通信原理(第六版)課后思考題及習(xí)題答案

1、第一章緒論1.1以無(wú)線廣播和電視為例，說(shuō)明圖1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具體內(nèi)容是什么在無(wú)線電廣播中，信息源包括的具體內(nèi)容為從聲音轉(zhuǎn)換而成的原始電信號(hào)，收信者中包括的具體內(nèi)容就是從復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換乘的聲音；在電視系統(tǒng)中，信息源的具體內(nèi)容為從影像轉(zhuǎn)換而成的電信號(hào)。收信者中包括的具體內(nèi)容就是從復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成的影像；二者信道中包括的具體內(nèi)容分別是載有聲音和影像的無(wú)線電波1.2何謂數(shù)字信號(hào)，何謂模擬信號(hào)，兩者的根本區(qū)別是什么數(shù)字信號(hào)指電信號(hào)的參量?jī)H可能取有限個(gè)值；模擬信號(hào)指電信號(hào)的參量可以取連續(xù)值。他們的區(qū)別在于電信號(hào)參量的取值是連續(xù)的還是離散可數(shù)的1.3何謂數(shù)字通信，數(shù)字通信

2、有哪些優(yōu)缺點(diǎn)傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)；優(yōu)缺點(diǎn)：1.抗干擾能力強(qiáng)；2.傳輸差錯(cuò)可以控制；3.便于加密處理，信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄栽絹?lái)越重要，數(shù)字通信的加密處理比模擬通信容易的多，以話音信號(hào)為例，經(jīng)過(guò)數(shù)字變換后的信號(hào)可用簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密，解密處理；4.便于存儲(chǔ)、處理和交換；數(shù)字通信的信號(hào)形式和計(jì)算機(jī)所用的信號(hào)一致，都是二進(jìn)制代碼，因此便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也便于用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，處理和交換，可使通信網(wǎng)的管理，維護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，智能化；5.設(shè)備便于集成化、微機(jī)化。數(shù)字通信采用時(shí)分多路復(fù)用，不需要體積較大的濾波器。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路

3、實(shí)現(xiàn)，因此體積小，功耗低；6.便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。采用數(shù)字傳輸方式，可以通過(guò)程控?cái)?shù)字交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交換，以實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的綜合。另外，電話業(yè)務(wù)和各種非話務(wù)業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)；缺點(diǎn)：占用信道頻帶較寬。一路模擬電話的頻帶為4KHZ帶寬，一路數(shù)字電話約占64KHZ。1.4數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型中的各組成部分的主要功能是什么數(shù)字通行系統(tǒng)的模型見(jiàn)圖1-4所示。其中信源編碼與譯碼功能是提高信息傳輸?shù)挠行院瓦M(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信道編碼和譯碼功能是增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)的抗干擾能力；加密與解密的功能是保證傳輸信息的安全；數(shù)字調(diào)制和解調(diào)功能是把數(shù)字基帶信號(hào)搬移到高頻處以便在信道中傳輸；

4、同步的功能是在首發(fā)雙方時(shí)間上保持一致，保證數(shù)字通信系統(tǒng)的有序，準(zhǔn)確和可靠的工作。1-5按調(diào)制方式，通信系統(tǒng)分類？根據(jù)傳輸中的信道是否經(jīng)過(guò)調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。1-6 按傳輸信號(hào)的特征，通信系統(tǒng)如何分類？按信號(hào)特征信道中傳輸?shù)男盘?hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，相應(yīng)的系統(tǒng)分別為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。1-7按傳輸信號(hào)的復(fù)用方式，通信系統(tǒng)如何分類？頻分復(fù)用，時(shí)分復(fù)用，碼分復(fù)用。1-8單工，半雙工及全雙工通信方式是按什么標(biāo)準(zhǔn)分類的？解釋他們的工作方式并舉例說(shuō)明他們是按照消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系分類。單工通信是指消息只能單向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑ㄐ烹p方只有一個(gè)進(jìn)行發(fā)送，另一個(gè)只能

5、接受，如廣播，遙測(cè)，無(wú)線尋呼等。半雙工通信指通信雙方都能進(jìn)行收發(fā)信息，但是不能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)的工作方式，如使用統(tǒng)一載頻的普通對(duì)講機(jī)。全雙工通信是指通信雙方能同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式，如電話等。1-9通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是什么？分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸是將代表信息的數(shù)字信號(hào)碼元以組成的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸，其優(yōu)勢(shì)是傳輸速度快，無(wú)需附加設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方字符同步，缺點(diǎn)是成本高，常用于短距離傳輸。串行傳輸是將代表信息的數(shù)字碼元以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在信道上傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是傳輸速度慢，需要外加措施解決收發(fā)雙方碼組或字符同步，常用于遠(yuǎn)距離傳輸。1-10

