載噪聲(斜率過載)22. 為什么 A律 13 折線壓縮特性一般取 A=87.6? 答：因為 A律 13 折線壓縮特性 1、2 段的斜率均為 16，正好與 A=87.6 時的 y= 斜率相 同，從而使整個 13 折線與 A律壓縮特性很接近。23. 當離散信源中每個符號等概出

12、現(xiàn)，而且各符號的出現(xiàn)為統(tǒng)計獨立時，該信源的平均信 息量最大。此時最大熵log2 N24. 香農(nóng)公式的物理含義 N 1 1 提高信噪比能增加信H道容m量ax。log2 無干擾信道容量為無窮大。 i 1 N N 增加信道頻帶 W 并不能無限制增大信道容量。 信道容量一定時，帶寬 W 與信噪比 S/N 之間可以彼此互換。25. 在信號變化比較緩慢的區(qū)域內(nèi)，編碼后得到的序列會是“1”和“ 0”交替變化的，這種現(xiàn)象稱為顆粒噪聲。M 斜率過載問題 : 當輸入信號的斜率比采樣周期決定的固有斜率/TS 大時 ,固定量階的積分跟不上輸入信號幅度變化時 ,將產(chǎn)生斜率過載或過載噪聲 .25. 一幅圖片擬在模擬電話信

13、道上進行數(shù)字傳真。該幅圖片約有2.55 106 個像素，設每個像素有 16 個亮度等級，且各亮度等級是等概率出現(xiàn)的。模擬電話信道的帶寬是3KHz ，信噪比為 30dB 。試求在此模擬電話信道上傳輸該幅傳真圖片所需的最小時間。解：為表示每個像素的亮度等級所需的信息量H=log224=4(bit) 一幅圖片需要傳輸?shù)男畔⒘縃=2.25 1064=9106 設該幅圖片的傳輸時間為 T ，則圖片的信息速率R= 9106 /T (bit/s) 模擬電話信道容量C=Blog2 (1+S/N)=3x103 log2 (1+1000)=3 103 3.32lg (1+1000)=29.9 103 (bit/s

14、) 因 R 應小于等于 C，取 R=C ，則可求得該圖片最小傳輸時間Tmin=(9 106)/(29.9 103 )=0.301 103 (s)26. 調(diào)制定義：調(diào)制是按基帶信號瞬時值的變化規(guī)律去改變高頻載波某些參數(shù)的過程。頻域上，調(diào)制是把基帶信號的頻譜搬移到載頻附近的過程 解調(diào)是調(diào)制的反過程。27. 調(diào)制的目的： 將基帶信號變?yōu)檫m合在信道中傳輸?shù)男盘?改善系統(tǒng)的抗噪聲性能 便于實現(xiàn)頻分復用28. 幅度調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能：雙邊帶信號相干解調(diào) :GDSB 2 ，單邊帶信號相干解調(diào)22AMGAM2( 23)常規(guī)調(diào)幅包絡檢波：2 AM3 （單頻調(diào)制情況）幅度調(diào)制系統(tǒng)抗噪聲性能比較雙邊帶信號和單邊帶信

15、號抗噪聲性能相同，GSSB 1常規(guī)調(diào)幅信號抗噪聲性能最差制29.注： P36和 P40 的圖形是一樣的 ，這里畫 P40的31. 常規(guī)調(diào)幅采用包絡檢波方式解調(diào)。 雙邊帶調(diào)制、 單邊帶調(diào)制和殘留邊帶調(diào)制均不能直 接采用這種方法。但如果在接收端插入很強的載波后，仍可以用包絡檢波的方式。32. 高斯白噪聲1）概率分布函數(shù)為高斯分布。2）功率譜密度函數(shù)為均勻分布。33. 單邊帶和雙邊帶的性能比較 答：雙邊帶調(diào)制相干解調(diào)的信噪比增益是單邊帶的兩倍， 并不意味著前者的抗性能優(yōu)于 后者。分析中，雙邊帶已調(diào)信號功率是單邊帶的兩倍。可以認為兩者的抗噪性能相同。 （可靠性） 雙邊帶信號所占的傳輸帶寬是單邊帶的兩倍

16、。 （有效性）34. 在模擬通信中，常用調(diào)頻方式， 如調(diào)頻收音機、電視伴音、衛(wèi)星通信等。在數(shù)字通信中，常采用調(diào)相方式 ，如 PSK， QPSK 等。35. 由于相位和頻率互為微分和積分的關系,可以用調(diào)頻器來實現(xiàn)調(diào)相，稱為間接調(diào)相。也可以用調(diào)相器來實現(xiàn)調(diào)頻，稱為間接調(diào)頻用于寬帶調(diào)頻信號解調(diào)37. 兩種解調(diào)方式： 非相干解調(diào)(鑒頻) 相干解調(diào) 用于窄帶調(diào)頻信號解調(diào) 重要的是，窄帶調(diào)頻信號采用相干解調(diào)，不存在“門限效應”調(diào)頻指數(shù)為 FM38. 一般認為 |Jn(FM)| 0.01A 的邊頻為有效諧波，式中 A 為未調(diào)載波幅度。39. 能通過有效諧波的帶寬為有效帶寬。B FM =2n maxf m式中

