通信原理_(完整)
通信原理期末考试复习重点总结(完整版)
通信原理期末考试复习重点总结(完整版)work Information Technology Company.2020YEAR《通信原理》考试重要知识点第1章绪论掌握内容：通信系统的基本问题与主要性能指标；模拟通信与数字通信；信息量、平均信息量、信息速率。
熟悉内容：通信系统的分类；通信方式。
了解内容：通信的概念与发展；1.1---1.3 基本概念1、信号：消息的电的表示形式。
在电通信系统中，电信号是消息传递的物质载体。
2、消息：信息的物理表现形式。
如语言、文字、数据或图像等。
3、信息：消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。
4、数字信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号。
5、模拟信号是指信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的。
6、数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。
它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
7、模拟通信是指利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的。
8、数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。
9、通信系统的一般模型10、按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
11、模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。
模拟信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接传输，需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的频带信号，并可在接收端进行反变换。
完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。
12、数字通信系统是传输数字信号的通信系统。
数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等。
13、数字信道模型14、通信系统的分类1 、按通信业务分类分为话务通信和非话务通信。
2、根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和频带（调制）传输。
通信原理 (完整)精选全文
数字通信的主要优点：
(a) 失真的数字信号
(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
数字通信的主要缺点：
➢ 占用带宽大 ➢ 设备复杂 ➢ 同步要求高
宽带通信、压缩编码 VLSI、SOC、ASIC 信号处理技术
应用实例：
➢ 数字传输技术：电话、电视、计算机数据等 信号的远距离传输。
➢ 模拟传输技术：有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。
狭义信道
有线信道 无线信道
中长波地波 短波电离层反射 超短波、微波视距传输 超短波、微波对流层散射 卫星中继
编码信道 调制信道
信 源
加 密 器
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
信 道
收 转 换 器
解 调 器
解解 码密 器器
信 宿
发送设备
噪 声
接收设备
广义信道
广义信道
调制信道：
调制器输出端到解调器输入端的所有设备和媒介。 研究调制和解调时，常用调制信道。 连续信道/模拟信道。
eo(t)
e0t htei t nt e0t kt ei t nt
n(t)
n(t): 加性干扰 k(t): 乘性干扰
k t 依赖于网络的特性，k t 反映网络特性对 ei t 的作用。
干扰
加性干扰：本地噪声
始终存在
乘性干扰：非理理想信道 与信号共存
sR t sT tht nt
乘性 加性
增量调制DM
军用、 民用电话
Hale Waihona Puke 差分脉码调制DPCM电视电话、 图像编码
其 他 语 言 编 码 方 式 中低速数字电话 ADPCM、 APC、 LPC
按信号复用方式分类
(完整)通信原理-选择题
1、如果系统满足理想低通传输特性，则频带利用率可以达到： Ca 、1B/Hzb 、1bit/Hzc 、2B/Hzd 、2bit/Hz2、一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从 Ca 、高斯分布b 、均匀分布c 、瑞利分布d 、莱斯分布3、模拟信号解调的“门限效应”有可能出现在__B__信号的解调中：a 、DSBb 、AMc 、PMd 、SSB （包络检波存在门限效应）4、发端发送纠错码，收端译码器自动发现并纠正错误,传输方式为单向传输，这种差错控制的工作方式被称为:Aa 、FECb 、ARQ(检错码，混合ARQ 是纠检错码)c 、IFd 、HEC10、发端发出检错和纠错码组，收端对错误能纠正的就自动纠正,纠正不了时将判决信号送回发端，发端把收端认为有错(且纠不了）的消息重发到收端，以达到正确传输。
