通信原理第六版_思考題答案_樊昌信_曹麗娜_編著

1、僅供個人參考第一章 緒論1-1以無線廣播和電視為例，說明圖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？答：第一，數(shù)字傳輸抗干擾能力強，尤其在中繼時，數(shù)字信號可以再生而消除噪聲的積累；第二，傳輸差錯可以控制，從而改善了傳輸質(zhì)量；第三，便于使用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術對數(shù)字信息進行處理；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。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

2、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按傳輸信號的特征，通信系統(tǒng)如何分類？答：按傳輸信號的特征，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按傳送信號的復用方式，通信系統(tǒng)如何分類？答：按傳送信號的復用方式，通信系統(tǒng)可以分為：頻分復用，時分復用和碼分復用。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間關系確定的。1-8通信系統(tǒng)的主要性能指標是什么？答：通信系統(tǒng)的主要性能指標是：傳輸速率和差錯率。1-9什么是誤碼率？什么是誤信率？它們之間的關系如何？答：所謂誤碼率，是指錯誤接收的碼元數(shù)在傳送總碼元數(shù)中所占的比例，或者更確切起的說，誤碼

3、率即是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率。所謂誤信率，又稱誤比特率，是指錯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，它是碼元的信息量在傳輸系統(tǒng)中被丟失的概率。二者之間的關系：它們都是表示差錯率的。1-10什么是碼元速率？什么是信息速率？它們之間的關系如何？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“B ”表示。信息速率是指每秒鐘傳遞的信息量，單位是比特/秒。二者之間的關系：在二進制下，二者在數(shù)值上相等，只是單位不同；在N進制下，設信息速率為 Rb(bit/s),碼元速率為Rbn(B),則有：1-11未來通信技術的發(fā)展趨勢如何？1-12什么是信源符號的信息量？什么是

4、離散信源的信息熵？答：信源符號的信息量是它出現(xiàn)的概率P(x)的函數(shù)。每個符號所含信息量的統(tǒng)計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變化的。常見的恒參信道有：由架空明線，電纜，中長波地波傳播，超短波及微波視距傳播， 人造衛(wèi)星中繼，光導纖維以及光波視距傳播等傳輸媒質(zhì)構成的信道。

5、常見的隨參信道有： 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)所分別構成的調(diào)制信道。3- 3信號在恒參信道中傳輸時主要有哪些失真？如何才能減小這些失真？答：信號在恒參信道中傳輸時主要有：幅度一一頻率畸變和相位一一頻率畸變。為了減小幅度一一頻率畸變，在設計總的傳輸特性時，一般要求把幅度一一頻率畸變控制在一個允許的范圍內(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系？ 答：所謂群延遲頻率特性就是相位一一頻率特性對頻率的導數(shù)。它與相位頻率特性的關系：若相位一一頻

6、率特性用 e( w來表示，則群延遲一一頻率特性t ( W)為:t (w) =de (W /dw3-53- 5隨參信道的特點如何？為什么信號在隨參信道中傳輸時會發(fā)生衰落現(xiàn)象？答：隨參信道的特點：第一：對信號的衰耗隨時間而變化；第二：傳輸?shù)臅r延隨時間而變化；第三：多徑傳播。信號在隨參信道中傳輸時會發(fā)生衰落現(xiàn)象是因為：多徑傳播的結果使確定的載波信號變成了包絡和相位受到調(diào)制的窄帶信號； 從頻譜上看，多徑傳輸引起了頻率彌散，即由單個頻率變成了一個窄帶頻譜。3- 6信道中常見的起伏噪聲有哪些？它們的主要特點是什么？答：信道中常見的起伏噪聲有：熱噪聲，散彈噪聲，以及宇宙噪聲等。它們的主要特點是：無論在時域內(nèi)

7、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：對于一切可能的信息源概率分布來說，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c = max R = max Ht(x) - Ht(x/y)式中max表示對所有可能的輸入概率分布來說的最大值。3- 8香農(nóng)公式有何意義？信道容量與“三要素“的關系如何？s答：香農(nóng)公式c = Blog 2(1 )n表明了當信號與作用在信道上的起伏噪聲的平均功率給定時，在具有一定頻帶寬度B的信道上，理論上單位時間內(nèi)可能傳輸?shù)男畔⒘康臉O限數(shù)值。一個連續(xù)信道的信道容量受“三要素“一一B,n,s的

8、限制。只要這三個要素確定，則信道容量也就隨之確定。當= o或s -：:時，信道容量c 。第四章模擬調(diào)制系統(tǒng)4- 1什么是線性調(diào)制？常見的線性調(diào)制有哪些？答：在幅度調(diào)制中，幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號變化而成正比的變化；在頻譜結構上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結構在頻域內(nèi)的簡單搬移，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GG=輸出信噪比/輸入信噪比它可以對解調(diào)器的抗噪聲性能做出評估。4- 4雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)器的輸入

