通信原理填空简答题—武汉理工

1．设每秒传送N 个M 进制码元，则码元速率为N ，信息传输速率为 N log 2M 。 2．在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_帧同步信息 ，TS16用来传输信令信息 。 3．载波同步的方法一般可分为 插入导频法（外同步法）和 直接法（自同步法 。 4．香农公式表明通信系统的有效性和可靠性指标是一对矛盾。 5．模拟调制方式分_幅度调制（或线性调制） 和_角度调制（或非线性调制） 两大类，其中SSB 调制方式占用的带宽最窄，为 基带信号带宽 。

6．在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位臵的过程叫位同步（码元同步），把各组数据区别开来则需要 群同步（帧同步）。

7．数字通信与模拟通信相比较其最大特点是占用频带宽和噪声不积累。 8．调制信号的最高频率为Fh ，则常规调幅信号的带宽为 2f h ，单边带信号的带宽为 f h ，双边带信号的带宽为 2f h ，残留边带信号的带宽为 f h ～2f h 。 9．在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是 2PSK ，有效性最差的是 2FSK 。 10．在独立等概的条件下，M 进制码元的信息量是二进制码元的 log 2M 倍；在码元速率相同情况下，M 进制码元的息速率是二进制的 log 2M 倍。

11．热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽、时域特性表现为 杂乱无章 、统计特性表现为 正态分布。

12．恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频特性和相频特性的不理想，其影响可以采用均衡 措施来加以改善。

13．随参信道的三个特点是：传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化 和 衰落 。 14．在模拟通信系统中注重强调变换的 线性关系 。 15．在调制技术中通常又将幅度调制称之为 线性调制 ，而将频率调制和相位调制称之为非线性调制 。

16．DSB 、SSB 、VSB 三种调制方式，其已调信号所占用带宽大小的关系为DSB ＞ VSB ＞ SSB 。

17．常规双边带调幅可以采用 包络检波 或者 同步解调 方法解调。 18．在AM 、DSB 、SSB 、FM 中， SSB 的有效性最好， FM 的可靠性最好， AM 的有效性与DSB 相同。

19．在模拟调制中,通常FM 与AM 相比，FM 对传输的信噪比要求要比AM 对传输的信噪比要求要大 ；FM 占用的频带宽度比AM 占用的频带宽度要 宽 。

20．调制制度增益G 越大表示 该调制方式的抗干扰 性能越好，通常FM 的调制制度增益G 要> AM 的调制制度增益G 。 21．通常将输入信噪比下降到某值时，若继续下降，则输出信噪比将急剧恶化的现象称之为 门限效应

22．模拟通信的多路复用多采用频分复用技术，数字通信的多路复用多采用时分复用技术。 23．3HDB 码于AMI 码相比，弥补了AMI 码中长串连零的问题，其方法是用取代节 替代 四连零 。

24．根据功率密度谱关系式，一个可用的数字基带信号功率密度谱中必然包含连续谱分量。 25．根据数字基带信号的功率密度谱可知，要使所选取的码型中具有时钟分量该码型必须是 归零 码。

26．随机序列的功率谱中包括连续谱和离散谱两大部分，其中连续谱由交变波决定，离散谱由恒定波决定。

27．3HDB 码的功率谱中 不含有时钟分量，其能量主要集中在 1/2时钟频率 附近。 28．设码元的速率为2.048Mb/s ，则α=1时的传输带宽为 2.048MHZ ，α=0.5时传输带宽为1.536MHZ 29．理想低通时的频谱利用率为 2bit/s.Hz ，升余弦滚降时的频谱利用率为 1bit/s.Hz 。

30．将满足S

T 2πωπω≤=???? ??+∑∞-∞→ S

n S T T n H 条件的数字基带传输系统特性称为滚降特性，具有该特性的数字基带传输系统可实现 无码间串扰 传输。

31．可以获得消除码间干扰的3大类特性（系统）是： 理想低通特性、 滚降 特性和 部分相应系统。

32．在满足无码间干扰的条件下，频谱利用率最大可达到 2B/s.Hz 。 33．数字调制可以视作是模拟调制的 特例，利用数字信号的开关特性对载波控制的方式称为键控。