这种差错控制的工作方式被称为:D a 、FEC b 、ARQ c 、IF d 、HEC11、发端发出检错码，收端译码器判决码组中有无错误出现，再把判决信号送回发端，发端根据判决信号将收端认为有错的消息重发到收端,直到正确接收为止.这种差错控制的工作方式被称为：B a 、FEC b 、ARQ c 、IF d 、HEC1、收端把收到的消息原封不动地送回发端，发端把反馈回来的信息与原发送信息进行比较，并把二者不一致的部分重发到收端。
这种差错控制的工作方式被称为：Ca 、FECb 、ARQc 、IFd 、HEC12、汉明码的最小码距为：Ba 、2b 、3c 、4d 、55、在“0"、“1”等概率出现情况下,以下哪种码能够直接提取位同步信号：Ca 单极性不归零码（有直流分量）b 双极性归零码 C 、单极性归零码 d 双极性不归零码（无直流分量）6、无码间串扰的基带系统传输双极性信号时，误码率与信噪功率比ρ的关系为a 、b 、c 、d 、8、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号，仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是。
(完整版)通信原理知识点
第一章1.通信的目的是传输消息中所包含的息。
消息是信息的物理表现形式，信息是消息的有效内容。
.信号是消息的传输载体。
2.根据携载消息的信号参量是连续取值还是离散取值，信号分为模拟信号和数字信号．，3.通信系统有不同的分类方法。
按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号（信号特征分类），相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。
按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统。
4.数字通信已成为当前通信技术的主流。
5.与模拟通信相比，数字通信系统具有抗干扰能力强，可消除噪声积累；差错可控；数字处理灵活，可以将来自不同信源的信号综合刭一起传输；易集成，成本低；保密性好等优点。
缺点是占用带宽大，同步要求高。
6.按消息传递的方向与时间关系，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信。
7.按数据码先排列的顾序可分为并行传输和串行传输。
8.信息量是对消息发生的概率（不确定性）的度量。
9.一个二进制码元含1b的信息量；一个M进制码元含有log2M比特的信息量。
等概率发送时，信源的熵有最大值。
10.有效性和可靠性是通信系统的两个主要指标。
两者相互矛盾而又相对统一，且可互换。
在模拟通信系统中，有效性可用带宽衡量，可靠性可用输出信噪比衡量。
11.在数字通信系统中，有效性用频带利用率表示，可靠性用误码率、误信率表示。
12.信息速率是每秒发送的比特数；码元速率是每秒发送的码元个数。
13.码元速率在数值上小于等于信息速率。
码元速率决定了发送信号所需的传输带宽。
第二章14.确知信号按照其强度可以分为能量信号和功率信号。
功率信号按照其有无周期性划分，又可以分为周期性信号和非周期性信号。
15.能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，（在无限长的时间上）平均功率为零。
功率信号的持续时间无限，故其能量为无穷大。
16.确知信号的性质可以从频域和时域两方面研究。
17.确知信号在频域中的性质有4种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。
通信原理实验指导书(完整)
实验一：抽样定理实验一、实验目的1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置；2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度；3、验证抽样定理；二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容；2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤；三、实验原理和电路说明1、概述在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。
抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。
作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
