电信传输考试资料

第一章电信传输的基本概念

1、什么是通信、电信和电信传输？电信号有哪些种类？各有什么特征？

答：从广义上说，无论采用何种方法，使用何种传输媒质只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。

电信号按照不同的角度可有不同的分类，按照电信号传载信息的形式的不同，可分为：模拟信号和数字信号两种类型。模拟信号，是指模拟、仿照原有消息变化的电信号，这种信号的幅度变化是时间的连续函数；数字信号在时间上和幅度上的取值都是离散的。数字信号在传输上有很多优点，最主要的是它的抗干扰性强。由于它是以1、0两种状态传输的，在接收端只要正确地判断是“1”或者是“0”，就等于完全取消了干扰。5、以功率电平为例，请简述正电平、负电平和零电平的意义。

答：由定义知，当0x P P =时，电平为零，其含义是该点的功率等于基准功率。当0x P P <时,电平是负值,其含义是该点的功率小于基准功率。当0x P P >时,电平是正值，其含义是该

点的功率大于基准功率。对于绝对功率电平来说，因为基准功率是lmw ，所以当1x P mW >时，电平是正值，当1x P mW =时。电平是零值，当1x P mW <时，电平是负值。6、试简

述绝对电平和相对电平的意义以及两者之间的关系。

答：所谓某点的电平，是指电信系统中某一信号的实测功率（或电压、电流）值与某参考点的信号功率（或电压、电流）之比的对数值，某参考点的信号功率（或电压、电流）又称为基准功率（或基准电压、基准电流）。需指出的是：基准功率是基本不变的，而基准电压或基准电流则是根据在某一阻抗上所获得的基准功率来确定的。当阻抗变化时，基准电压或基准电流也要随之而变化。求相对向平时所取的基准是不固定的，被测量值和基准是相对的，而绝对电平的基准是固定的。在电话通信中，绝对电平的基准参考点的阻抗0600R =Ω，

功率是0

1P mW =时，就可分别计算出绝对电压电平的基准电压和绝对电流电平的基准电流。7、已知测试点的阻抗75L R =Ω，其电压为0.85V ，试计算测试点上的绝对功率电平是

多少？

解：直接带公式计算有：

000()()()0.85600[]10l g 20l g 10l g 20l g 10l g 9.83(d B m )()()()0.77575X X P X

R P m WU V V L P m W U V R V ΩΩ==+=+=ΩΩ8、设电路某点的绝对功率电平为：（1）0.5Np （2）-1.5Np （3）-7dBm 试求该点的功率值。

解：（1）将0.5Np 带入公式，计算得到2.72mW 。

（2）带入上式得到e^(-3)mW ；（3）将-7dBm 带入()[]10l g 1x p P m W L d B m m W

=，计算得到0.1995mW 。9、已知测试点功率为0.2W ，线路始端功率为10mW ，求测试点的相对功率电平值。

解：直接带入公式得到：3

21()110.210[]l n l n 1.4982()210p P m W m W L N p N p N p P m W m W ?===。10、已知测试点电压为0.7V ，线路始端电压为0.2V ，求测试点的相对电压电平值。

解：带公式有：2

1()0.7[]l n l n 1.253()0.2p U v V L N p N p N p U v V ===

第二章 金属传输线理论

4、传输线的特性阻抗和传输常数代表什么意义？

答：传输线的特性阻抗是线上任意一点的电压入射波和电流入射波的比值，或电压反射波同电流反射波比值的负值。

传输常数代表了信号的电磁波沿均匀匹配线路传输时，一个单位长度回路内在幅值和相位上所发生的变化的程度。

5、当ZC=ZL 时，传输线处于什么工作状态？传输线具有什么特点？

答：传输线处于行波工作状态，特点如下：1、传输线上只存在入射波而无反射波，电压波或电流波处于纯行波状态；2、电压波和电流波同相，其值之比为传输线的特性阻抗C Z ；