9、信號功率為什么和載波功率無關？答：4- 5如何比較兩個系統(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？ AM信號采用包絡檢波法解調(diào)時為什么會產(chǎn)生門限效應？答：包絡檢波器存在一個臨界值(門限值”：當輸入信噪比大于該值時，包絡檢波器能正常工作，消息信號能夠無失真地從調(diào)恢復出來；當小于該值時，包絡檢波器就不能作， 消息信號將完全不能恢復。這種現(xiàn)象叫門限效應。在大信噪比情況下，AM信號包絡檢波器的性能幾乎與同步檢測器相同。但隨信噪比的減小，包絡檢波器將在一個特定輸入信噪比值上出現(xiàn)門限效應。4- 8在小噪聲情況下，試比較 AM系統(tǒng)

10、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，但是當輸入信噪比降低到某一門限時，F(xiàn)M便開始產(chǎn)生門限效應；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)生門限效應的主要原因是什么？答：FM系統(tǒng)產(chǎn)生門限效應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)制制度增益和信號帶寬的關系如何？這一關系說明什么問題？答：FM系統(tǒng)調(diào)制制度增益和信號帶寬的關系為：這一關系說明，在大信噪比下，寬帶調(diào)頻解調(diào)器的制度增益是很高的， 對于調(diào)頻系統(tǒng)來說，增加傳輸帶寬就可以改善抗噪聲性能。4-11

11、 什么是頻分復用？ 答：頻分復用是按頻率分割多路信號的方法， 即將信道的可用頻帶分成若干互不交疊的 頻段，每路信號占據(jù)其中的一個頻段。在按收端用適當?shù)臑V波器將多路信號分開， 分別進行解調(diào)和終端處理。 4-12 什么是復合調(diào)制？什么是多級調(diào)制？ 答：采用兩種或兩種以上調(diào)制方式形成的復用系統(tǒng)稱為復合調(diào)制系統(tǒng)。 多級 調(diào)制是指在一個復用系統(tǒng)內(nèi)，對同一個基帶信號進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)的基本結構如何？5- 2 數(shù)字基帶信號有哪些常見的形式？它們各有什么特點？它們的時域表示式如何？ 答：數(shù)字基帶信號常見的形式有：第一：單極性碼波形特點：在碼元時間

12、內(nèi)或者有電壓或者無電壓，電極性單一。 第二：雙極性碼波形特點：二進制符號 0，1 分別與正，負電位相對應。 第三：單極性歸零碼波形特點：它的電脈沖寬度比碼元寬度窄，每個脈沖都回到零電位。 第四：雙極性歸零碼波形特點：每一符號都有零電位的間隙產(chǎn)生。第五：差分碼波形特點：波形所代表的信息符號與碼元本身電位無關， 而僅與相鄰碼元的電位變化 有關。第六：多元碼波形特點：一個脈沖可以代表多個二進制符號。5- 3 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 ?5- 4 什么是 HDB3 碼，差分雙相碼和？有哪些主要特點？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

13、變換成AMI 碼，然后去檢查 AMI 碼的連 0 串情況，當沒有 4 個或 4個以上的連 0 串時， 則這時的 AMI 碼就是 HDB3 碼；當出現(xiàn) 4 個或 4 個以上的連 0 串時，則將每 個連 0 小段的第四個 0 變換成與其前一非 0 符號同極性的符號。顯然，這樣做可 能破壞“極性交替反轉“的規(guī)律。這個符號就稱為破壞符號，用 V 符號表示。HDB3 碼的特點：編碼規(guī)則比較復雜，但譯碼比較簡單；除了保持 AMI 碼的優(yōu)點 外，還增加了使連 0 串減小到至多 3 個的優(yōu)點，這對于定時信號的恢復十分有利。 差分雙相碼： 先把輸入的非歸零波形變換成差分波形， 用差分波形實行絕對雙相碼 編碼，此

14、時的輸出碼相對于輸入波形，稱為差分雙相碼。差分雙相碼的特點： 只使用兩個電平，能提供足夠的定時分量，又無直流漂移，編 碼過程簡單，但是占用帶寬較寬。AMI 碼的全稱是傳號交替反轉碼，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，等等。 AMI 碼的特點：+1，-1，無直流成分，且只有很小的低頻成分，譯碼簡單，但不易于獲取定時信號。5- 5什么是碼間干擾？它是如何產(chǎn)生的？對通信質(zhì)量有什么影響？答：在對某一時刻的波形抽樣時可能會由于其他時刻的波形的影響使抽樣判決發(fā)生錯 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