34．多进制数字调制与二进制调制相比，具有 频谱利用率高，抗干扰能力差的特点。 35．2FSK 信号当S f f f <-12时其功率谱将出现单峰；当S f f f >-12时其功率谱将出现 双峰 。 36．由于数字调相信号可以分解成 两彼此正交的调幅信号 ，因此数字调相可以采用 调幅方式来实现。 37．在数字调制传输系统中，PSK 方式所占用的频带宽度与ASK 的一样，PSK 方式的抗干扰能力比ASK 的强。

38．2DPSK 的解调方法有两种，它们分别是同步解调 和 差分解调（延时解调） 。 39．采用2PSK 传输中由于提取的载波存在相位模糊现象，该问题可以通过采用差分编码

方式加以克服。

40．当原始信号是模拟信号时，必须经过 模数转换后才能通过数字通信系统进行传输，并经过 数模转换 后还原成原始信号。

41．将模拟信号数字化的传输的基本方法有脉冲编码调制（PCM ）和增量调制（ΔM ）两种。 42．采用非均匀量化的目的是为了提高小信号的量化SNR ，代价是减少大信号的量化SNR 。 43．当采用A 律13折线进行非均匀量化时，其中第2、8段的量化信噪比改善量分别为 24 dB 、-12dB 。 44．PCM30/32基群帧结构中一共划分有 32 时隙，其中同步码在 TS0 时隙。 45．假设采用插入导频法来实现位同步，对于NRZ 码其插入的导频频率应为 fs 、对于RZ 码其插入的导频频率应为2fs 。

46．帧同步的方法主要有：起止式同步法、 连贯式插入法 和 间隔式插入法 47．PCM30/32数字系统采用帧同步方法属于群同步法中的 连贯式插入法法。 48．广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关，自相关函数只与时间间隔有关。 49．一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。

50．信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大值 51．设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。 52．PSK 是用码元载波的相位来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。

53．在数字通信中产生误码的因素有两个一是由传输特性不良引起的码间串扰，二是传输中叠加的加性噪声 。

54．随参信道中的多经传播对信号传输的影响有：产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落

55．常见的随机噪声可分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声三类。 56．数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即 连续谱 和 离散谱 。 57．二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 振幅键控（ASK ）、移频键控（FSK ）和移相键控（PSK ）

58．模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 A/D 、数字传输系统和D/A 。 59．在数字通信中，同步分为 载波同步、位同步、帧同步和 网同步

1．什么是窄带高斯噪声？它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：噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯：概率密度函数服从高斯分布。波形特点：包络缓慢变化，频率近似为c f 。包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 2．每路基带信号带宽均为1MHz ，对信号分别进行DSB 和SSB 调制，若采用FDM 进行6路信号复用传输，试问至少需要信道带宽是多少？

答：若采用双边带调制，则每路信号带宽为W ＝2×1＝2MHz ，6路信号复用，至少需要带宽12MHz 。

若采用单边带调制，则每路信号带宽为W ＝1MHz ，至少需要带宽6MHz 。

3．试比较均匀量化与非均匀量化的特性。 答：均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小； 非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。

4．什么是最小码距的概念，其数量大小有什么实际意义和作用？ 答：在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d 0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除外）。d 0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。

5.什么叫码间串扰？码间串扰会产生什么影响？系统满足无码间串扰的条件是什么？ 答：码间串扰：其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出，从而影响本码元的正确判决的现象。码间串扰产生的原因:由于系统传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想,导致码元的波形畸变、展宽和拖尾。