3、有传输线任意截面处向终端负载方向看进去的输入阻抗in C Z Z =；

4、因没有发射，始端

向终端方向传输的功率，全部被负载吸收，传输效率高。

6、当ZC≠ZL 时，传输线处于什么工作状态？传输线具有什么特点？

答：此时传输线上既有行波，又有驻波，构成行驻混合波状态。

8、若已知f=5MHz ，同轴电缆回路的一次参数：电阻km R /501Ω=，电感

km mH L /2.01=，电导km S G /151μ=，电容km nF C /331=。试求该同轴电缆的二次参数。解：特性阻抗31

910.21077.853310C L Z C --?===Ω?衰减常数和相移常数为：

111111

[]8.68622R C G L d B k m L C α=+? 9633950331015100.210[]8.68620.2102

33102.79d Bk m -----???=+???=

或者不乘以8.686可得：0.321714Np/km

639

1111

225100.210331080.71L Cf L C r a d k m βωππ--===??????=2.7980.71j j αβ?=+=+

9、设某平行双导线的直径为2mm ，间距为8mm ，周围介质为空气，求其特性阻抗。 解：首先求221l n D D d L d μπ+-=，1

122ln C D D d

d πε=+-

11ln 0.186c L Z C π≈==Ω10、设某同轴线的外导体内直径为20mm ，内导体外直径为10mm ，求其特性阻抗；若在内外导体之间填充ε为2.20的介质，求其特性阻抗。 解：(60)*l n ()41.59c

Z r D d ε==Ω 当填充介质后，(60)*l n ()28.04c

Z r D d ε==Ω。 第三章 波导传输线理论

2、波导波长与工作波长有何区别？

答：波导中某波型沿波导轴向相邻两个点相位面变化2π(一个周期T)之间距离称为该波型的波导波长，以λP 表示。而工作波长是由不同的信号波所特有的，与自身性质有关。

13、有一同轴线内导体的半径a=0.5mm ，b=1.75mm ，若绝缘材料的介电常数=1。该同轴线的特性阻抗为多少？并计算单模工作的工作频率范围。 解：601.75l n 75.17()0.51c Z ==Ω

单模传输有c/f ＞π(b+a )，代入数据得f<4.244GHz 。

第四章 介质光波传输理论

1．什么是光纤的数值孔径？

答：光纤产生全反射时光纤端面最大入射角的正弦值0sin Φ称为光纤的数值孔径。

3．用射线理论描述阶跃型光纤的导光原理是什么？画出示意图

答：已知纤芯半径为a ，折射率n 1，包层折射率为n 2并且有n 1＞n 2。当光线①以φi 角从空气（n 0=1）入射到光纤端面时，将有一部分光进入光纤，此时sin φi =0

z 1sin θn 。由于纤芯折射率n 1＞n 0空气，则θz ＜φi ，光线继续传播以θz =（90°-θi ）角射到纤芯和包层的界面处。

如果θi 小于纤芯包层界面的临界角θc =arcsin （n 2/n 1），则一部分光线折射进包层最终被溢出而损耗掉，另一部分反射进入纤芯。但如此几经反射、折射后，很快就被损耗掉了。如果φi 减小到φ0如光线②，则θz 也减小到0z θ，即0z θ=（90°-θc ），而θi 增大。如果θi 增大到略

大于临界角θc 时，则此光线将会在纤芯和包层界面发生全反射，能量全部反射回纤芯。当它继续再传播再次遇到芯包界面时，再次发生全反射。如此反复，光线就能从一端沿着折线传到另一端。光纤中的子午线传播

