通信系统原理考试复习

一、综合概念（填空或简答）

1、对现代通信系统与通信网的要求有：高质量、大容量、多业务、长距离、抗干扰。

2、个人通信是实现在任何地点、在任何时间、向任何人、传送任何信息的理想通信，其基本特征是

把信息传送到个人。

2、有效性传输技术是指有效地利用信道。使得有更多的信息通过信道传送并分别接收。

3、通信有效性主要包含两个方面的内容：信源处理技术、信道的利用。

4、可靠性传输技术是保证通信质量可靠。包括检错与纠错编码技术、信道改善技术、保密技术以及

高可靠性的调制解调技术等。

5、微波中继通信是利用微波频率作载波，采用中继（接力）方式在地面上进行的无线电通信。微波

频率在0.3～300GHz范围。

6、按与终端复用设备的连接关系，微波站分为终端站、分路站和中继站。

7、可以沟通干线上两个方向之间通信的站称为分路站。微波分路站和枢纽站统称微波主站。

8、微波站的主要设备包括发信设备、收信设备、天馈系统、电源设备以及监测控制设备等。

9、按照收发信机转接信号时的接口频带划分，分为3种：

基带转接方式、中频转接方式、微波转接方式。

10、地形地物对微波传播的影响主要有反射、折射、散射、绕射和吸收。

11、基带接口是数字复用设备与微波信道设备之间、再生转接中间站收发信机之间的接口。有两种： 近距离接口——需要连接的设备相距较近。

远距离接口——发送端需将信码码型变换，接收端定时提取和信码再生。

12、在选择数字微波中继通信系统的调制方式时考虑的主要因素有：

频谱利用率、抗干扰能力、对传输失真的适应能力、抗衰落能力、勤务信号的传输方式、设备的复杂程度。

13、标准中频频率有70MHz和140MHz两种。

14、对流层不同高度的大气压力、温度和湿度不同，因而其折射率也不同，使其中的微波传播不是

按直线而是按曲线前进。

15、引入等效地球半径的概念，可以将电磁波射线看作直线。

16、卫星通信是指地球站之间利用人造地球卫星转发信号实现的无线电通信。

17、同步卫星是指在赤道上空约35800km高的圆形轨道上与地球自转同向运行的卫星。

18、卫星通信系统由通信卫星、跟踪遥测指令站、卫星通信地球站及地面传输线路组成。卫星通信

使用的频率范围选在微波频段。

19、在卫星通信线路中，通常把从发信地球站到卫星这一段称为上行线路，从卫星到收信地球站一

段称为下行线路。

20、一个通信卫星主要由天线分系统、通信分系统、电源分系统、跟踪遥测与指令分系统、控制分

系统五大部分组成。

21、卫星定向天线按其覆盖面大小分为覆球波束天线、点波束天线、赋形波束天线。

22、卫星转发器直接起着转发各地球站信号的作用，是通信卫星的主体设备。通常分为两大类：透

明转发器、处理转发器。透明转发器单纯地完成转发任务。处理转发器除了信号转发外，还具有信号处理功能。

23、卫星转发器基本要求是附加噪声和失真小、要有足够的工作频带、要有足够大的总增益、频率

稳定度和可靠性尽量高。

24、地球站天线跟踪卫星的方法有手动跟踪、程序跟踪和自动跟踪三种。

25、卫星上的信号处理一般分三种情况：星上再生、星上交换、更高级处理。

26、在卫星通信中实现多址联接的技术基础是信号分割，只要信号之间在某一参量上有差别。

27、在卫星通信中常见的多址联接方式有：频分多址、时分多址、空分多址和码分多址。

28、分组通信方式是利用卫星通信的广播性进行数据传输与交换的动态分配技术。实现的方案主要

是ALOHA方式。

28、VSAT系统是由一个主站和若干个VSAT终端组成的卫星通信系统。VSAT网络以传输数据业务为

主。

29、在VSAT系统中，出站链路的数据流可以是连续的，而入站链路的信息必须是突发性的。出站链

路与入站链路的业务量是不对称的，称作业务不平衡网络。

30、VSAT卫星通信网的主站具有全网的出站信息和入站信息传输、分组交换和控制功能。

31、VSAT小站主要作用是给用户终端提供传输通道。包括小型天线，室外单元和室内单元三部分。