码间串扰的影响：它会影响本抽样时刻抽样判决值，从而增大了基带传输系统的误码率。 系统无码间串扰的条件：

时域条件：()0s c h kT ?=?? (0)(0)k k ≠= (k 为整数)；频域条件： 2()s i s

i H T T πω+

=∑， s T πω≤ 6.量化的目的是什么？什么是均匀量化？均匀量化有什么缺点？3．量化的目的是将抽样信号在幅值上进行离散化处理，即将无限个可能的取值变为有限个。均匀量化是量化间隔相等的量化，其主要缺点是无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值（功率）都固定不变，因此当信号较小时，信号的量化信噪比也很小，难以满足通信系统的要求。

7.DSB 和SSB 系统的调制制度增益各是多少？两者的抗噪声性能是否相同？为什么？ 答： G DSB =2，G SSB =1，从整个系统来说，在相同的发射功率、相同的噪声环境下，两者的抗噪声性能是相同的。虽然两者接收机的制度增益不同，但SSB 系统带宽是DSB 系统的一半，因而进入接收机的噪声带宽也是DSB 系统的一半，因此最终两者的抗噪声性能是相同的。

8.简要说明通信系统中同步的作用，常用的通信系统同步技术有哪些？ 答：同步是通信系统中的一个重要的实际问题，没有同步系统，则通信系统无法正常工作。当采用同步解调时，接收端需要相干载波；接收端还需要与接收码元的重复频率和相位一致的码元同步信号；接收端需要与发送的数字流中“字”和“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，即群同步。常用同步技术：载波同步，位同步，群同步。

9.什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？ 答：门限效应：就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。

10.通信系统的两项重要性能指标“有效性”和“可靠性”分别反映通信系统的什么性能？其相互间存在什么关系？

答：有效性用于反映通信系统的传输的容量大小。

可靠性用于反映通信系统的传输的质量好坏。

通信系统有效性和可靠性是相互矛盾的，即提高有效性则可靠性下降。

模拟通信对应有效性的指标为传输带宽，对应有效性的指标为信噪比；

数字通信对应有效性的指标为传输速率，对应有效性的指标为差错率；

11.简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。 答：信息源、加密器、编码器、调制器、信道、解调器、译码器、解密器、信宿、噪声 信息源－加密器－编码器－调制器－信道－解调器－>译码器－>解密器－>信宿

噪声 信源与信宿：信息源，可以是模拟，也可以是数字。

加密与解密：为了提高所传信息的安全性，按照加密算法，使其变为密文再发送，接收时，利用密钥恢复成原来的信息。

编码与译码：信源编码，完成A/D 转换，将数字信号进行压缩；信道编码，对传输的码元加入监督码，提高通信系统的可靠性。

调制与解调：将数字基带信号的频谱搬移到高频处，以适合在信道中传输，数字解调是数字调制的逆过程。

噪声：通信系统的各个环节都有噪声，因为信道内噪声对通信的影响最大，因此集中在信道中表示。

12.假设恒参信道的传输特性为()ωH ，相频特性为()ω?，则它的不失真条件是什么？什么是群延迟——频率特性(()ωτ)，其表达式是什么？

答：不失真条件()ωH 满足：()ωω~H 为一条水平线；()ωω?~ 成线性关系

群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。 ()()ωω?ωτd d = 13.随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 答：对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。14.无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于什么？怎样才能降低系统的误码率？

答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A 与噪声均方根值n σ之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。若比值n A σ越大，则误码率就越小。

15.简述二进制数字调制（2ASK 、2FSK 、2PSK ）系统的抗噪声性能？ 答：1）频带宽度或频带利用率方面：2FSK 系统最不可取。 2）抗加性高斯白噪声方面：相干2PSK 性能最好，2FSK 次之，OOK 最差。 3）对信道特性变化的敏感性而言，OOK 最差。 16.随参信道传输媒质的特点？ 答：对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播