9．光纤损耗和色散产生的原因及其危害是什么？为什么说光纤的损耗和色散会限制系

统的光纤传输距离？

答：造成光纤损耗的原因很多，主要有吸收损耗、散射损耗和附加损耗。吸收损耗是光波通过光纤材料时，一部分光能被消耗（吸收）转换成其他形式的能量而形成；散射损耗是由于材料的不均匀使光散射将光能辐射出光纤外导致的损耗；附加损耗属于来自外部的损耗或称应用损耗，如在成缆、施工安装和使用运行中使光纤扭曲、侧压等造成光纤宏弯和微弯所形成的损耗等。光纤的损耗将导致传输信号的衰减，光纤损耗是决定光纤通信系统中继距离的主要因素之一。

光纤的损耗将导致传输信号的衰减，所以把光纤的损耗又称衰减。当光信号在光纤中传

输时，随着距离增长光的强度随之减弱，其规律为：10/)(10

)0()(z P z P λα-=；在光纤中，信号的不同模式或不同频率在传输时具有不同的群速度，因而信号达到终端时会出现传输时延差，从而引起信号畸变，这种现象统称为色散。对于数字信号，经光纤传播一段距离后，色散会引起光脉冲展宽，严重时，前后脉冲将互相重叠，形成码间干扰，导致误码率增加。因此，色散决定了光纤的传输带宽，限制了系统的传输速率或中继距离。

10．光纤中都有哪几种色散？解释其含义。

答：根据色散产生的原因，光纤的色散主要分为：模式色散、材料色散、波导色散和偏振模色散。下面分别给予介绍。

模式色散一般存在于多模光纤中。因为，在多模光纤中同时存在多个模式，不同模式沿光纤轴向传播的群速度是不同，它们到达终端时，必定会有先有后，出现时延差，形成模式色散，从而引起脉冲宽度展宽；

由于光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，使得光信号各频率的群速度不同，引起传输时延差的现象，称为材料色散。这种色散取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的线谱宽度；

波导色散w τ?是针对光纤中某个导模而言的，在不同的波长下，其相位常数β不同，

从而群速度不同，引起色散。波导色散还与光纤的结构参数、纤芯与包层的相对折射率差等多方面的原因有关，故也称为结构色散；对于理想单模光纤，由于只传输一种模式（基模LP 01或HE 11模），故不存在模式色散，但存在偏振模色散。偏振模色散是单模光纤特有的一种色散，偏振模色散的产生是由于单模光纤中实际上传输的是两个相互正交的偏振模，它们的电场各沿x ，y 方向偏振，分别记作LP x 01和LP y 01，其相位常数βx ，βy 不同（βx ≠βy ），相应的群速度不同，从而引起偏振色散0τ?

11、.已知渐变型光纤纤芯的折射率分布为

a a

r n r n ≤≤?-=r 0 )(21)0()(2 求:光纤的本地数值孔径NA(r)。

解：()()2222N A (0)2[1()]r r n r n n a

=-=?-， 0r a ≤≤ 12．均匀光纤芯与包层的折射率分别为：n l ＝1.50，n 2＝1．45，试计算：

（1）光纤芯与包层的相对折射率差Δ？

（2）光纤的数值孔径NA ？

（3）在1km 长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差Δτmax ？

（4）若在1km 长的光纤上,将Δτmax 减小为10ns/km,n 2应选什么值.

解：（1）222121

()/23.28e -2n n n ?=-=； （2）22

120.384N A n n =-=； （3）由n 1sin θ1=n 2sin θ2可求出sin θ1为1.45/1.5，则列出方程并解得此时所走的光程为1.034483km ，Δτmax =（1.034483-1）/c=1.1494e-7s/m 。 更正：m a x 11

/(s i n )/()c c c L L n n τθ?=- 则11m ax 2(1)Ln n c n τ?=

- =（1000*1.5）/(3.0*108)*(1.5/1.45-1)

=172.35ns

（4）由题可以先求出光走的光程L=1003m 。sin θ1=1/1.003=n 2/1.5，带入数据得到，n 2=1.4955。 更正：由公式11m ax 2

(1)Ln n c n τ?=-可得， m ax 211

/(1)c n n Ln τ?=+ 代入数据可得:2n = 1.497

16.一阶跃折射率光纤，纤芯半径a=25μm ，折射率n l ＝1.50，相对折射率差Δ=1％，长度L=2km 。求：

（1）光纤的数值孔径；

（2）子午光纤的最大时延差；

（3）若将光纤的包层和涂数层去掉，求裸光纤的NA 和最大时延差。解：（1）1

21.50*2*1%0.2121N A n ?