图1-1 单路PCM系统示意图为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。
2、抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。
(完整版)通信原理第七版课后答案解析樊昌信
第一章习题习题1.1 在英文字母中E 出现的概率最大，等于0.105，试求其信息量。
解：E 的信息量：()()b 25.3105.0log E log E 1log 222E =-=-==P P I习题1.2 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，设每个符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，3/16，5/16。
试求该信息源中每个符号的信息量。
解：b A P A P I A 241log )(log )(1log 222=-=-==b I B 415.2163log 2=-= b I C 415.2163log 2=-= b I D 678.1165log 2=-= 习题1.3 某信息源由A ，B ，C ，D 四个符号组成，这些符号分别用二进制码组00，01，10，11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
（1） 这四个符号等概率出现； （2）这四个符号出现概率如习题1.2所示。
解：（1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为2×5ms。
传送字母的符号速率为Bd 100105213B =⨯⨯=-R 等概时的平均信息速率为b 2004log log 2B 2B b ===R M R R（2）平均信息量为符号比特977.1516log 165316log 1634log 414log 412222=+++=H 则平均信息速率为 b 7.197977.1100B b =⨯==H R R习题1.4 试问上题中的码元速率是多少？解：311200 Bd 5*10B B R T -===错误!未找到引用源。
习题1.5 设一个信息源由64个不同的符号组成，其中16个符号的出现概率均为1/32，其余48个符号出现的概率为1/96，若此信息源每秒发出1000个独立的符号，试求该信息源的平均信息速率。
解：该信息源的熵为96log 961*4832log 321*16)(log )()(log )()(22264121+=-=-=∑∑==i i i i M i i x P x P x P x P X H=5.79比特/符号因此，该信息源的平均信息速率 1000*5.795790 b/s b R mH ===错误!未找到引用源。
通信原理复习资料和练习题(完整版)
通信原理复习题 第一章 绪论 重要概念：1、通信的目的：就是传递消息。
2、通信的定义：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递称为通信。
3、通信系统模型：信源：原始信号的来源，其作用是将消息转换成相应的电信号。
发送设备：对原始电信号（基带信号）进行各种处理和变换，使它变成适合于信道中传输的形式。
信道：是指传输信号的物理媒质。
接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号。
信宿：将复原的原始电信号转换成相应的消息。
4、模拟信号：信号参量的取值是连续的或无穷多个值，且直接与消息相对应的信号，例如语音信号。
数字信号：信号参量只能取有限个值，并常常不直接与消息向对应的信号。
它们都有可能是连续信号或离散信号。
5、通信系统的分类按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 6、通信方式：按传输方向：单工、半双工和全双工通信 按码元排列方式：并行传输和串行传输 7、信息与消息：消息：通信系统中传送的对象。
信息：消息中包含的抽象的、本质的内容。
消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
8、信息量计算公式：)(log )(1log x p x p I a a-==平均信息量（信息熵）的计算公式：典型例题：例：设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均住处量H=___________。
通信系统的评价：有效性和可靠性。
模拟系统的评价：有效带宽和信噪比；数字系统的评价：传输速率（传信率、传码率）和频带利用率。
)(2log 2log }{)(1111b p p I p I E x H mi p i mi p i mi i i i i∑∑∑===-====例：某数据通信系统调制速率为1200 Bd ，采用8电平传输，假设100秒误了1个比特，①求误码率。
(完整版)通信原理-测试题目及答案