17.简述脉冲编码调制的主要过程。

答：抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。

18.数字通信系统与模拟通信系统相比具有哪些特点？

答：抗干扰能力强；差错可以控制，从而改善传输可靠性；便于进行各种数字信号处理；保密性强；有利于实现综合业务通信网。

19.什么是误码率？什么是误信率？他们之间关系如何？

答：误码率是码元在传输中被传错的概率；

误信率是指错误接收的信息量占传输的总信息量的比例。

在二进制时，误码率和误信率在数值上相等；在N进制时，误信率要小于误码率。

20.如图为传输信道的模型，试写出相互间的关系表达式并作简要解释？

答:相互间的关系表达式为：)(

t

k

x

y+

=

t

t

(

)

n

)

(

(t

)

表达式解释：输出)(t

n为加性干扰主

k为乘性干扰，主要由信道的传输特性决定；)(t

y中)(t

要指外界叠加的干扰。

21.简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法？

答：恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变，从而最终导致产生码间干扰。克服方法主要是采用均衡技术。

随参信道对信号传输的影响是引起衰落，克服方法主要是分集接收。

22.何为香农公式中的“三要素”？简述信道容量与“三要素”的关系？

答：香农公式中“三要素”为：信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率。

23.试用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系。

答：香农公式表示在信道容量一定的情况下，信道带宽越宽（有效性下降），则要求信道提供的信噪比可以越小（可靠性提高），即可以提高抗干扰能力。对于调幅方式，其占用的频带要比调频方式占用的频带小，而抗干扰能力则要比调频方式的差，这正好符合香农公式所反映的两者间关系

24.对于抑制载波的双边带信号，试简述采用插入导频法和直接法实现载波同步各有何优缺点？

答：插入导频法：插入导频法需要在发送端加导频插入电路，在接收段需加导频提取电路。直接法：是从接收到的已调信号中提取载波，由于DSB信号其功率谱中不含有载波分量，必须加一非线性电路，然后再提取。

相比较而言，直接法无需在发送端增加任何电路，因此直接法较插入导频法容易实现且对信号传输的影响要小。

25.试对AM和DSB可否采用包络检波方式进行解调进行讨论？

答：AM已调信号波形的包络即为调制信号，采用包络检波的方式获得AM的包络线即恢复出原始信号；DSB已调信号波形的包络与调制信号的波形不一样，因此采用包络检波的方式所获得的DSB包络线不是已调信号波形，无法恢复出原始信号。

26.在数字基带传输系统中，传输码的结构应具备哪些基本特性？

答：传输码应具备的特性为：①易于时钟提取；②无直流、高频和低频分量要少；③尽可能提高传输码的传输效率；④具有一定的检错能力；⑤设备简单。

27.根据传输码应具备的特性，简述NRZ、RZ、AMI、HDB3、可否作为传输码？

答：NRZ码含有直流且低频丰富，不易时钟提取，无检测差错能力，不适合作为传输码；RZ码含有直流且低频丰富，可以时钟提取，无检测差错能力，也不适合作为传输码；AMI 码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，可以作为传输码；HDB3码无直流、低频少，虽无时钟但易提取，有检测差错能力，弥补了AMI码受长串连0的影响但电路略比AMI码复杂，可以作为传输码；

28.简述无码间干扰条件的含义？

答：含义是：把从波形形成输入到接收滤波器输出的传递函数H(ω)的幅频特性在ω轴上以2π/T S为间隔切开，然后分段沿ω轴平移到(-π/T S，π/T S)区内将它们叠加起来，其结果应当为一固定值T S，即叠加后的结果为理想低通特性就可以做到在抽样点上无码间干扰。

29.部分响应技术具有什么特点？

答：特点：人为加入码间干扰，在收端可以消除，带来频谱利用率等于理想低通2B/s.Hz，相应波形的收敛加快从而减小定时抖动和漂移带来的影响。

30.简述观察眼图的作用？以及正确进行眼图观察的方法？

答：用示波器观察到的眼图可以反映数字脉冲经过传输后的变化和受影响情况以及接收系统对信号识别的相互间关系，如判决点偏离情况、抽样点偏离情况、过零点畸变情况、噪声和码间干扰情况等；