32、光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的通信方式。光纤通信系统由光发送机、光

纤、光中继器和光接收机组成。

33、按光纤剖面折射率分布分类分成：阶跃光纤、渐变型光纤、三角形光纤。

34、按传导模的数目分类分成：多模光纤、单模光纤。

35、光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、几何缺陷损耗、弯曲损耗。

36、光纤损耗谱中在1.3μm和1.55μm处有两个低损耗谷，称为长波长窗口。

37、光纤色散是指不同频率成分或不同模式成分在光纤中以不同的群速度传播，致使光纤传输的信

号波形发生畸变的一种物理现象。光纤的色散会限制光纤的传输带宽。

38、光纤的色散、脉冲展宽和频带宽度反映的是光纤的同一传输特性。

39、光端机是光纤通信系统中的光纤传输终端设备，位于电端机和光纤传输线路之间。

40、光端机与电端机接口时，首先要有接口码型变换，接口码型主要有两种：HDB3码和CMI码。

41、光中继机的作用是补偿光能的衰减和恢复信号的原形。

42、接入网又称用户网。由终端局到用户之间的所有线路和设备构成。

43、光接入网根据ONU（光网络单元）放设的位置不同，有3种最典型的方式：光纤到路边(FTTC)、

光纤到大楼(FTTB)、光纤到家(FTTH)。

44、HFC接入网是指其传输介质采用光纤和同轴电缆混合组成的接入网。HFC要进行数据传输，关键

是通过电缆调制解调器实现。

45、掺铒(Er)光纤放大器（EDFA）的关键器件有：掺铒光纤、高功率泵浦光源、波分复用器和光隔

离器。

46、相干光光源是谱线宽度很窄的激光。

47、多信道光纤通信系统是利用复用技术，在同一根光纤上传输多条信道，提供了充分利用极大光

纤容量的通信方式。

有：光波分复用(WDM)、光频分复用(OFDM)、光时分复用(OTDM)、副载波复用(SCM)系统。

48、蜂窝中的同频干扰来自多个使用相同频率的小区。在蜂窝网中，最邻近的同频复用小区最多有

六个。

49、信道使用方法有：专用信道方式、单信道共用方式、多信道共用方式。

50、服务区的信道配置方法主要有两种:无三阶互调配置法、等频距配置法。

51、移动电话接入市话网的方式有用户线接入方式、市话中继线接入方式、移动电话汇接中心方式。

52、语音编码通常分为：波形编码、参量编码、混合编码三大类。

53、语音编码的主要技术指标：数码率、语音质量、编解码延时。

54、评价语音质量有客观评价法和主观评价法。

55、移动用户电话号码是由长途区号、移动电话局局号和移动用户号码等3个部分组成。

56、在前向控制信道中数字信令的忙/闲比特位的作用是为了缓和同时抢占反向控制信道的冲突现

象。

57、信令音ST在移动台至基站的反向话音信道中传输，TACS中的ST是8 kHz的音频信号。

58、当基站收到移动台环回的SAT信号，同时又收到ST，则表示移动台处于挂机状态；若只收到环

回的SAT信号，而未收到ST，则表明移动台已摘机。

59、在通话期间，基站仍在话音信道上连续不断地发送SAT信号，移动站MS不断环回SAT信号。BS

根据环回SAT的信噪比，不断地与预先设置的信噪比门限相比较，确定是否需要进行越区频道切换。

60、GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分为：网络子系统、基站子系统、移动台。

61、网络子系统由移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)、鉴权中心

(AUC)、设备识别寄存器(EIR)、操作维护中心(OMC)等组成。

62、GSM系统中有三种主要的控制信道：广播信道、公共控制信道、专用控制信道。

二、解释术语

假设参考电路：事先假设数字微波中继通信线路并规定其传输质量，作为实际线路的参考。

单波道频率配置：当一条微波中继通信线路各相邻两个微波站之间只有一条波道工作时，其频率配置称为单波道频率配置。

反向干扰：