6、通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是有哪些？通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)涉及有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)性、可維護(hù)性等。其中有效性和可靠性是主要性能指標(biāo)，在模擬通信系統(tǒng)有效性可用有效傳輸頻帶來(lái)度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度，數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用傳輸速率和頻帶利用率來(lái)衡量。具體誤差率指標(biāo)有誤碼率Pe、誤信率Pb。1-11衡量數(shù)字通信系統(tǒng)有效性和可靠性的性能指標(biāo)有哪些？有效性用傳輸速率和頻帶利用率來(lái)衡量，可靠性用差錯(cuò)率來(lái)衡量，差錯(cuò)率有誤碼率，誤信率。1-12何謂是碼元速率和信息速率？他們之間的關(guān)系如何？碼元速率定義為每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為波特；信息速率定義為每秒鐘傳送的信息

7、量，單位是bit/s。1-13何謂誤碼率和誤信率？它們之間關(guān)系如何?誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。指錯(cuò)誤的碼元數(shù)在傳輸碼元數(shù)中所占的比例，Pe=錯(cuò)誤碼元數(shù)/傳輸總碼元數(shù)。誤信率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被丟失的概率。指錯(cuò)誤接收地比特?cái)?shù)在傳輸總比特?cái)?shù)中占得比例Pb=錯(cuò)誤比特?cái)?shù)/傳輸總比特?cái)?shù)。它們是描述差錯(cuò)率的兩種不同表述。在二進(jìn)制中，二者數(shù)值相等。1-14消息中包含的信息量與以下哪些因素有關(guān)？A消息出現(xiàn)概B消息的種類C消息的重要程度。 第二章 確知信號(hào)1.何為確知信號(hào)？答：確知信號(hào)是指其取值在任何時(shí)間都是確定的和預(yù)知的信號(hào)。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)的其能量為有限的正值

8、，但其功率等于零；功率信號(hào)其能量為無(wú)窮大，其平均功率為有限值。3.試用語(yǔ)言描述單位沖擊函數(shù)的定義。答：?jiǎn)挝粵_擊函數(shù)是寬度趨于零，幅度趨于無(wú)窮大，積分面積為1的理想信號(hào)。4.試描述信號(hào)的四種頻率特性分別適用于何種信號(hào)。答：功率信號(hào)的頻譜適合于功率有限的周期信號(hào)；能量信號(hào)的頻譜密度適合于能量信號(hào)；能量信號(hào)的能譜密度適合于能量信號(hào)；功率信號(hào)的功率頻譜適合于功率信號(hào)。5.頻譜密度S（f）和頻譜C（jnw。）的量綱分別是什么。答：分別為伏特/赫茲和伏特。6自相關(guān)函數(shù)有哪些性質(zhì)？答：（1）自相關(guān)函數(shù)是偶函數(shù)。（2）與信號(hào)的能譜密度函數(shù)或功率譜密度函數(shù)是傅立葉變換對(duì)的關(guān)系。3當(dāng)I=0時(shí),R(0)等于信號(hào)的平

9、均功率或信號(hào)的能量 第三章 隨機(jī)過(guò)程1.什么是寬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程？什么是嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程？它們之間有什么關(guān)系？答：寬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：若一個(gè)隨機(jī)過(guò)程的數(shù)學(xué)期望與時(shí)間無(wú)關(guān)，而其相關(guān)函數(shù)僅與時(shí)間間隔相關(guān)稱之為寬平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程：若一個(gè)隨即過(guò)程任何的n維分布函數(shù)或概率密度函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，則之為嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。一個(gè)嚴(yán)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，只要他的均值有界則必然是寬平穩(wěn)的；反之不然。2.平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自然相關(guān)函數(shù)具有什么特點(diǎn)？答：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的自然相關(guān)函數(shù)與時(shí)間起點(diǎn)無(wú)關(guān)，只與時(shí)間間隔有關(guān)，而且是偶函數(shù)。3.什么是高斯噪聲？什么是白噪聲？它們各有什么特點(diǎn)？答：高斯噪聲：概率密度函數(shù)符合正態(tài)分布的噪聲。高斯噪

10、聲的特點(diǎn)：它的n維分布僅由各隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望、方差和兩兩之間的歸一化協(xié)方差函數(shù)決定。若高斯噪聲是寬平穩(wěn)，則也是嚴(yán)平穩(wěn)的。若隨機(jī)變量之間互不相關(guān)，則也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。白噪聲：功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲，屬于一種理想寬帶過(guò)程。白噪聲的特點(diǎn)：白噪聲只在tao=0時(shí)才是相關(guān)的，而在其他任意時(shí)刻上的隨機(jī)變量都不相關(guān)。4.什么是窄帶隨機(jī)過(guò)程？它的頻譜和時(shí)間波形有什么特點(diǎn)？答：如果隨機(jī)過(guò)程的頻譜密度分布在一個(gè)遠(yuǎn)離零頻的很窄的頻率范圍內(nèi)，則稱其為窄帶隨即過(guò)程。其頻譜分布特點(diǎn)是帶寬遠(yuǎn)小于中心頻率，時(shí)間波形上的特點(diǎn)是呈現(xiàn)出包絡(luò)和相位隨機(jī)緩慢變化的正弦波。5.什么是窄高斯噪聲？他在波形上有什么特點(diǎn)？它的包

