考试内容答案

一、简答题怎样区别符号、消息、数据、信息?各自如何度量?答:消息是由具体文字，符号或语音所表达的以发生的某个事件。消息的发生是有概率的，一个消息的产生可能带来信息，也可能不带来信息。符号是文字、数字、标点之类的东西，是为记录事件，消息而用的，单个符号也可以代表消息，也会含有信息。数据可以看做数字、文字、字符、符号的范称，数字表示的数据反映量的大小、文字、符号表示的数据则描述概念、事实、情况。信息本身不容易表示，只有用文字符号等来表达、携带，在通信中则对他们一信号的形式实现。试叙述通信复用技术有哪些，以及各自的定义。答:由于信号具有频率变量、时间变量以及不同的码型结构的故可以派生出比较常用的三种方式：频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用。频分多路复用是指按照频率的严格划分把各个单路输入信号合并到一条信道上来。时分多路复用就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。码分多路复用又称为码分多址，它也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。模拟通信、数字通信分别有哪些特点?答:模拟信号的产生有俩种情况，一种是由信源直接发出的模拟信号；另一种是由信源发出的离散信号，经某种变换后形成模拟信号。模拟通信系统的的主要缺点是抗干扰能力差和保密性差。数字信号的产生也分俩种情况，一种是由信源直接发出的离散信号；另一种是信源发出的模拟信号，再经“摸|数”转换成数字信号。数字信号的优越性抗干扰强、保密性好，且数字电路易于集成、缩小体积，所以越来越受到青睐。码分多址部分答:对信号使用的码型不同码型来划分通道时，则称为码分多址方式。码分多址是以扩频技术为基础的，扩频是指把信息的频谱扩展到宽带中进行的传输。其中cdma的关键技术包括：信号控制技术；分集接收技术，其中主要有三种分集方法，时间分集、频率分集和空间分集；软切换技术；声音的可变速率编码；多路径分集接收试叙述调制的概念与目的答:为了使信道能对基带信号多路复用以改善通信系统的性能，在其发送端需要进行调制。若传输的信号为数字信号，则对应的调制为数字调制以实现数字信号的模拟传输；若传输的信号为模拟信号，则对应的调制为模拟调制以实现模拟信号的模拟传输比较理想抽样和自然抽样的异同答:它们的相同点主要有两点：第一，抽样频率是按抽样定理确定的。第二，接收端通过LPF可以恢复出原始的模拟信号。不同点在于：由于采用的载波不一样，自然抽样频谱的包络线按抽样函数的规律变化，随频率增高而下降，第一零点带宽。而理想抽样频谱的包络线为一条直线，带宽为无穷大香农部分答：连续信道的信道容量可以根据香农（Shannon）定律计算。香农定律指出：在信号平均功率受限的高斯白噪声信道中，信道的信道容量为：C=Blog2（1+S/N）bit/s从香农公式中，可以得到以下结论:a若提高信噪比S/N,则信道容量C也提高;b若噪声的功率谱密度n0-0,则信道容量C—g,也就是说无干扰信道的信道容量为无穷大;c若增加信道带宽B，则信道容量C也增加，但不能无限制地增加，即当B—g时，C—44S/n0d信道容量C一定时，带宽B和信噪比S/N可以互换;e若信源的信息速率R小于或等于信道容量C，则理论上可实现无差错传输。若信息速率大于信道容量C，则不可能实现无差错传输。香农公式什么是恒参信道?什么是随参信道?目前常见的信道中，哪些属于恒参信道?哪些属于随参信道?答:信道的参数不随时间变化，或其变化相对于信道上传输信号的变化极为缓慢，那么从工程角度及研究问题方面来看，这些变化均可以忽略，这种信道就成为恒定心道，反之则成为随参信道。恒参信道：有线信道中的电缆，光导纤维，无线信道中的长波，地面波传播；随参信道：短波电离层反射，超短波。。。随参信道的特点如何?为什么信号在随参信道中传输时会发生衰落现象?？？？？答:（1）对信号的衰耗随时间随机变化；？？？？（2） 信号传输的时延随时间随机变化；（3） 多径传播。什么是调制信道?什么是编码信道?答:1）调制信道（模拟信道）所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分。