17、 nmax 為有效諧波的次數(shù)40. 所以解調(diào)器輸出噪聲的功率譜密度為fBFM2其他等于 0.上式表明：鑒頻器輸出噪聲功率譜密度，在帶內(nèi)，已不再是均勻分布，而變成拋物線 分布。隨著頻率的增加，噪聲功率按平方率增加。41. 信噪比增益與頻偏比的三次方成正比 P8742.FM1時,GFM3FM很大大信噪比時的寬帶調(diào)頻系統(tǒng)的信噪比增益與調(diào)頻指數(shù)的立方成正比43.GDSB 2GSSB 1GAM22E f 2(t)22A02 E f 2 (t) 2fH1)幅度調(diào)制系統(tǒng)的信噪比增益很低2)幅度調(diào)制系統(tǒng)的輸出信噪比與調(diào)制過程無關44. 用波形編碼的方式將模擬信號數(shù)字化，要經(jīng)過下述三個過程：抽樣量化 編碼45.

18、 脈沖編碼調(diào)制( PCM )包括三個過程：抽樣 量化 編碼46. 抽樣：將模擬信號轉(zhuǎn)換為時間離散的樣本脈沖序列。低通抽樣定理：抽樣頻率fS47. 帶通抽樣頻率在 2B 到 4B 之間變動fs 2(fH fL)(1 M) 2B(1 M)其中 MfHN, N為不超過 fH 的最大整數(shù)N N B B48. 計算帶通抽樣頻率 :1.計算信號帶寬 B；2.計算 fH/B，求出小于它的最大整數(shù) N 。3.計算 M= f H/B-N.4.計算 fS=2B(1+M/N).50.量化：量化定義： 對信號的幅度進行離散化的過程。量化特性和量化特性曲線 量化器的輸入與輸出特性，用量化特性曲線描述 量化特性曲線是階梯

19、形曲線。量化誤差和量化誤差的平均功率 輸入和輸出之間存在誤差，量化誤差，對信號的恢復，等效于噪聲干擾 用平均功率度量量化噪聲51.量化方式分為均勻型和非均勻型兩種。（1）均勻量化：量化間隔是一個常數(shù)。2Vx（t）量化取值范圍 （-V ，+V） ，量化間隔數(shù)為 L，則量化間隔為：信號不過載時的噪聲功率為V212 3L22LV)上式表明當分層很密時，均勻量化器不過載噪聲與信號的統(tǒng)計特性無關，只與量化間隔有關。SNR3 Am3 2V2L2 3D2L2SNR增加一位編碼可以增加 6dB 的量化信噪比2）非均勻量化：量化間隔隨輸入信號的幅度變化，一般對大信號選用較大的量化間隔，小信號選用較小的量化間隔。

20、49. 均勻量化，量化信噪比 SNR(dB)SNR(dB) 4.77 20lg D 6.02n50. 量化誤差：實際輸入值與量化值之差51. 信號不過載時：6dB量化信噪比的 dB 值隨著信號的 dB 值變化， 每增加一位編碼， 量化信噪比增加 信號過載時：量化信噪比具有最大值，每增加一位編碼，量化信噪比也增加 6dB52. 若采用均勻量化 . 話音的每個樣值需要 12 位二進值編碼 按采樣頻率為 8KHz 算 數(shù)據(jù)率為 96Kbit/s 。（12*8 ） 傳輸帶寬要 48KHz.53. A 律采用 13 折線。律采用 15 折線。54. A 律的 PCM 編碼碼組格式： M1M2M3M4M5

21、M6M7M8 極性碼 M1: “ 1”正極性，“ 0”負極性 段落碼 M2M3M4 ：表示量化采樣值所在段落的序號 電平碼 （ 段內(nèi)碼 ）M5M6M7M8 ：表示每一段落內(nèi)的 16 個 均勻量化級。55. 例 1、輸入幅度為 1250，求量化編碼和解碼輸出。 解： 因為是正數(shù)，所以 M1 為“ 1”。查表 5-3，1250 落在第六段， M2M3M4= “ 110” 以 1024 為起點， 64 為量化間隔 （1250-1024 ）/64=3.53 M4M5M6M7= “ 0011” ， 總的編碼為“ 11100011” 解碼輸出：（1024+643+64/2）=124856. DPCM 就是