11、絡(luò)和相位各服從什么概率分布？答：窄帶高斯噪聲：若一個(gè)高斯噪聲滿足窄帶條件，即其帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于中心頻率，而且中心平率偏離零頻很遠(yuǎn)，則稱之為窄帶高斯噪聲。其波形上的特點(diǎn)是包絡(luò)和相位都像一個(gè)緩慢變化的正弦波。其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，其相位的一維分布服從均勻分布。6.何為高斯白噪聲？它的概率密度函數(shù)、功率頻譜密度如何表示？答：如果白噪聲取值的概率密度分布服從高斯分布，則稱之為高斯白噪聲，其概率密度函數(shù)為高斯函數(shù)，其功率譜密度為常數(shù)。7.不相關(guān)、統(tǒng)計(jì)獨(dú)立、正交的含義各是什么？他們之間的關(guān)系如何？答：如果兩個(gè)隨機(jī)變量的協(xié)方差函數(shù)為零，則稱他們不相關(guān)；如果兩個(gè)隨機(jī)變量的聯(lián)合概率密度等于它們各自概率密度的

12、乘積，則稱他們統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。如果兩個(gè)隨機(jī)變量的互相關(guān)函數(shù)為零，則稱他們正交。兩個(gè)均值為零的隨機(jī)變量如果統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，則一定是正交及不相關(guān)；兩個(gè)均值為零的隨機(jī)變量正交與不相關(guān)等價(jià)。第四章 信道4.1無(wú)線信道有哪些種無(wú)線通訊更具通訊距離，頻率和位置的不同，分為地波、天波和視距傳播和散射傳播等4.2 地波傳播距離能達(dá)到多遠(yuǎn) 他適用在什么頻段地波傳播在數(shù)百米到數(shù)千千米，應(yīng)用與低頻和甚低頻，大約2MHZ4.3天波傳播距離能達(dá)到多遠(yuǎn) 他適用在什么頻段天波傳播能達(dá)到一萬(wàn)千米以上，應(yīng)用于高頻，2MHZ-30MHZ4.4 視距傳播距離和天線高度有什么關(guān)系天線高度越高，視距傳播的距離越遠(yuǎn)，其具體關(guān)系為H=D2/50 其中

13、H 為天線高度，單位為米，D為視距傳播距離，單位為千米4.5散射傳播有哪些種 各適用在什么頻段散射傳播分為電離層散射、對(duì)流散射和流星余跡散射。電離層散射發(fā)生在3OMHZ60MHZ 對(duì)流層散射發(fā)生在100MHZ4000MHZ；流星余跡散射發(fā)生在30MHZ100MHZ4.6何為多徑效應(yīng)多徑傳播對(duì)信號(hào)的影響稱為多徑效應(yīng)4.7什么事快衰落 設(shè)么是慢衰落由多徑效應(yīng)引起的衰落稱為快衰落；由信號(hào)路徑上由于季節(jié)，日夜，天氣等變化引起的信號(hào)衰落稱為慢衰落4.8何謂恒參信道 何謂隨參信道 他們分別對(duì)信號(hào)傳輸有哪些主要影響信道特性基本上不隨時(shí)間變化或者變化很慢稱為恒參信道；信道特性隨機(jī)變化的信道稱為隨機(jī)信道；恒參信

14、道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懣梢酝耆?，而隨參信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懼荒茉诮y(tǒng)計(jì)平均的意義下消除4.9何謂加性干擾 何謂乘性干擾不論信號(hào)有無(wú)都存在的噪聲稱為加性干擾；隨信號(hào)大小變化的干擾稱為乘性干擾4.10有線電信道有哪些種傳輸電信號(hào)的有線信道有明線、對(duì)稱電纜和同軸電纜4.11 何謂階躍型光纖 何謂梯度型光纖折射率在兩種介質(zhì)中均勻不變，僅在邊界處發(fā)生突變的光纖稱為階躍光纖；纖芯折射率延半徑增大方向逐漸減小的光纖稱為梯度型光纖4.12何謂多模光纖 何謂單模光纖有多種光線傳播路徑的光纖稱為多模光纖；只有一種光線傳播路徑的光纖稱為單模光纖4.13 適合在光纖中傳播的光波波長(zhǎng)有那幾個(gè)1.31UM 1.55UM4.

