通原思考题.docx

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第一章绪论

1.1以无线广播和电视为例，说明图［-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线

电波

1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值，-模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号

参量的取值是连续的还是离散可数的

1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点:

1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化,智能化；5.设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点:

占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路

数字电话约占64KHZO

1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。

其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的

工作。

1-5按调制方式，通信系统分类?

根据传输中的信道是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和带通传输系统。

1-6按传输信号的特征,通信系统如何分类?

按信号特征信道中传输的信号可分为模拟信号和数字信号，相应的系统分别为模拟通信系统和数字通信系统。

1-7按传输信号的复用方式,通信系统如何分类?

频分复用，时分复用,码分复用。

1-8单工，半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？

解释他们的工作方式并举例说明他们是按照）肖息传递的方向与时间关系分类。

单工通信是指消息只能单向传输的工作方式，通信双方只有一个进行发送，另一个只能接受,如广播，遥测,无线寻呼等。

半双工通信指通信双方都能进行收发信息，但是不能同时进行收发的工作方式,如使用统一载频的普通对讲机。

全双工通信是指通信双方能同时进行收发消息的工作方式,如电话等。

1-9通信系统的主要性能指标是什么？

分为并行传输和串行传输。

并行传输是将代表信息的数字信号码元以组成的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输,其优势是传输速度快，无需附加设备就能实现收发双方字符同步，缺点是成本高,常用于短距离传输。

串行传输是将代表信息的数字码元以串行方式一个码元接一个码元地在信道上传输，其优点是成本低,缺点是传输速度慢，需要外加措施解决收发双方码组或字符同步，常用于远距离传输。

1-10通信系统的主要性能指标是有哪些？

通信系统的主要性能指标涉及有效性、可

靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。

其中有效性和可靠性是主要性能指标，

在模拟通信系统有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则

需要不同的频带宽度,数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量。

具

体误差率指标有误码率Pe、误信率Pb„

1-11衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？

有效性用传输速率和频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量，差错率有误码率，误信率。

1-12何谓是码元速率和信息速率？

他们之间的关系如何？

码元速率定义为每秒钟传送码元的数目,单位为波特；信息速率定义为每秒钟传送的信息量，单位是bit/s。

1-13何谓误码率和误信率?

它们之间关系如何误码率是码元在传输系统中被传错的概率。

指错误的码元数在传输码元数中所占的比例，Pe错误码元数/传输总码元数。

误信率是码元在传输系统中被丢失的概率。

指错误接收地比特数在传输总比特数中占得比例Pb错误比特数/传输总比特数。

它们是描述差错率的两种不同表述。

在二进制中，

二者数值相等。

1-14消息中包含的信息量与以下D那些因素有关？

A消息出现概B消息的种类C消息的重要程度。

第二章确知信号

1.何为确知信号?

答：

确知信号是指其取值在任何时间都是确定的和预知的信号。

2.试分别说明能量信号和功率信号的特性。

答：

能量信号的其能量为有限的正值,

但其功率等于零;功率信号其能量为无穷大，其平均功率为有限值。

3.试用语言描述单位冲击函数的定义。

答：

单位冲击函数是宽度趋于零，幅度趋于

无穷大，积分面积为1的理想信号。

4.试描述信号的四种频率特性分别适用于何种信号。

答：

功率信号的频谱适合于功

率有限的周期信号；能量信号的频谱密度适合于能量信号；能量信号的能谱密度适合

于能量信号；功率信号的功率频谱适合于功率信号。

5.频谱密度S（f）和频谱C（jnw0）的量纲分别是什么。

答：

分别为伏特/赫兹和

伏特。

6.自相关函数有哪些性质？

答：

（1）自相关函数是偶函数。

（2）与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系。

3当I0时R0等于信号的平均功率

或信号的能量

第三章随机过程

1.什么是宽平稳随机过程?

什么是严平稳随机过程?

它们之间有什么关系？

答：

宽平稳随机过程:

若一个随机过程的数学期望与时间无关,而其相关函数仅与时间间隔相关称之为宽平稳随机过程。

严平稳随机过程:

若一个随即过程任何的n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关，则之为严平稳随机过程。

一个严平稳随机过程，只

要他的均值有界则必然是宽平稳的；反之不然。

2.平稳随机过程的自然相关函数具有什么特点？

答：

平稳随机过程的自然相关函数

与时间起点无关，只与时间间隔有关，而且是偶函数。

3.什么是高斯噪声？

什么是白噪声?

它们各有什么特点?

答：

高斯噪声：

概率密度函数符合正态分布的噪声。

高斯噪声的特点:

它的n维分布仅由各随机变量的数学期望、方差和两两之间的归一化协方差函数决定。

若高斯噪声是宽平稳，则也是严平稳的。

若随机变量之间互不相关，则也是统计独立的。

白噪声:

功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声,属于一种理想宽带过程。

白噪声的特点:

白噪声只在taoO时才是

相关的，而在其他任意时刻上的随机变量都不相关。

4.什么是窄带随机过程?