=== （2）因为0sin NA φ=，121()/n n n ?≈-，求得2s i n 0.214θ=， 所以有Δτmax =2252

(2)

1(s i n )1.585e -7s /k m 3*10θ--=

（3）n2=1.0，22

121.118N A n n =-=。时延差略。 第五章无线通信传输理论

1、简述无线电波的传播方式及其特点。

答：无线电波的传播方式主要有地面波传播、天波传播、散射传播和视距传播。

地面波传播是指无线电波沿着地球表面的传播，简称地波。其特点是信号比较稳定，但

电波频率愈高，地面波随距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和中波波段。

天波传播是指电波由高空电离层反射回来面到达地面接收点的这种传播方式。长、中、短波都可以利用天波进行远距离通信。

散射传播是利用对流层或电离层中介质的不均匀性或流星通过大气时的电离余迹对电磁波的散射作用来实现远距离传播的。这种传播方式主要用于超短波和微波远距离通信。

视距（直射）传播是指在发射天线和接收天线间能相互“看见”的距离内，电波直接从发射端传播到接收端(有时包括有地面反射波)的一种传播方式，又称为直接波传播。微波波段的无线电波就是以视距传播方式来进行传播。视距传播的应用可分为三类情况。第一类是指地面上的视距传播，如移动通信和微波接力电路等；第二类是指地面上与空中目标之间的视距传播，如与飞机、通信卫星等)；第三类是指空间通信系统之间的视距传播，如飞机之间、宇宙飞行器之间等。

2、简述无线电波传播特性。

答：电源波的波长不同，其传播方式和特点也不同。但电磁波在传播过程中有以下共同特性。

①电磁波在均匀媒质中沿直线传播。在均匀媒质中，电磁波各射线的传播速度相同，传播中各射线相互平行，电磁场方向不变．所以传播方向不变，即按原先的方向直线向前传播。

②能量的扩散与吸收。当电磁波离开天线后，便向四面八方扩散，随着传播距离增加，电磁波能量分布在越来越大的面积上，由于天线辐射的总能量—定，所以离开天线的距离越远，空间的电磁场就越来越弱。

③反射与折射。当电波由—种媒质传播到另一种媒质时，在两种媒质的交界面上，传播方向会发生改变，产生反射和折射现象。电波的反射和折射同样遵守光学的反射和折射定律。

④电波的干涉。由同一电波源所产生的电磁波，经过不同的路径到达某接收点时，该接收点的场强由不同路径的电波合成，这种现象叫做波的干涉，也称为多经效应。合成电场强度与各射线电场的相位有关，当它们同相位时，合成场强最大；反相时，合成场强最小。所以当接收点不同相位时，合成场强也是变化的。

⑤绕射现象。电波在传播过程中有一定的绕道障碍物的能力。这种现象称为绕射。由于电波具有一定的绕射能力，所以能绕过高低不平的地面或有一定高度的障碍物，然后到达接收点。因而有时在障碍物后面也能收到无线电信号。电波的绕射能力与波长和障碍物几何尺寸有关，当障碍物的大小确定后，波长越长，绕射能力越强，波长越短，绕射能力越弱。

5、惠更斯-菲涅尔原理的基本思想是什么？解释菲涅耳区的概念。

答：惠更斯－菲涅耳原理关于光波或电磁波波动性学说的基本思想：光和电磁波都是一种振动，振动源周围的媒质是有弹性的，故一点的振动可通过媒质传递给邻近的质点，并依次向外扩展，而成为在媒质中传播的波。惠更斯原理是，一点源的振动可传递给邻近质点，使其成为二次波源。当点源发出球面波时，2次波源产生的波前也是球面，3次，4次……波源也是如此。