15、14信道中的噪聲有哪幾種信道中得噪聲可以分為脈沖噪聲、窄帶噪聲、起伏噪聲4.15熱噪聲是如何產(chǎn)生的熱噪聲起源于一切電阻性元器件中得電子熱運(yùn)動(dòng)4.16信道模型有哪幾種信道可以分為離散信道和連續(xù)信道4.17試述信道容量的定義信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⒘?.18試寫出連續(xù)信道容量的表達(dá)式 由此式看出信道容量的大小決定于哪些參量連續(xù)信道的信道容量計(jì)算式為Ct=Blog2(1+S/N)(b/s)，可以看出信道容量與信道的帶寬B，信號(hào)的平均功率S和噪聲的平均功率N有關(guān)。第五章 模擬調(diào)制系統(tǒng)1、何為調(diào)制? 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用是什么？所謂調(diào)制就是把信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過(guò)程。作

16、用：1將基帶信號(hào)變換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)2實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用3改善系統(tǒng)抗噪聲性能。2、什么是線性調(diào)制？常見(jiàn)的線性調(diào)制有哪些？正弦載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)做線性變化的過(guò)程。從頻譜上說(shuō)，已調(diào)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是頻率位置發(fā)生變化。常見(jiàn)的線性調(diào)制有調(diào)幅，雙邊帶，單邊帶和殘留邊帶調(diào)制。3、AM信號(hào)的波形和頻譜有哪些特點(diǎn)？AM波的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)的形狀完全一樣；AM信號(hào)的頻譜有載頻分量、上邊帶下邊帶三部分組成。上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)和原調(diào)制信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。4 與未調(diào)載波的功率相比，AM信號(hào)在調(diào)制過(guò)程中功率增加了多少？增加了調(diào)制信號(hào)的功率5、為什么要抑制載波？相

17、對(duì)AM信號(hào)來(lái)說(shuō)，抑制載波的雙邊帶信號(hào)可以增加多少功效?抑制載波可以提高調(diào)制效率；對(duì)于抑制載波的雙邊帶，可以使其調(diào)制效率由三分一提高到16、SSB的產(chǎn)生方法有哪些？各有何技術(shù)難點(diǎn)？SSB信號(hào)的產(chǎn)生方式可以分為濾波法和相移法。濾波法的技術(shù)難點(diǎn)是邊帶濾波器的制作。相移法的難點(diǎn)是寬帶移相網(wǎng)絡(luò)的制作。7、VSB濾波器的傳輸特性應(yīng)滿足什么條件？為什么？殘留邊帶濾波器的特性H（w）在+-wc處必須具有互補(bǔ)對(duì)稱性，相干解調(diào)時(shí)才能無(wú)失真的從殘留邊帶中恢復(fù)所需要的調(diào)制信號(hào)。8 如何比較兩個(gè)模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同？為什么？比較兩個(gè)模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能要綜合考慮帶寬和信號(hào)和噪聲功率比。9、DSB調(diào)制系統(tǒng)

18、和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同，為什么相同。如果解調(diào)器的輸入噪聲功率密度相同，輸入信號(hào)功率也相同，則單邊帶和雙邊帶在解調(diào)器輸出的信噪比是相等的。10 什么是頻率調(diào)制？什么是相位調(diào)制？?jī)烧哧P(guān)系如何？所謂頻率調(diào)制FM是指瞬時(shí)頻率偏移隨調(diào)制信號(hào)成比例變化；所謂相位調(diào)制pm是指瞬時(shí)相位偏移隨調(diào)制信號(hào)線性變化。FM和PM之間可以相互轉(zhuǎn)換，將調(diào)制信號(hào)先微分，后進(jìn)行調(diào)頻則得到相位波；將調(diào)制信號(hào)先積分而后進(jìn)行調(diào)相則得到調(diào)頻波。11 什么是門限效應(yīng)？AM信號(hào)采用包絡(luò)檢波解調(diào)是為什么會(huì)產(chǎn)生門限效應(yīng)當(dāng)包絡(luò)檢波器的輸入信噪比降到一個(gè)特定的數(shù)值后，檢波器的輸出信噪比出現(xiàn)急劇惡化的一種現(xiàn)象成為門限效應(yīng)。門限效應(yīng)本質(zhì)