它的频谱和时间波形有什么特点？

答：

如果随机过程的频谱密度分布在一个远离零频的很窄的频率范围内，则称其为窄带随即过程。

其频谱分布特点是带宽远小于中心频率，时间波形上的特点是呈现出包络和相位随机缓慢变化

的正弦波。

5.什么是窄高斯噪声？

他在波形上有什么特点?

它的包络和相位各服从什么概率分布？

答：

窄带高斯噪声：

若一个高斯噪声满足窄带条件，即其带宽远远小于中心频率，而且中心平率偏离零频很远，则称之为窄带高斯噪声。

其波形上的特点是包络和相位都像一个缓慢变化的正弦波。

其包络的一维分布服从瑞利分布,其相位的一维分布服从

均匀分布。

6.何为高斯白噪声?

它的概率密度函数、功率频谱密度如何表示?

答：

如果白噪声取值的概率密度分布服从高斯分布，则称之为高斯白噪声，其概率密度函数为高斯函数，其功率谱密度为常数。

7.不相关、统计独立、正交的含义各是什么？

他们之间的关系如何？

答：

如果两个随机变量的协方差函数为零，则称他们不相关；如果两个随机变量的联合概率密度等于它们各自概率密度的乘积，则称他们统计独立。

如果两个随机变量的互相关函数为零，则称他们正交。

两个均值为零的随机变量如果统计独立，则一定是正交及不相关；两个均值为零的随机变量正交与不相关等价。

第四章

信道

于码元宽度，信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。

从单极性归零波形中可以直接提取定时信息。

双极性归零波形兼有双极性和归零波形的特点。

相邻脉冲之间存在零电位间隔,接收端易识别码元起止时刻，从而使收发双方保持正确的位同步。

差分波形用相邻码元的电平跳变来表示消息代码,而与码元本身的电位或极性无关。

用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中可以解决载波相位模糊的问题。

多电平波形的一个脉冲对应多个二进制码，在波特率相同的情况下,可以提高信息传输速率。

数字基带信号的功率谱有什么特点?

它的带宽只要取决于什么?

数字基带信号的功率谱密度可能包括两个部分,连续谱部分Pu（w）及离散谱部分Pvwo对于连续谱而言，代表数字信息的git及g2t不能完全相同，所以Pu（w）总是存在的；而对于离散谱P1/1-g1t/g2tk且0

它的宽带取决于一个码元的持续时间Ts和基带信号的码元波形的傅里叶变换形式。

构成AMI码和HDB3码的规则是什么?

它们各有什么优缺点?

AMI的编码规则:

将消息代码0（空号）仍然变换成传输码0,而把1（传码）交替的变换为传输码的1,刁…。

因此AMI码为三电平序

（1）01不等概率是列，三元码,伪三进制，1B/1T码。

AMI的优点：

（2）零频附近的低频分量小。

也无直流。

（4）（3）整流后及RZ码。

编译码电路简单而且便于观察误码情况。

AMI的缺点是:

连续0码多时，RZ码连0也多，不利于提取高质量的位同步信号。

HDB3的编码规则：

先把消息代码变换AMI码，然后去检查AMI码的连零情况，没有四个或者四个以上的连零串时,这时的AMI码就是HDB3码；当出现四个或者四个以上的连零串时，将四个连零小段的第四个0变换于迁移非0符号同极性的符号，称为V符号（破坏码）。

当相邻V符号之间有偶数个非零符号时，再将该小段的第一个0变成，BB或者-B（平衡码）符号的极性与前一非零符号的极性相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。

HDB3码的优点：

保持了AMI的优点，还增加了使连零串减少到至多三个，对于定时信号的恢复是十分有利的。

简述双相码和差分双相码的优缺点。

双相码的编码原则是对每一个二进制码分别用两个具有不同相位的二进制新码去表示源码。

0-01（零相位的一个周期的方波）1-10（pi相位的一个周期方波）。

其优点是只用两个电平，能提取足够的定时分量,又无直流漂移，编码过程简单。

其缺点是占用带宽加倍,使频带利用率降低。

差分双相码中，每个码元中间电平跳变用于同步，而每个码元的开始处是否存在额夕卜的跳变用来确定信码。

有跳变则表示1,无跳变则表示0,其优点是解决了双相极性翻转而引起的译码错误，其缺点也是占用带宽加倍。

什么是码间干扰?

它是如何产生的？

对通信质量有什么影响？

码间干扰的产生是因为在第k个抽样时刻理想状态时抽样时刻所得的是仅有第k个波形在此时刻被取值，但在实际系统中，会有除了第k个波形以外的波形可能再抽样时刻被取值。

码间干扰会导致判决电路对信号进行误判,使信号失真，产生误码,从而通信质量下降。

何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽？

此时的频带利用率有多大？

理想低通传输特性的带宽称为奈奎斯特带宽，将该系统无码间干扰的最高传输速率称为奈奎斯特速率。

此时频带利用率为2B/H乙在二进制数字基带传输系统中，有哪