15、輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應滿足什么條件？答：為了消除碼間干擾，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應滿足：12 打瓦H(W+)=1其中w <T sT sT s5- 7某數(shù)字基帶信號的碼元間隔為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。試問這時有無碼間干擾？5- 8什么是部分響應波形？什么是部分響應系統(tǒng)？答：有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾，而在其余碼元的抽樣時刻無碼間干擾，那么就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值，同時又可以降低對定時精度的要求。通常把這種波形稱為部分響應波形。利用部分響應波形進行傳送的基帶傳輸系統(tǒng)稱為部分響應系統(tǒng)。5- 9在二進制數(shù)字基帶系統(tǒng)中，有哪兩種誤碼？它們

16、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p(1)=p(0)=1/2時，對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無碼間干擾時，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？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？答：用一個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，因為在傳輸二進制信號波形時，

17、他很像人的眼睛。5-14什么是頻域均衡？什么是時域均衡？橫向濾波器為什么能實現(xiàn)時域均衡？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)的總特性滿足實際性能的要求。5- 15時域均衡器的均衡效果是如何衡量的？什么是峰值畸變準則？什么是均方畸變準則？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？答：數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送的信息， 在接收端也只要對載波信號的離散調(diào)制參量進行檢測。模擬調(diào)制是對載波信號的參量進行連續(xù)調(diào)制，在接收端則對載波信號的調(diào)制參量連續(xù)的進行估計。6- 2什么是振幅鍵控？

18、 2ASK信號的波形有什么特點？答：振幅鍵控是用基帶信號控制載波的幅度作離散變化，也就是載波的幅度隨著 數(shù)字信號1和0在兩個電平之間轉換。6-3 00K信號的產(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 00K信號的功率譜密度有何特點？答：00K信號的功率譜密度的特點：第一：由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成；第二：00K信號的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍；第三：00K信號的第一旁瓣峰值比主峰值衰減14Db。6- 5什么是移頻鍵控？ 2FSK信號的波形有什么特點？答：2FSK是用數(shù)字基帶信號控制載波的頻率變化

19、，0符號對應于載頻3 1,1符號對應于載頻3 2,而且3 1和3 2之間的改變是瞬間完成的。6-6 2FSK信號的產(chǎn)生及解調(diào)方法如何？答：產(chǎn)生：第一種：利用調(diào)頻模擬法實現(xiàn)；第二種：鍵控法，即利用受矩形脈沖序列控制的開關電路對兩個不同的獨立 頻率源進行選通。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信號的功率譜密度有何特點？答：第一：2fsk信號的功率譜同樣有連續(xù)譜和離散譜組成；第二：若兩個載頻之差較小，則連續(xù)譜出現(xiàn)單峰；反之，則出現(xiàn)雙峰；第三：傳輸此信號所需的第一零點帶寬為| f 2 - f1+2 f6- 8什么是絕對相移？什么是相對相移？它們有何區(qū)別？答：絕

20、對相移是利用載波相位（初相）的絕對值來表示數(shù)字信號。相對相移是利用相鄰碼元的載波相位的相對變化來表示數(shù)字信號。區(qū)別：2dpsk的波形的同一相位并不對應相同的數(shù)字信息符號，而前后碼元的相對 相位的差才唯一決定信息符號。6- 9 2PSK和2DPSK信號可以用哪些方法產(chǎn)生和解調(diào)？他們是否可以采用包絡檢波法解調(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信號的功率譜密度有何特點？試將它們與OOK信號的功率譜密度加以比較。答：2PSK和2DPSK信號的功率譜是完全相同的，同樣

21、有連續(xù)譜和離散譜組成，但當 雙極性基帶信號已相等的概率出現(xiàn)時，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 試述多進制數(shù)字調(diào)制的特點。 答：多進制數(shù)字調(diào)制的特點：（ 1）在相同的碼元傳輸速率下，多進制系統(tǒng)的速率顯然比二進制系統(tǒng)的高。（ 2）在相同的信息速率下， 由于多進制碼元傳輸速率比二進制的低 ，因而多進制信號 碼元的持續(xù)時間要比二進制的長。顯然， 增大碼元寬度， 就會增加碼元的能量，并能減小由 于信道特性引起的碼間干擾的影響等。6- 13 什么是最小移頻鍵控？ MSK 信號具有哪些特點？6-14 何謂 GMSK 調(diào)制？它與 MSK 調(diào)制有何不同？6- 15 什么是時頻調(diào)制？時頻調(diào)制信號有何特點？第九章 差錯控制編碼9-1 在通信系統(tǒng)中，采用差錯控制的目的是什么？ 答：提高通信系統(tǒng)的質(zhì)量，減小誤碼率。9-2 什么是隨機信道？什么是突發(fā)信道？什么是混合信道？ 答：錯碼的出現(xiàn)是隨機的， 且錯碼之間是統(tǒng)計獨立的， 當信道中加性干擾主要是這