19、上是有包絡(luò)檢波器的非線性引起的?？梢岳斫鉃楫?dāng)小信噪比時(shí)，解調(diào)器的輸出端沒(méi)有信號(hào)項(xiàng)，會(huì)把有用的信號(hào)擾亂成隨機(jī)噪聲。12 為什么相干解調(diào)不存在門限效應(yīng)？ 噪聲與信號(hào)可以分開(kāi)進(jìn)行解調(diào)，而解調(diào)器輸出端總是單獨(dú)存在有用信號(hào)項(xiàng)14 為什么調(diào)頻系統(tǒng)可進(jìn)行帶寬與信噪比的互換，而調(diào)幅不能？因?yàn)檎{(diào)幅系統(tǒng)的帶寬是固定的15 FM系統(tǒng)的調(diào)制制度增益和信號(hào)帶寬的關(guān)系如何？這一關(guān)系說(shuō)明什么問(wèn)題？調(diào)制增益與信號(hào)帶寬的關(guān)系為 ，這說(shuō)明信號(hào)帶寬越大，調(diào)制增益越高16 fm產(chǎn)生門限效應(yīng)的主要原因是什么？主要是非線性的解調(diào)作用17 FM系統(tǒng)中采用加重技術(shù)的原理和目的是什么？為了進(jìn)一步改善解調(diào)器的輸出信噪比，針對(duì)鑒頻器輸出噪聲譜呈拋

20、物線形狀的特點(diǎn)，在調(diào)頻系統(tǒng)中采用加重技術(shù)，包括預(yù)加重和去加重措施。預(yù)加重和去加重的設(shè)計(jì)思想是保持輸出信號(hào)不變，有效降低輸出噪聲，已達(dá)到輸出信噪比的目的，其原理實(shí)在解調(diào)錢加上預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)，提升調(diào)制信號(hào)的高頻分量，在解調(diào)以后加上去加重網(wǎng)絡(luò)，使信號(hào)保持不變同時(shí)降低高頻噪聲，從而改善輸出信噪比18 什么是頻分復(fù)用頻分復(fù)用中，一個(gè)信道的可用頻帶被分為若干個(gè)互不重疊的頻段，每路信號(hào)占用其中的一個(gè)頻段，在接收端，通過(guò)濾波器選出其中所要接收的信號(hào)，在進(jìn)行解調(diào)。第六章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各部分的功能？數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)由發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器及定時(shí)和同步系統(tǒng)構(gòu)成。發(fā)送濾波

21、器的功能是產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)波形。信道的作用是傳輸基帶信號(hào)。信道的作用是傳輸基帶信號(hào)。接收濾波器的作用是接收信號(hào)，盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對(duì)信道特性進(jìn)行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器的作用是使再傳輸熱性不理想及噪聲背景下，在規(guī)定時(shí)刻對(duì)接收濾波器的輸出波形進(jìn)行判決，以恢復(fù)或再生基帶信號(hào)。定時(shí)和同步系統(tǒng)的作用是為抽樣判決器提供準(zhǔn)確的抽樣時(shí)鐘。數(shù)字基帶信號(hào)有哪些常見(jiàn)的形式？各有什么特點(diǎn)？它們的時(shí)域表達(dá)式如何？數(shù)字基帶信號(hào)的常見(jiàn)形式有：?jiǎn)螛O性波形，雙極性波形，單極性歸零波形，雙極性歸零波形，差分波形和多電平波形。單極性波形用正電平和零電平分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制碼“1”和“0”

22、，其波形特點(diǎn)是電脈沖之間無(wú)間隔，極性單一，易用于TTL,CMOS電路，缺點(diǎn)是有直流分量，只使用于近距離傳輸。雙極性波形用正負(fù)電平的脈沖表示二進(jìn)制1和0，其波形特點(diǎn)是正負(fù)電平幅度相等，極性相反，故1和0等概率出現(xiàn)時(shí)無(wú)直流分量，有利于在信道中傳輸，并且在接收端恢復(fù)信號(hào)的判決電平為零，不受信道特性變化影響，抗干擾能力強(qiáng)。單極性歸零波形電脈沖寬度小于碼元寬度，信號(hào)電壓在一個(gè)碼元終止時(shí)刻前總要回到零電平。從單極性歸零波形中可以直接提取定時(shí)信息。雙極性歸零波形兼有雙極性和歸零波形的特點(diǎn)。相鄰脈沖之間存在零電位間隔，接收端易識(shí)別碼元起止時(shí)刻，從而使收發(fā)雙方保持正確的位同步。差分波形用相鄰碼元的電平跳變來(lái)表示

23、消息代碼，而與碼元本身的電位或極性無(wú)關(guān)。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響，特別是在相位調(diào)制系統(tǒng)中可以解決載波相位模糊的問(wèn)題。多電平波形的一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)多個(gè)二進(jìn)制碼，在波特率相同的情況下，可以提高信息傳輸速率。數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜有什么特點(diǎn)？它的帶寬只要取決于什么？數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度可能包括兩個(gè)部分，連續(xù)譜部分Pu（w）及離散譜部分Pv(w)。對(duì)于連續(xù)譜而言，代表數(shù)字信息的g1(t)及g2(t)不能完全相同，所以Pu（w）總是存在的；而對(duì)于離散譜P=1/1- g1(t)/ g2(t)=k,且0k1時(shí)，無(wú)離散譜。它的寬帶取決于一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間Ts和基帶信號(hào)的碼元波形的傅里葉變換形