传播余隙：收发视距连线与障碍物最高点之间的垂直距离叫传播余隙。

负折射：上层空间的电波射线速度小，下层空间电波射线速度大，使电波传播轨迹向上弯曲。此时

d n/d h>0，曲率半径为负值。

临界折射：射线的曲率半径刚好等于地球的半径，水平发射的电波射线将与地球同步弯曲，形成一种临界状态。

日凌中断：卫星处于太阳和地球之间，受强大的太阳噪声影响而使通信中断。

双跳传输：发送的信号要经过两次卫星转发后才被对方站接收。

导频：导频是指在已调信号谱中额外地插入一个低功率的载波频率或其有关的频率信号谱线，其对应的正弦波就称为导频信号。

SCPC方式：当使用多条载波，并且每条载波只有一路信号时，就是SCPC方式。

多址联接：是在射频信道上进行信号分割的技术，实现多个地球站之间同时通信（多址联接），而不相互干扰。

VSAT：VSAT系统（Very Small Aperture Terminals 甚小口径终端）是由一个主站和若干个VSAT 终端组成的卫星通信系统。

传导模：传导模指能够在光纤中远距离传输的传播模式。

模间色散：多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过程中，不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称为模间色散。

模内色散：对于单模光纤，由于光源的不同频率（或波长）成分具有不同的传播速度，在传输过程中，不同波长的光束的时间延迟不同而产生色散，称为模内（色度）色散。模内色散包

括材料色散和波导色散。

光调制：光调制是用待发送的电信号控制光载波的某一参量，使之携带发送信息的过程，即电/光变换。

光检测：

地形波动高度△h：沿电波传播方向，距接收地点10公里范围内，10%高度线和90%高度线的高度差。准平坦地形：地形波动高度在20m以内，且起伏缓慢，地形峰点与谷点之间的距离大于地面的波动高度。

多径传播：

多径衰落：由多径产生的衰落，衰落速率(每秒钟信号包络经过中值电平次数的一半)可达每秒30次～40次，衰落深度(信号的变动范围)约为30dB左右，称这样的衰落为快衰落(多径衰落)或

短区间衰落、瞬时性衰落。

阴影衰落：

多径延时扩展：

多径效应：移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。

漫游：漫游是指移动台在某地登记进网后, 可在异地同样进行呼叫处理通信。

越区频道切换：

小区分裂：

？流入话务量：流入话务量的大小取决于单位时间内平均发生的呼叫次数λ和每次呼叫平均占用信道时间(含通话时间)S。显然λ和S的加大都会使业务量加大，因而可定义流入话

务量A为A = S·λ

移动台识别号码：移动台识别号码指在无线路径上分配给移动台识别的号码，不同于用户使用的电话号码。

移动台的漫游号码：移动台的漫游号码, 是为来访的漫游移动台准备的临时号码, 以实现漫游呼叫。国际移动台设备号：这是惟一用来识别移动台的号码，防止无权移动台使用移动业务。

区域识别码：分配给移动电话局控制下的位置区的一个号码，不同的位置区有不同的AID码。

无线接口信令：在移动通信系统中，基站和移动站之间传送的信令称为无线接口信令。

CDMA：CDMA是由多个码分信道共享载频频道的多址连接方式，是一种先进的无线扩频通信技术。

软切换：软切换是指当移动台需要切换时，先与新的基站连通，再与原基站切断联系，而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。

硬切换：硬切换是指移动终端被连接到不同的移动通信系统、不同的频率分配或不同的空中接口特性时，必须断掉原来小区的无线信道，才能使用新小区的无线信道通信；硬切换在空中接

口是先断后通的过程。

三、问答

微波通信：

1、微波通信采用中继方式的原因。

（1）微波传播具有视距传播特性。

（2）微波传播有损耗，在远距离通信时有必要采用中继方式对信号逐段接收、放大和发送。

2、微波中继通信的特点。微波中继通信主要用途有那些?