第五章测试一 单选题（5*3）1、A 律13折中， 逐次比较编码后的结果送到译码器解码，解码后的结果和编码后的结果（经过7/11变换）比较，下列关系哪个是对的：a 、相等b 、大于c 、小于d 、以上都不对 (d)2、一个频带限制在0到f x 以内的低通信号x(t)，用f s 速率进行理想抽样，若要不失真的恢复x(t)，要求f s 与f x 关系满足：a 、b 、c 、d 、 (a)3 、对于ΔM 编码过程，过载量化噪声通常发生在：a 、信号幅值较大时b 、信号频率较大时c 、噪声较大时d 、信号斜率较大时 （d ） 4 、以奈奎斯特速率进行抽样得到的以下抽样信号，仅用理想低通滤波器不可能将原始信号恢复出来的是。
a 、自然抽样b 、曲顶抽样c 、理想抽样d 、平顶抽样 （d ）5、PCM 均匀量化信噪比随着________增大而增大。
a 、量化级数b 、量化台阶c 、噪声功率d 、采样频率 （a ）二 计算题：（85分）1、对输入的正弦信号分别进行PCM 和ΔM 编码，要求在PCM 中进行均匀量化，量化级为Q ，在ΔM 中量化台阶σ和抽样频率fs 的选择保证不过载：(20分)（1）分别求出PCM 和ΔM 的最小实际比特率；（2）若两者的比特率相同，确定量化台阶σ的取值。
（1）PCM 最小比特速率为（4分）在ΔM 中不过载要求：也就是ΔM 中，每采样一次对应一个bit( 1 或 0) ,因此ΔM 输出比特率等于采样速率 故ΔM 最小比特速率为：（2）根据题意可知可得：2、设简单增量调制系统的量化台阶σ＝50mV ，抽样频率为32kHz ，求当输入信号为800 Hz Q f Q f R m s B 222log log ⨯=⨯=()s f dt t dx σ≤max σωσωm m s s m m A f f A ≥≤σωm m B A R =Q f m 22log ⨯σωm m A =Q A Q f A m m m m 222log log πωσ==正弦波时，信号振幅动态范围。
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调制信道模型
ei（t） h(t) eo(t)
e0 t ht ei t nt
e0 t k t ei t nt
n(t)
n(t): 加性干扰 k(t): 乘性干扰
k t 依赖于网络的特性，k t 反映网络特性对 ei t 的作用。
1 I log 2 log 2 M 1/ M
当M=2时，则I=1bit。
(b)
工程上，常常不考虑是否为等概率的消息， 总认为一个二进制波形（或码元）等于1bit 。即 通常把一个二进制码元称做1bit。
熵
熵是一个系统的不确定性或无序的程度，系 统的紊乱程度越高，熵就越大；系统越有序， 熵就越小。
“一个系统的熵就是它的无组织程度的度 量。” －维纳 所有自然过程都增加熵 －克劳修斯
任何信息都增加系统的负熵
－布里渊
对于离散独立非等概消息组成的消息源，采用 平均（统计平均 ) log P( xi ) P( xi ) I ( xi )
通信系统的分类
按信号特征分类
数字通信 电话、电视、计算机数据等信号的远距离传输。
模拟通信 有线电话环路、无线电广播、电视广播等。
按数字信号码元排列次序
串行 并行
远程 近程、高速
发 送 设 备
接 收 设 备
1 发 送 设 备
0
1 接 收 设 备
(a)
…
(b)
按调制方式分类
调制方式 用途
若误差为信道引人的加性干扰引起， 2 t 为接收 端噪声功率
信噪比：与噪声的功率比，用分贝表示
Ps SNR 10log P n
Ps 信号功率 Pn 噪声功率
2
有效值 方差
2
x E x
1.6 连续信道的信道容量
香农公式 假设信道的带宽为B（Hz），信道输出的功率为 Ps 加性高斯白噪声功率为 Pn ，则该信道的信道容量为：
信 源
压 缩 编 码
保 密 编 码
信 信 调 信 解 道 道 编 解 制 道 调 码 码
保 密 解 码
压 缩 信 解 宿 码
信源编码
噪声
步同
信源解码
发送端
接收端
数字通信系统模型
数字通信的主要优点：
可作信源编码，压缩冗余度，提高信道利用率。 可采用数字加密技术，保密性好。 可采用纠错和检错技术，差错可控制。 便于存储和处理。 可综合传输各种模拟和数字输入消息，便于复用。 易于设计、制造，体积更小、重量更轻。 抗干扰能力强，可中继再生。
第一章 绪论
1.1通信技术及发展史
通信： 克服距离上的障碍，进行信息的传递与交 换的过程。 ‚通信的基本问题就是在一点重新准确地 或近似的再现另一点所选择的消息。‛
通信目的：传输信息
任务：迅速、准确的进行信息的传输。
军用 意义： 民用
按照社会发展进程中通信方式的不同，人 类的文明史可分为：
数字通信的主要优点：
(a) 失真的数字信号
(b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
数字通信的主要缺点：
占用带宽大 设备复杂 宽带通信、压缩编码 VLSI、SOC、ASIC 信号处理技术
同步要求高
应用实例：
数字传输技术：电话、电视、计算机数据等 信号的远距离传输。 模拟传输技术：有线电话环路、无线电广 播、电视广播等。
提高可靠性
B固定：增加信噪比
SNR固定：增大带宽
B、SNR固定：降低通信速度
Ps C B log2 1 BN 0