从调制和解调的角度来看，调制器输出端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质，不论其过程如何，只不过是对已调制信号进行某种变换。调制信道主要用来研究模拟通信系统的调制、解调问题，传输已调制模拟信号。2）编码信道（数字信道）所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。从编译码的角度来看，编码器的输出是某一数字序列，而译码器的输入同样也是某一数字序列，它们可能是不同的数字序列。因此，从编码器输出端到译码器输入端，可以用一个对数字序列进行变换的方框来概括。传输数字信号信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真?如何才能减小这些失真？答：（1）幅度-频率失真（2）相位-频率失真（群迟延失真）所谓相位-频率失真，是指信道的相位-频率特性偏离线性关系所引起的失真试叙述几种主要的起伏噪声及它们的产生原因和特点答：起伏噪音是最基本的噪声来源，是普遍存在和不可避免的，其波形随时间作不规律的随机变化，且有很宽的频谱。主要包括信道内元器件所产生的热噪声，散弹噪声和天电噪声中的宇宙噪声。从统计特性来看，可认为起伏噪声是一种高斯噪声，且在相当宽的频率范围内且有平坦的功率密度谱，可称其为白噪声，故起伏噪声可认为又可表达为高斯白噪声。起伏噪声是信道所固有的一种连续噪声，既不能避免又始终起作用。模拟通信、数字通信分别有哪些特点?答:见3题调制信道具有哪些特点？并画出其调制信道一般模型。答:通过对调制信道进行大量的考察之后，可发现它有如下主要特性：①有一对（或多对）输入端，则必然有一对（或多对）输出端；②绝大部分信道是线性的，即满足叠加原理；③信号通过信道需要一定的延迟时间；④信道对信号有损耗（固定损耗或时变损耗）；⑤即使没有信号输入,在信道的输出端仍可能有一定的功率输出（噪声）。光纤通信系统有哪些特点?其关键技术是什么?答:光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。光纤通信原理：在发信端，由需要传输的数字信号（电信号）去驱动一个光源（半导体激光器或发光二极管），并对发出的光信号进行调制。调制后的光信号通过光纤传送到接收端，信号经放大后由光检测器（半导体光电管）进行检测、解调，转换成电信号之后输出。多路复用技术包括：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。试述三种通信交换技术的特点。答:通信数据交换解决的是通信网络中跨节点的数据传送问题。（1）线路交换方式：所谓线路交换是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通讯线路，在数据传送完成后，就要进行对建立的通道进行拆除，一般情况下由这两个站中的其中一个来完成，以便释放专用资源。线路交换的优点：线路建立后，所有数据直接传输。因此数据传输可靠、迅速、有序；（2）报文交换方式其特点：a、 线路效率较高，这是因为许多报文可以用分时方式共享一条节点到节点的通道。b、 不需要同时使用发送器和接收器来传输数据，网络可以在接收器可用之前暂时存储这个报文。c、 在线路交换网上，当通讯量变得很大时，就不能接受某些呼叫。而在报文交换上却仍然可以接收报文，只是传送延迟会增加。e、 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。f、 能够建立报文的优先权。g、 报文交换网可以进行速度和代码的转换（3）报文分组交换方式：分组交换方式吸取了报文交换方式的优点，报文交换方式发送数据时，无论发送数据长度是多少，都把它看成一个逻辑单元，报文分组方式是，限制数据的最大长度。二、应用题1.设某恒参信道的幅频特性为H（①）=K/I+acos①T0）e-叫其中，K,« ,T,t都是常数，试求信号s（t）通过该信道后的输出信号表示式s（t）。0 0d 0解:因为H（①）=K©（1+acos①T°）e-j®td所以|Hw|=K（1+aCOST）00（0（w）=-wt,d某线性调制系统的输出信噪比为2CdB,输出噪声功率为由发射机输出端到解调器输入之间总的任输损耗为ioo(ie,试求：(1>DSB/SC时的发射机输出功率；(2)SSB/SCB']'的发射机输岀功率"解：<1)在DSB/SC方式中，信噪比增益G=2.