（1）通信频段的频带宽，传输信息容量较大

（2）受外界干扰的影响小

（3）通信灵活性较大

（4）天线增益高、方向性强

（5）投资少、建设快

（6）中继传输

3、微波中继通信系统的主要设备。

（1）用户终端

（2）交换机

（3）终端复用设备

（4）微波站

4、对于小、中、大容量数字微波系统，分别选择哪些调制方式为宜？

?对于小容量系统，以选择4PSK/4DPSK为主，也可选择2PSK/2DPSK或2FSK；

?对于中容量系统，以选择4PSK/4DPSK为主，也可选择8PSK或2PSK/2DPSK；

?对于大容量系统，以选择16QAM为主，也可选择8PSK。

5、微波中继通信系统频率配置的基本原则。多波道频率配置。

（1）尽可能在给定的微波频段内多安排一些波道；

（2）尽可能减小波道之间的相互干扰；

6、什么是分集接收? 采用分集接收技术的目的何在？常用的分集接收技术。

分集就是指通过两条或两条以上途径（例如空间途径）传输同一信息，以减轻衰落影响的一种技术措施。

常用的分集接收技术有：

频率分集

空间分集

混合分集

卫星通信：

1、双跳卫星通信线路两种场合。

分别位于两颗卫星覆盖区内的地球站之间的通信，必须经重叠覆盖区内的地球站中继；

在同一卫星覆盖区内的星形网络中，边远站之间需经中心站的中继，两次通过同一卫星的转发。

2、通信卫星天线有两种类型。

①全方向性天线

②定向天线

3、说明通信卫星的星上跟踪、遥测、指令分系统如何完成相应的任务。P101

4、地球站的组成和各部分的作用。

典型的地球站由天线系统、发射系统、接收系统、终端系统、监控系统、电源系统、地面接口及传输分系统等组成。

(1)地球站天线分系统完成发送信号、接收信号和跟踪卫星的任务，即将发射系统送来的大功率微波信号对准卫星发射出去；同时接收卫星转发来的微波信号送到接收系统。

(2)地球站发射分系统的主要作用是将终端系统送来的基带信号对中频进行调制，再经过上变频和功率放大后馈送给天线发往卫星。

(3)接收系统的主要作用是将天线系统收到的由卫星转发下来的微弱信号进行放大、下变频和解调，并将解调后的基带信号送至终端系统。

(4)终端系统的作用是把一切经由地球站上行或下行的信号（电报、电话、传真、电视、数据等）进行加工、处理.

(5)地面站电源系统要满足整个卫星地面站的所有设备所需的电能，特别是大型地面站(国际、国内卫星网站)。

(6)地球站相当复杂和庞大，为了保证各部分正常工作，必须在站内集中监视、控制和测试。

5、地球站天线跟踪设备的作用是什么？简述自动跟踪方式的基本原理。

为使地球站天线始终对准卫星，需要跟踪设备。

手动跟踪、程序跟踪、自动跟踪。

自动跟踪。根据地球站接收到卫星所发的信标信号，检测出误差信号，驱动跟踪系统，使天线自动地对准卫星。

6、导频的主要作用。

导频的主要作用是由于相邻各载频间隔很小，卫星与每个地球站的频率稳定度和准确度等各不相同，为了保证载频的严格排列，通常由参考站发一个导频信号作为基准，各地球站收到此导频信号后对自己的工作频率进行严格的校正。

7、卫星通信体制包括哪些内容？

完整的卫星通信体制通常包括：所用基带信号的类型（数字或模拟、数字信号的编码方式）、基带信号的复用方式（频分复用、时分复用）、中频（或射频）信号的调制方式（调频、移相键控）、多址联接方式（频分多址、时分多址、码分多址、空分多址）、信道分配方式（预分配、按需分配）等。

8、说明卫星通信的多址联接含义，常见的多址联接方式有哪些？它们分别是如何实现站址区分的？多址联接:是在射频信道上进行信号分割的技术，实现多个地球站之间同时通信（多址联接），而不相互干扰。

常用的有：频分多址FDMA、时分多址TDMA、码分多址CDMA和空分多址SDMA。

?

?

?