无限增大信号功率，或无噪声时，信道容量无穷大
SNR , c
无限增大信道带宽，不能无限增大信道容量。
Ps B , c 1.44 n0
信息量的定义
若消息 x 出现的概率为 P( x) ，则所含信息量 I 可定义为：
1 I log a log a P( x) p ( x)
信息量的单位：
a 2 ，则为比特（bit），最常用;
ae
，则为奈特（nat）;
a 10 ，则为哈特莱（hartley）。
若采用一个M进制的波形，来传送M 个独立的 等概离散消息之一，则每一码元的信息量为：
3.3 信道传输特性
ei (t )
h(t )
eo (t )
ei ( )
H ( )
eo ( )
e0 t ht ei t
e0 H ei
H H e
幅频特性
j
相频特性
理想信道传输特性
无失真传输 (1) 对信号在幅度上产生固定的衰减； (2) 对信号在时间上产生固定的迟延。
信息： 是指消息中所包含的对受信者有意义的内 容（或有效内容）。 不同形式表现（汉字、符号、图形等）的 同一消息，载有相同的信息。
信号： 是指消息的物理载体，是传输消息的手段。 消息必须转换成信号，才能在通信系统中传 输。表现形式取决于媒体。 消息与信号一一对应。 可分为模拟信号和数字信号。
eo t Aei t d
h(t ) A t d H () Ae
j d
eo Aei e
Ps C B log2 1 P n
(bit / s )
C:信道容量，信道的最大无失真信息传输速率 仅当传信率不超过C时，才有可能实现无误码传输
也可表示可能达到的最大的频谱利用率 带宽B是指正频率范围，不包括负频率范围。 信道为理想带通信道。 B的范围并不要求一个连续的频带，可以允 许由若干不相邻的频段组成。 只要求噪声谱密度在信号带宽内为常数， 不考虑信号频带外的噪声特性。 当噪声为非高斯时，该式不适用。 达到信道容量时，信道的输入也应该是高 斯过程。
用途 相位键控PSK、 DPSK、 数据传输、 数字微波、 空间 QPSK等 通信
其他高效数字调制QAM、数字微波、 空间通信 MSK等
脉幅调制PAM 中间调制方式、 遥测 中间调制方式 遥测、 光纤传输 市话、 卫星、 空间通信 军用、 民用电话 电视电话、 图像编码
脉冲模拟调制
脉冲 数字 调制 脉冲数字调制
Rb log2 M RBN
数字通信系统性能
可靠性
误码率：信息码元在传输过程中被误传的概率 误信率：信息量 在传输过程中被丢失的概率
误差
模拟通信系统中，误差是源信号与接收信号之间 的均方误差来表示：
t ks t t sR t
2
2
ｋ：衰减系数 ：传输时延 若信道为平稳信道，ｋ为常数
原始通信时代
以语音为主 以文字发明为标志 电报、电话 信息多样化、方式多样化、 与计算机相结合
邮政通信时代
电气通信时代
信息时代
1.2 通信系统
信息源 发送设备 信道 接收设备 接收者
干扰
通信系统的一般简化模型
消息： 通信系统所传输的对象，如语音、文字、图 形、图像等。 是指信源所产生的信息的物理表现。
消息出现的概率越小，所包含的信息量就越大；
信息论将以模糊的信息概念用数学概念加 以定义，用数学方法加以定量化，是通信 学发展的一项重要理论基础。
信息量的定义：
信息量是消息出现概率的函数； 消息出现的概率越小，所包含的信息量就越大； 若某消息由若干个独立消息所组成，则该消息所 包含的信息量是每个独立消息所含信息量之和。 确定性事件的信息量等于零。
干扰
加性干扰：本地噪声
始终存在
与信号共存
乘性干扰：非理理想信道
sR t sT t ht nt
乘性 加性
乘性干扰
恒参信道
信道的参数不随时间、空间的变化而变化或缓慢 变化。（可等效为一个线性时不变网络来分析）
随参信道
信道的参数随时间、空间的变化快速、随机的变 化。
第2章 信道
消 息
信号
信 源
发 送 设 备
信 道
噪声
接 收 设 备
信 宿
发送端
接收端
通信系统模型
信道
信道：信号传输的通道（媒介）。
信道
狭义信道 广义信道
狭义信道：传输媒介 广义信道：传输媒介及有关的设备
狭义信道
架空明线
有线信道
对称电缆
同轴电缆
光纤
无线信道
狭义信道
有线信道
中长波地波
脉宽调制PDM(PWM) 脉位调制PPM 脉码调制PCM 增量调制DM 差分脉码调制DPCM
其 他 语 言 编 码 方 式 中低速数字电话 ADPCM、 APC、 LPC
按信号复用方式分类
频分复用（FDM）：Frequency Division Multiplexing 模拟通信的基本形式 时分复用（TDM）：Time Division Multiplexing 数字通信的基本形式 波分复用（WDM）：Wave Division Multiplexing
（连续信道） 随参信道
信号的传输媒质
恒参信道
编码信道
（离散信道）
有记忆编码信道
无记忆编码信道
3.2 调制信道模型
输入端和输出端； 信号通过信道具有一定的延迟时间，而且 还会受到(固定或时变的)损耗； 绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加 定理； 即使没有信号输入，在信道输出端仍有一 定的功率输出。