方法为：示波器采用外触发，即外触发信号用接收时钟，在判决再生器之前测量。

31.模拟和数字调制其原理是一样的，但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现？

答：这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况，因此从调制的原理上看是完全一致的，数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特性来实现调制，这样可以使实现方便、电路简单。

32.一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步？其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响？

答：采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步，但必须有位同步。 位同步的性能好坏将直接影响到抽样判决的结果，最终影响系统的误码率的大小。

33.简述为什么实际的数字调相不能采用绝对调相而采用相对调相？ 答：数字调相系统多采用直接法载波同步方式，因此存在载波相位模糊现象。对于绝对调相的基带码元与载波相位间关系是固定的，因此载波相位模糊使得解调出的基带信号出现不确定，从而无法实现正常传输；而相对调相是利用载波相位的变化来表示基带码元，因此载波相位模糊不会影响载波相位的变化，故对相对调相解调出的基带信号不会产生影响。

34.简述数字调制与模拟调制之间的异同点？多进制调制与二进制调制相比具有什么特点？ 答：数字调制与模拟调制就调制原理而言完全一样，因为数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况；然而由于数字信号具有开关特性，因此数字信号的调制可以利用其开关特性来实现，即键控方式，这样可以使调制实现起来简单。

多进制调制相比二进制调制在信息速率相同的情况下，可以获得较高的频谱利用率，进制数越高，频谱利用率也就越高；但抗干扰能力则较二进制有所下降，且进制数越高，抗干扰能力越差。

35.根据低通型抽样定理试讨论H S f f =、H S f f ≥和H S f f <时出现的情况（S f 为抽样频率，H f 为信号的最高频率）？

答：当H S f f =时频谱前后相连，采用截止频率为H f 的理想低通滤波器可以还原出信号；当H S f f ≥时频谱间有一些空隙，同样可以采用截止频率为H f 的理想低通滤波器还原出信号；在H S f f <时频谱产生重叠现象，此时还原不出原始信号。显然前两种可以不失真地还原出原始信号，考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为H S f f ≥ 36.简述带通型信号的抽样不易采用低通型抽样定理进行抽样的原因？ 答：带通型信号是指信号的带宽L f B <的信号，该信号若采用低通型抽样定理进行抽样可以符合抽样要求，但将带来频谱利用不合理，抽样速率较高的现象，因此应采用带通型抽样定理进行抽样可以降低抽样速率。

37.试画出PCM 传输方式的基本组成框图？简述各部分的作用？

答：各部分的作用：抽样----将连续的模拟信号进行时间上的离散；

量化----将时间离散幅度连续的模拟信号进行幅度取值上的离散；

编码----将时间离散和幅度离散的多进制数字信号编成二进制码；

信道----用于信号传输媒介和设备；

干扰----传输信号的信道和设备所带来的噪声；

译码----编码的反变换过程；

低通----将译码输出的样值信号平滑还原成原始模拟信号。

38.解释最佳基带传输系统的含义？在理想信道下的最佳基带传输系统的结构具有什么特点？

答：最佳基带传输系统的含义是消除码间干扰且抗噪声性能最理想的系统；

在理想信道符合恒参信道且传输特性不会带来频率失真，因此不用考虑码间干扰，此时基带传输系统的结构为接收滤波器的特性与信号特性共轭匹配。

39.一个采用非相干解调方式的数字通信系统是否必须有载波同步和位同步？其同步性能的好坏对通信系统的性能有何影响？

答：采用非相干解调方式的数字通信系统可以不需要载波同步但必须要有位同步。位同步用来进行抽样和信号整形，因此同步性能的好坏将对系统的误码率产生影响

40.试简述采用插入导频法和直接法实现位同步各有何优缺点？ 答：插入导频法需要在发送端加导频插入电路，在接收段需加导频提取电路。直接法是从接收到的基带信号中提取位时钟，必须加一非线性电路来处理，然后再提取。直接法无需在发送端增加任何电路，因此直接法较插入导频法容易实现且对信号传输的影响要小。