24、式。構(gòu)成AMI碼和HDB3碼的規(guī)則是什么？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？AMI的編碼規(guī)則：將消息代碼0（空號(hào)）仍然變換成傳輸碼0，而把1（傳碼）交替的變換為傳輸碼的+1，-1。因此AMI碼為三電平序列，三元碼，偽三進(jìn)制，1B/1T碼。AMI的優(yōu)點(diǎn)：（1）0,1不等概率是也無(wú)直流。（2）零頻附近的低頻分量小。（3）整流后及RZ碼。（4）編譯碼電路簡(jiǎn)單而且便于觀察誤碼情況。AMI的缺點(diǎn)是：連續(xù)0碼多時(shí)，RZ碼連0也多，不利于提取高質(zhì)量的位同步信號(hào)。HDB3的編碼規(guī)則：先把消息代碼變換AMI碼，然后去檢查AMI碼的連零情況，沒(méi)有四個(gè)或者四個(gè)以上的連零串時(shí)，這時(shí)的AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)四個(gè)或者四個(gè)以上的

25、連零串時(shí)，將四個(gè)連零小段的第四個(gè)0變換于遷移非0符號(hào)同極性的符號(hào)，稱為V符號(hào)（破壞碼）。當(dāng)相鄰V符號(hào)之間有偶數(shù)個(gè)非零符號(hào)時(shí)，再將該小段的第一個(gè)0變成+B或者-B（平衡碼），B符號(hào)的極性與前一非零符號(hào)的極性相反，并讓后面的非0符號(hào)從V符號(hào)開(kāi)始再交替變化。HDB3碼的優(yōu)點(diǎn)：保持了AMI的優(yōu)點(diǎn)，還增加了使連零串減少到至多三個(gè)，對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。簡(jiǎn)述雙相碼和差分雙相碼的優(yōu)缺點(diǎn)。雙相碼的編碼原則是對(duì)每一個(gè)二進(jìn)制碼分別用兩個(gè)具有不同相位的二進(jìn)制新碼去表示源碼。001（零相位的一個(gè)周期的方波）110（pi相位的一個(gè)周期方波）。其優(yōu)點(diǎn)是只用兩個(gè)電平，能提取足夠的定時(shí)分量，又無(wú)直流漂移，編碼過(guò)程簡(jiǎn)

26、單。其缺點(diǎn)是占用帶寬加倍，使頻帶利用率降低。差分雙相碼中，每個(gè)碼元中間電平跳變用于同步，而每個(gè)碼元的開(kāi)始處是否存在額外的跳變用來(lái)確定信碼。有跳變則表示1，無(wú)跳變則表示0，其優(yōu)點(diǎn)是解決了雙相極性翻轉(zhuǎn)而引起的譯碼錯(cuò)誤，其缺點(diǎn)也是占用帶寬加倍。什么是碼間干擾？它是如何產(chǎn)生的？對(duì)通信質(zhì)量有什么影響？碼間干擾的產(chǎn)生是因?yàn)樵诘趉個(gè)抽樣時(shí)刻理想狀態(tài)時(shí)抽樣時(shí)刻所得的是僅有第k個(gè)波形在此時(shí)刻被取值，但在實(shí)際系統(tǒng)中，會(huì)有除了第k個(gè)波形以外的波形可能再抽樣時(shí)刻被取值。碼間干擾會(huì)導(dǎo)致判決電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行誤判，使信號(hào)失真，產(chǎn)生誤碼，從而通信質(zhì)量下降。何謂奈奎斯特速率和奈奎斯特帶寬？此時(shí)的頻帶利用率有多大？理想低通傳輸特性

27、的帶寬稱為奈奎斯特帶寬，將該系統(tǒng)無(wú)碼間干擾的最高傳輸速率稱為奈奎斯特速率。此時(shí)頻帶利用率為2B/HZ。在二進(jìn)制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，有哪兩種誤碼？他們各在什么情況下發(fā)生？誤碼將由2種錯(cuò)誤形式：發(fā)送1碼，誤判為0碼，這種錯(cuò)誤是在噪聲的影響下使得x<Vd（x為接受濾波器輸出的瞬間值，Vd為判決門限）時(shí)發(fā)生；同理，發(fā)送0碼，誤判為1碼，這種錯(cuò)誤在x>Vd時(shí)發(fā)生。無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與哪些因素有關(guān)？如何降低系統(tǒng)的誤碼率？無(wú)碼間干擾時(shí)，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與抽樣判決時(shí)的信噪比有關(guān)。要降低系統(tǒng)的誤碼率需要提高抽樣判決時(shí)的信噪比，可以降低信道噪聲或者提高信號(hào)平均功率。什么是眼圖？它有