22、通過預測和差分編碼方式來減少冗余，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的目的。57. SNR Gp SNRq 系統(tǒng)總的量化信噪比等于預測增益與差值量化信噪比的乘積2GES2(k)58.預測和預測增益：GPopt 2Ed （k） ，預測增益越大，預測越準確。DPCM 與 PCM 比較的優(yōu)點 ：編碼位數(shù)減少，傳輸帶寬減少59.fs 2 f ,n log2 L，Rb fs nfs 8kHz, n 8, L 256， Rb 64kHz60. 簡單增量調(diào)制的原理：M 可以看成是 PCM 的一種特例。它只用一位編碼，不是表示采樣值的大小，而 是表示采樣時刻波形的變化趨勢。61. 數(shù)字壓擴自適應增量調(diào)制作用：改變量階，改善簡單增量

23、調(diào)制的兩大問題。62. 對于 fs=32KHZ 的系統(tǒng)（ M），誤碼率為 1.5 10-3，將使信噪比下降 3dB。 對照 P131式 5-70，一個線性 PCM系統(tǒng)，誤碼率為 3.810-6，將使信噪比下降 3dB。 M 系統(tǒng)抗誤碼能力強。63. 時分復用原理 各路信號占用不同的時隙，形成多路信號。 每路信號都要滿足抽樣定理要求。數(shù)字電話應用體制 數(shù)字復接系列PDH: 準同步數(shù)字系列 （用于公共電話網(wǎng) PSTN） SDH:同步數(shù)字系列（用于光纖通信等骨干網(wǎng)絡） A 律 PCM 基群幀結(jié)構30/32 系統(tǒng)64. 基群 2048kbps，二次群速率是 8.448Mbps65. 幀同步序列為 00

24、11011，在偶數(shù)幀傳送。66. A 律 13 折線近似 A=87.6 的對數(shù)特性， u 律 25567.68.信息速率的計算： Rbc=Fsn=88=64 kbit/sRb=Fs n L=8 832=2048 kbit/s69. 數(shù)字基帶信號碼型 用電脈沖表示數(shù)字信息得到數(shù)字基帶信號，電脈沖的形式稱為碼型。碼型設計原則： 有利于信號傳輸，是信號的頻域特性與信道的頻域特性相適應。 便于接收端提取位定時抗噪聲能力強69.常用碼型： P193， 193,195， 198（1）單極性非歸零碼（ NRZ） 1為正 0 為負（2）雙極性非歸零碼用正電平和負電平分別表示“ 1”和“ 0”（3）單極性歸零碼

25、（ RZ） 1 為正（半占空） 0 為負（4）傳號差分碼：相對碼遇 1 跳變 遇 0 不變（5）傳號反轉(zhuǎn)碼： （CMI ）非歸零碼 11表示 1 , 01 表示 0半占空。1）（6）傳號交替反轉(zhuǎn)碼： （ AMI 碼）1交替 用+1和 1表示,0還是 0，滿足交替規(guī)則，（7）HDB3 碼 ：見編碼規(guī)則（問答題部分） 。半占空。（8）數(shù)字雙向碼：極性非歸零碼（ NRZ ）與脈沖波形墨二加。 （相同為 0，相異為70.71. 數(shù)字基帶信號的功率譜（問答題部分）72. 碼間串擾：前面的碼元對后面的碼元波形有干擾。 原因：信道的頻帶受限無碼間串擾的傳輸波形傳輸波形在抽樣點上無失真奈奎斯特第一準則 無串擾

26、波形判決規(guī)則等效理想低通特性73. 理想低通信號的最小傳輸帶寬是碼元速率的一奈奎斯特速率、奈奎斯特帶寬74.1/(2T )稱為奈奎斯特帶寬 ，T ：奈奎斯特間隔， 二進制時：頻帶利用率(最 高速率哦)為 2b/s/Hz 。若為 n 進制，頻帶利用率為 2log2n b/s/Hzs(t) sa( t)S( ) 0 | | /T t 0, s(t)有最大值頻域： 常數(shù) | | /T ，時域： t nT, s(t) 075. 物理意義：傳遞函數(shù)的實部 在頻率軸上以 2 /T 為間隔切開，然后分段平移到( - /T ， /T )之間， 其和為一個常數(shù) (S0T)；傳遞函數(shù)的虛部 在頻率軸按2/T 為間隔切開，然后分段平移到 (- /T, /T) 區(qū)間，其和為 0。76. 升余弦函數(shù)的傳遞函數(shù)：滾降系數(shù)， 01。滾降帶寬： B f(1)77.1信息傳輸速率 RSSRSS T ，B78. 部分響應系統(tǒng)的含義利用碼間串擾，使