由解析几何可知，平面上一动点至两定点T ，R 的距离之和为常数时，此动点轨迹为椭圆。在空间，此动点轨迹为旋转椭球面，如图5-4所示。若在讨论微波传播时，当该常数为/2d λ+，动点轨迹为第1菲涅耳椭球面，式中d T R =。若该常数为2/2d λ+，动点轨迹为第2菲涅耳椭球面，图5-4中分别用A 和B 标出。常数为/2d n λ+且n ＝1，2，……时，动点轨迹为第n 菲涅耳椭球面。

8、微波和卫星通信中将采用哪些抗衰落技术？

答：在微波和卫星通信中，主要采用的是分集技术和自适应均衡技术来实现抗衰落。

9、无线（如卫星、移动通信）中将采用哪些抗衰落技术？

答：减少通信距离；增加发送功率；调整天线高度；选择合适路由；在移动通信中采用微蜂窝、直放站；采用分集技术、均衡技术、瑞克技术、纠错技术等。

10、简述码分多址的工作原理。

答：码分多址（CDMA ，Code Division Multiple Access ）是一种利用信号结构的正文性来鉴别有用信号的多址方式。在码分多址(CDMA)系统中，站址的划分是根据各站的码型结构不同来实现的。各地球站可以便用相同的载波频率，占用同样的射频带宽，在任意时间内发射信号。一般选择伪随机(PN)码作地址码。一个地球站发出的信号，只能用与它相关的接收机才能检测出来。

11、已知发信功率P T =10W ，工作频率f=4.2GHz ，两微波站相距50km,G T =1000倍，G R =38dB,收、发天线的馈线损耗[Lr]=[Lt]=3dB 。求：在自由空间传播条件下接收机的输入功率电平和输入功率。

解：[]23410l g 10l g () 32.4520l g 50()20l g 4.2*10()138.89T P R

P d f L d B P c k m M H z d B

π??== ???=++≈ 将P T =1W 换成电平值，1000010l g 401T m W P d B m m W

== ()()[][][][][] 403038-3-3-138.89-36.89d B m R T T R r t P

P d B m P d B m GG L L L =++---=++=

[]/1013.889101010w 1.29e -13()P L R T P P w --=?=?=

13、某微波传输信道，发射天线的增益为32dB ，接收天线的的增益为20dB ，收发距离为24500 km ，载波中心频率为6.904GHz ，求该信道的基本传输损耗为多少?若发射功率为25w,接收机的接收到的功率为多少?

解：（1）/32.4520l g()20l g ()[]()[]()32.4520l g 24500()20l g 6904()32()20()

145P T R L d k m f M H z G d B G d B k m M H z d B d B d B ??=++--??

=++--=

（2）[]/1014.514

1025107.910()P L R T P P w ---=?=?=?

14、已知在自由空间传输条件下接收机的收信功率P=-35dBm ，在传输途中有如图5-7所示的刃形障碍物，且hc =-0.5F 1(F 1是第1费涅耳区半径)，求此时收信功率电平。

解：由hc =-0.5F 1可知hc/F 1=-0.5，查图得到损耗为L=12dB ，

此时的接收功率电平为P=-35-12=一47dBm 。

第六章移动通信传输信道的特性

3、移动通信的工作方式有哪几种？各有什么特点？

答：移动通信的工作方式分为单工通信方式和双工通信方式。

所谓单工通信方式，是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式，消息只能单方向进行传输；所谓全双工通信，是指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式。在这种方式下，双方都可同时进行收发消息，全双工通信的信道必须是双向信道。6、

阐述频分双工和时分双工的区别和各自特点。

答：区别：在频分双工中，收发用不同的频段，但时间上连续收发；在时分双工方式中，收发用同一频段，但通过不同时间段进行收发。

各自特点：在FDD方式中，接收和传送位于分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离接收和传送信道。在TDD方式中接收和传送是利用同一频率信道的不同时隙实现的，用保证时间来分离接收与传送信道。