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9、卫星信道分配方式有哪几类？它们分别适用于什么场合？

预分配（PA）方式

（1）固定预分配方式

（2）按时预分配（TPA）方式

按申请分配（按需分配 DA）

（1）发端固定/收端可变方式（FT/VR）

（2）收端固定/发端可变方式（FR/VT）

（3）收、发全可变方式（VT/VR）

（4）分群全可变方式

随机分配（RA）

分组通信方式

?

10、通信卫星发射到静止轨道上后，为什么还要对卫星进行位置控制和姿态控制？

光纤通信：

1、光纤的损耗分为几类？分别在什么时候产生和出现？

光纤的损耗归纳为：本征损耗、光纤制造损耗和附加损耗等3类。

本征损耗：紫外吸收损耗、红外吸收损耗、瑞利散射损耗

制造损耗：光纤中的有害杂质。

通常在光纤的制造过程中，光纤材料受到某种热激励或光辐射时将会发生某个共价键断

裂而产生原子缺陷，此时晶格很容易在光场的作用下产生振动，从而吸收光能，引起损

耗。

在光纤制造过程中，结构上的缺陷会引起与波长无关的散射损耗。

附加损耗：主要是由于光纤受到弯曲和微弯曲而产生。

2、光纤的损耗特性是什么？光纤的色散特性是什么？说明光纤的色散会限制光纤的传输带宽。

光纤的损耗特性：

光纤的色散特性:

对多模光纤，带宽主要受模间色散的限制；对单模光纤，影响带宽的是材料色散和波导色散。

3、光端机的作用。

一是将电端机汇集的各种待发送的电信号转变成适合光纤传输的光信号，并送入光纤线路进行传输。

二是将由光纤传输线路传来的对端的已调光信号转换成电信号，经处理后送至电端机。

4、光发送机电路组成，光接收机电路组成。各部分的作用。

光发送机主要由输入接口、光线路码型变换和光发送等电路组成。

光接收机主要由光接收、光线路码型反变换和输出接口等电路组成。

?

5、在光纤通信系统中，光发送机中的码型变换。

在光发送机中，码型变换是把NRZ码变成适合在光纤线路中传送的线路码型，再送入光发送设备中调制光源。

在光接收机中，先把检测出来的线路码通过反变换还原为单极性NRZ码，经输出接口编成接口码型，由连接电缆送给PCM设备。

？

6、以信码01100010 11110011为例，对CMI码进行线路码型变换，变换成1B2B码。

7、光纤接入网的几种基本应用类型？

光接入网有3种最典型的应用类型：

光纤到路边(FTTC)

光纤到大楼(FTTB)

光纤到家(FTTH)。

8、掺铒光纤放大器应用在哪些方面？

中继放大器

前置放大器

后置放大器

9、简述光波分复用、光频分复用、光时分复用多信道光纤通信系统的基本原理。P288

移动通信：

1、什么是大区制？什么是小区制？并简述其主要特点。

所谓大区制就是在一个服务区内只有一个基站，由该基站负责整个移动通信网的联络与控制。大区制的信道交换、控制等功能都集中在基站完成。

基站发射功率较大（100W~200W），基站天线要架设得很高。

移动台的发射功率较小，通常在一个大区中需要在不同地点设立若干个接收机，接收附近的移动台发射的信号，再通过有线或微波接力将信号传输至基站。

小区制是将整个移动通信业务区(服务区)划分为若干小区，在小区中分别设置基站，负责本小区移动通信的联络控制。各基站统一接到一个移动交换中心，由移动交换中心统一控制各基站协调工作，并与有线网相连接。

小区越多覆盖面就越大，用户就越多。

基站发射功率很小（8～20W）。

2、说明陆地移动通信采用正六边形蜂窝小区的理由。

正六边形小区的中心间隔最大，各基站间的干扰最小；交叠区面积最小，同频干扰最小；交叠距离最小，便于实现跟踪交换；覆盖面积最大，对于同样大小的服务区域，采用正六边形构成小区制所需的小区数最少，即所需基站数少，最经济；所需的频率个数最少，频率利用率高。