28、什么作用？由眼圖模型可以說(shuō)明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖應(yīng)是什么樣的圖形？眼圖是實(shí)驗(yàn)手段估計(jì)基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種方法。它是指接收濾波器輸出信號(hào)波形在示波器上疊加所形成的圖像。1.最佳抽樣時(shí)刻是“眼睛”張最大的時(shí)刻；2.對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度可由眼睛的斜率決定，斜率越陡，對(duì)定時(shí)誤差就越靈敏；3.圖中陰影區(qū)域的垂直高度表示信號(hào)畸變范圍；4.圖中央的橫軸位置對(duì)應(yīng)判決門限電平；5.在抽樣時(shí)刻上，上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限，即若噪聲瞬時(shí)值超過(guò)這個(gè)容限，即可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖中間會(huì)有一條代表0的水平線。什么是部分響應(yīng)波形？什么是部分響

29、應(yīng)系統(tǒng)？人為的有規(guī)律的在抽樣時(shí)刻引入碼間串?dāng)_，并在接收判決前加以消除，從而可以達(dá)到改頻譜特性，壓縮傳輸頻帶，使頻帶利用率提高到理論最大值，并加速傳輸波形尾巴地衰落和降低對(duì)定時(shí)精度要求的目的。通常把這種波形稱為部分響應(yīng)波形。利用部分響應(yīng)波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)稱為部分響應(yīng)系統(tǒng)。部分響應(yīng)技術(shù)解決了什么為題？第類部分響應(yīng)的特點(diǎn)是什么？部分響應(yīng)技術(shù)提高了頻帶利用率，降低了對(duì)定時(shí)精度的要求。第類部分響應(yīng)的特點(diǎn)是無(wú)直流分量，其低頻分量小，便于邊帶濾波實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制。什么是頻域均衡？什么是時(shí)域均衡？橫向?yàn)V波器為什么能實(shí)現(xiàn)時(shí)域均衡？頻域均衡：利用可調(diào)濾波器的頻率特性補(bǔ)償基帶系統(tǒng)的頻率特性，使得包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的基

30、帶系統(tǒng)總的傳輸特性滿足無(wú)碼間串?dāng)_傳輸?shù)囊蟆Ｆ痤l率特性補(bǔ)償作用的可調(diào)濾波器叫頻域均衡器。時(shí)域均衡器：在接受濾波器后插入一個(gè)稱為橫向?yàn)V波器的可調(diào)濾波器，這個(gè)橫向?yàn)V波器可以將輸入端在抽樣時(shí)刻上有碼間干擾的響應(yīng)波形變換為在抽樣上無(wú)碼間干擾的響應(yīng)波形。由于橫向?yàn)V波器的均衡原理是在時(shí)域響應(yīng)波形上的，所以稱這種均衡為時(shí)域均衡。橫向?yàn)V波器可以將輸入端在抽樣時(shí)刻上有碼間干擾的響應(yīng)波形變換成在抽樣時(shí)刻上無(wú)碼間干擾的響應(yīng)波形，所以橫向?yàn)V波器可以實(shí)現(xiàn)時(shí)域均衡。第七章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)什么是數(shù)字調(diào)制？它和模擬調(diào)制有哪些異同點(diǎn)？數(shù)字調(diào)制是用載波信號(hào)的某些離散狀態(tài)來(lái)表征傳送的信息，在接收端對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量進(jìn)行檢測(cè)

31、。和模擬調(diào)制一樣，數(shù)字調(diào)制也有調(diào)幅，調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。在原理上二者并沒(méi)有什么區(qū)別。只不過(guò)模擬調(diào)制是對(duì)載波信號(hào)的參量進(jìn)行離散調(diào)制，在接收端也只需對(duì)載波信號(hào)的離散調(diào)制參量估值。數(shù)字調(diào)制的基本方式有哪些？其時(shí)間波形上各有什么特點(diǎn)？數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：一是利用模擬調(diào)制方法去實(shí)現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個(gè)特例，把數(shù)字基帶信號(hào)當(dāng)成模擬信號(hào)的特殊情況處理。二是利用數(shù)字信號(hào)的離散取值的特點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)鍵控載波，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，這種調(diào)制方式通常有幅度鍵控、頻率鍵控和相位鍵控。其時(shí)間波形上來(lái)說(shuō)，有可能是不連續(xù)的。什么事振幅鍵控？OOK信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)方法有哪些？