7、叙述典型移动通信系统的主要工作频段。

答：GSM采用的是900MHz频段，IS-95采用的是800MHz，分配给第三代移动通信的是2GHz。

8、介绍产生阴影效应和多径效应的原因。

答：当电磁波在传输路径上遇到高矮、位置、占地面积不等的建筑物，起伏的地形、山峰和森林等阻挡时，会形成电磁场的阴影，移动台通过这些阴影时就会造成接收场强中值的变化，这就是产生阴影效应的原因。

实际中接收点的电波是直射波、反射波、绕射波和散射波的合成，由于每条传播路径各不相同，各路径信号的时延也各不相同，接收点信号的矢量合成的结果就形成接收点场强瞬时值的快速、大幅度的变化，这就是引起多径效应的原因。

16、已知干扰的频率f A=150.2MHz、f B=150.1MHz、f C=150.0MHz。问当某用户移动台的接收频率为150.3MHz时，能否产生三阶互调干扰?

解：由式（6.21）得2f A—f B=150.3MHz；f A+f B—f C=150.3MHz，

由此可知，它既受两信号三阶互调干扰，又受三信号三阶互调干扰。

第七章微波通信传输信道的特征

1、已知微波发信功率4W，工作频率4000MHZ，微波两站相距50km，发射天线

的增益为30dB，接收天线的的增益为25dB，收发两端馈线系统损耗[Lr]=2 dB,[Lt]=1 dB，传输路径上障碍物的尖峰好落hc=0，求：实际微波接收机能接收的功率[PR]。

解：自由空间损耗[L’p]为：

[L’p]=32.45+20lgd(km)+20lg(MHz)-[Gt](dB)-[Gr](dB)

=32.45+33.97+72.04-30-25

=83.46dB

自由空间下接收功率：

[Pro](dBm)=[Pt](dBm)-([Lr]+[Lr]+[L’p])dB=10lg4000-2-1-83.46=-50.44dBm

易知[L]=6dB。

微波接收机实际接收功率为：

[Pr](dBm)=[Pro](dBm)-[L](dBm)

=-50.44dBm-6dB=-56.44dBm

8.(1)设反射点分别为C点和G点。各点至AB的垂直距离为h1和h2。通过E点作地球的直径DE，

h≈DE。因h<<2R(R≈6400km),故在△ADE与△BEF中，∟ADF=∟ABF,∟DAB=∟DFB,∟DEA=∟BEF.故△ADE与△BEF相似，于是：

DE:EB=AE:EF

而AE=d1,EB=d2,又EF>>DE,EF≈2R,故可得：

h1:d2=d1:2R

h1=d1d2/2R≈0.04218km

同理：h2=0.045km

(2)考虑到大气折射K=4/3时，上述情况下C点等效地面突起高度为:

he1=d1d1/2Re=d1d2/2KR≈0.03164km

同理，G点等效地面突起高度为：

he2=d1d2/2Re=d1d2/2KR=0.03375km。

第八章卫星通信传输线路的特征

1.简要叙述卫星通信的主要优缺点；与光纤通信相比，你认为卫星通信系统适合

什么样的应用领域。

答：卫星通信的主要优点是：（1）通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。（2）不易受陆地灾害影响。（3）建设速度快。（4）易于实现广播和多址通信。（5）电路和话务量可灵活调整。（6）同一通信可用于不同方向和不同区域。主要缺点是：（1）由于两地球站向电磁波传播距离有72000Km，信号到达有延迟。（2）10GHz以上频带受降雨雪的影响。（3）天线受太阳噪声的影响。

主要应用领域：（1）机内通信服务（2）卫星导航的定位应用（3）卫星导航在运输上的应用（4）卫星导航在非运输上的应用（5）数字电影（6）卫星无线电（7）卫星遥感业务