3、区群的组成应满足的条件。

在由若干个小区构成一个区群时应满足相邻小区不能使用相同频率；

能无空隙无重叠地覆盖整个服务区；

相邻区群中，采用同频率的小区之间的距离相等，且为最大。

4、什么是频率复用？为什么要进行频率复用？频率复用的小区配置。

？

采用频率复用技术后，在相同的频率段范围中将大大增加通信容量。小区分得越小，即小区数目越多，整个通信系统的通信容量越大。

？

5、在移动通信系统中可以采用哪些方法来提高频谱利用率？

6、在同一基站服务区不造成三阶互调干扰的条件。等频距配置法。

在同一基站服务区不造成三阶互调干扰的条件是所配置的信道序号中的任意两个序号差各不相同。等频距配置法是按等频率间隔来配置信道的，在同一小区中只要频距选得足够大，就可以有效地避免邻道干扰。

7、移动通信对语音编码的要求。

要求：

数码率较低, 纯编码速率应低于16 kb/s;

在一定编码速率下的音质应尽可能高;

编码时延要短, 要控制在几十毫秒之内;

编码算法应具有较好的抗误码性能, 计算量小, 性能稳定;

编码器应便于大规模集成。

8、监测音SAT音的作用和分配原则。

监测音SAT(Supervisory Audio Tone)

监测音用于信道分配和对移动用户的通话质量进行监测。

分配三个监测音的原则是每个区群使用其中一个监测音，相邻区群分别使用另外两个监测音。

9、GSM中的网络子系统组成，各部分的作用。

移动台(MS)。

移动台有便携台(手机)和车载台。移动台能通过无线方式接入通信网络。为主叫和被叫提供通信完成各种控制和处理，MS还具备与使用者之间的接口，

基站子系统(BSS)

它通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送、接收和无线资源管理。

另一方面，BSS通过接口与移动交换中心(MSC)相连，并受移动交换中心(MSC)控制，处理与交换业务中心的接口信令，完成移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。

网络子系统(NSS)

网络子系统NSS具有系统交换功能和数据库功能，数据库中存有用户数据及移动性、安全性管理所需的数据，在系统中起着管理作用。NSS内各功能实体之间和NSS与BSS之间通过No.7信令协议和GSM的7号信令网络互相通信。

10、GSM中的信道分类。各类信道用于传输的信息。

GSM信道分为业务信道(TCH)和控制信道(CCH)。

①业务信道(TCH)。业务信道主要传送数字话音或用户数据，在前向链路和反向链路上具有相同的功能和格式。

②控制信道(CCH)

控制信道用于传送信令和同步信号。

GSM系统中有三种主要的控制信道：

广播信道(Broadcast Channel-BCH)

公共控制信道(Common Control Channel-CCCH)

专用控制信道(Dedicated Control Channel-DCCH)。

11、移动台主呼固定用户的工作过程。移动台被呼的工作过程

移动台主呼固定用户：

(1)呼前拨号

(2)申请话音信道

(3)指配话音频道

移动台被呼:

(1)寻呼

(2) 寻呼响应

(3)指配话音信道

(4)振铃

12、GSM系统越区频道切换方式。

13、在北美CDMA蜂窝系统中，正向信道和反向信道中各包含的信道、用于传输的信息。

基站至移动台方向称为正向CDMA信道，移动台至基站方向则称为反向CDMA信道。

正向CDMA信道：

导引信道用于传输由基站连续发送的导引信号，便于其覆盖区中的移动台同步与切换。

同步信道用于基站覆盖区中的移动台开机时获得初始时间同步。

寻呼信道主要用于在呼叫接续阶段基站发送系统消息和移动台寻呼消息。

正向业务信道主要用于话音与用户数据的传输。

反向CDMA信道：

接入信道的数据速率为4.8 kb/s。移动台通过接入信道向基站进行登记，发起呼叫以及响应基站寻呼信道的呼叫等。每个接入信道都要对应正向信道中的一个寻呼信道。

反向业务信道与正向业务信道相对应。主要用于在呼叫建立期间, 传输话音数据与用户数据，是移动台向基站发送的信息。