则调制器输入信噪比为叫2叫2同时*在相干髀调时况—例严4泊犷护因此解调器输入端的信号功率&=50A;=2x10'W考虑发射机输出端到解调器输入端之间的专输损耗「可得发射机输出功率100=10^x53=2xl0 载频fc；c 调频指数； 载频fc；c 调频指数； 最大频偏； 调制信号f(t)(2)在SSB/SC方式中，信噪比增益G=l,则调制器输入信噪比为£=邑=100 N.=4N=4x10_9JF叽No因此，解调器输入端的信号功率=100^=4xlO~7fF发射机输出功率So=lO10x^=4x10初3.已知一调制器的输出为st)=10cos(106nt+8cosl03nt),频偏常数K=2，求:FM( f

解：(1.2)106解：(1.2)1062兀=500kHz,(3) Aw =KA=Pxw=8x103兀rad/smaxfmfmAw所以Af= max=4kHzmax 2兀4)4 Aw 8x103兀 /“A= max= =4X103兀m K 2f所以ff(t)=Asinwt=4x103兀sin103兀tmm有一角调信号s(t)=Acos[wt+100cos(wt)]cm如果调制为PM,且K=2，试求f(t)和f(t)所导致的峰值角频率变化Aw。p如果调制为FM，且Kf=2,试求f(t)和f(t)所导致的峰值角频率变化Aw，某单频调制的调频波通过鉴频器、调频波的最大相位偏移为5rad,调制频率为15kHz,鉴频系数KD=0.1v/kHz,试求输出信号的平均功率。已知彩色电视图像由5x105个像素组成，设每个像素有64种色彩，每种色彩有16个亮度等级。试计算：(1)每秒传送100个画面所需的信道容量？(2)如果接收机信噪比为30dB，那么传送色彩图像所需的信道带宽为多少？解：(1)每像素信息量I=log2(64X16)=10bit每幅图信息量1=10X5X105=5X106bit信源信息速率r=100X5X106bit=5X108bit/s由C的定义可知，r必须小于或等于C,所以C三r=5X108bit/s(2)已知C,S/N，求B。可由式推出Mmin=C/log2(1+s/n)~50MHZ(令S/N=1000)8.采用13折线A律编码电路，设接收端受到的码字位“01010011”，最小量化单位为1个单位。试问解码器输出为多少单位？采用13折线』律蝙辭码热跖，设接收錦收到的码学命“01010011”，最小量化单住箝1个单性。试问解码瞿輸岀为多少单性？解：扱性码箝0,所以极性箝负。段隊码为101,段内码筠0011,所氏僮号性于第6段毎序号蔚3的量化级e由在可知，第6段隊的起胎％平谢256Ar量化同隔茹16A.因为斛码轟输出的量化亀平输岀的量化也平俊于量化级的中A,所刪解码黑输岀^-(256+3x16+8)=-312个量化单性。9•设一个均匀量化器的量化间隔位△，量化级数位M,输入信号在区间【-a,a】内均匀分布,试计算改量化器的量化噪声功率和对应的量化信噪比。10.设调制信号为单频余弦信号f(t)二Acos®t，用它进行标准调幅，求：mm(1)时域表达式及波形；(2)频域表达式及频谱图；11.•某单频调制的调频波通过鉴频器、调频波的最大相位偏移为5rad,调制频率为15kHz,鉴频系数KD二0.1v/kHz，试求输出信号的平均功率。12.设输入信号抽样值Is=+1255A,写出按A律13折线编成8位码并计算量化电平和量化误差。设输入他号柚样傲,=+1255「计算鎬码亀平，写出7住非线性幅度码(不含极性码丿对应的11住线性码。解：输入信号抽样值】,处于第8段梓号为3的量化级，因此编码亀平Ic=hi+(23C5+22C6+21C7+2008^=1024A+3x64A=1216A由于非线性码与线性码的变换原则是变换前后非线性码与线性码的码字电平相同，所以根据犬可知：将编码亀平从十进制麦挨为二进制，就得到等效的H住线性码。因为(1216)1。=(10011000000)2,所以7住非线/性码1110011对应的11住线性码角10011000000o已知载波60路群信号频谱范围为312KHz-552KHz,试选择抽样频率。解：带通信号的带宽为B=f－f=552－312=240KHZHL因为ffB=312/240=1.3,n是一个不超过/的最大整数，所以n=1由式