32、振幅鍵控：用載波幅度的有無(wú)來(lái)表示傳送的信息，一般用開(kāi)關(guān)電路來(lái)控制。OOK信號(hào)一般有兩種產(chǎn)生方法：1，模擬幅度調(diào)制法；2，開(kāi)關(guān)電路控制的鍵控法。OOK信號(hào)有兩種解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡(luò)檢波法）和相干解調(diào)法（同步檢測(cè)法）。2ASK信號(hào)傳輸帶寬與波特率或基帶信號(hào)的帶寬有什么關(guān)系？2ASK信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。什么事頻移鍵控？2FSK信號(hào)產(chǎn)生和解調(diào)方法有哪些？頻移鍵控是指用不同的載頻來(lái)表示所傳送的數(shù)字信息。（1）利用矩形脈沖序列對(duì)一個(gè)載波進(jìn)行調(diào)頻產(chǎn)生；（2）利用受矩形脈沖序列控制的開(kāi)關(guān)電路對(duì)兩個(gè)不同的頻率進(jìn)行選通，即鍵控法。FSK的解調(diào)通常采用非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種方法，同時(shí)還有鑒頻法，

33、過(guò)零檢測(cè)法和差分檢波法。2FSK信號(hào)相鄰碼元的相位是否連續(xù)變化與其產(chǎn)生方法有何關(guān)系？采用模擬調(diào)頻電路實(shí)現(xiàn)的2FSK信號(hào)，其相位變化是連續(xù)的；采用數(shù)字鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)其相位變化不一定連續(xù)。相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的傳輸帶寬與波特率或基帶信號(hào)的帶寬有什么關(guān)系？相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的帶寬大于基帶信號(hào)帶寬的2倍。什么事絕對(duì)移相？什么事相對(duì)移相？他們有何區(qū)別？絕對(duì)移相是用載波的相位直接表示碼元；相對(duì)移相是用相鄰碼元的相對(duì)載波相位值表示數(shù)字信息。相對(duì)移相信號(hào)可以看做是把數(shù)字信息序列絕對(duì)碼變換成相對(duì)碼，然后根據(jù)相對(duì)碼進(jìn)行絕對(duì)移相而成。2PSK信號(hào)和2DPSK信號(hào)可以用哪些方法產(chǎn)生和解調(diào)？它們是否可以

34、采用包絡(luò)檢波法解調(diào)？為什么？2PSK信號(hào)和2DPSK信號(hào)可以用模擬調(diào)制法和鍵控調(diào)制法產(chǎn)生，2PSK信號(hào)可以用極性比較法，鑒相法解調(diào)，2DPSK信號(hào)通常用極性比較-碼變換法，差分相干法解調(diào)。它們都不能采用包絡(luò)檢波法解調(diào)，因?yàn)樗鼈兪怯孟辔欢皇钦穹鶃?lái)攜帶傳送信息的。2PSK信號(hào)及2DPSK信號(hào)的功率譜密度有何特點(diǎn)？試將它們與OOK信號(hào)的功率譜密度加以比較。2PSK信號(hào)的功率譜密度同樣由離散譜和連續(xù)譜組成，但當(dāng)雙極性基帶信號(hào)以相等的概率出現(xiàn)時(shí)，不存在離散譜部分。同時(shí)，連續(xù)譜部分與2ASK信號(hào)基本相同，因此，2PSK信號(hào)的帶寬也與2ASK信號(hào)相同。此外，2DPSK信號(hào)的帶寬也與2ASK信號(hào)的相同。二進(jìn)

35、制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率與哪些因素有關(guān)?與其調(diào)制方式、解調(diào)方式和信噪比有關(guān)。2FSK與2ASK相比有哪些優(yōu)勢(shì)？在相同的解調(diào)方式下，若要得到相同的誤碼率，2FSK需要的信噪比比2ASK小3dB。2PSK與2ASK和2FSK相比有哪些優(yōu)勢(shì)？在相同的誤碼率情況下，2PSK需要的信噪比比2ASK小6dB，比2FSK小3dB。2DPSK與2PSK相比有哪些優(yōu)勢(shì)？在相同的信噪比情況下，采用相干解調(diào)方式，2DPSK與2PSK的誤碼率減少一半，而且2DPSK還可以采用非相干解調(diào)方式。何謂多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制？與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相比，多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？采用多種基帶波形的數(shù)字調(diào)制稱為多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制，優(yōu)缺點(diǎn)為：1，在相同傳碼率時(shí)，多進(jìn)制比二進(jìn)制傳輸?shù)男畔⒘看颍?，在相同傳信率時(shí)，多進(jìn)制比二進(jìn)制所需要的碼率低，帶寬窄；3，在相同噪聲情況下，多進(jìn)制的抗噪聲性能不如二進(jìn)制好。第九章 模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸1 模擬信號(hào)在抽樣后，是否變成時(shí)間離散和取值離散的信號(hào)了？模擬信號(hào)在進(jìn)行抽樣和變成時(shí)間