通信原理 參考答案doc【蒼松教學(xué)】

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1、 第一章 概論 1.4 信息量的定義是什么？信息量的單位是什么？ 答： 設(shè)消息𝑥的概率為𝑃(𝑥)，其信息量𝐼(𝑥)定義為𝐼(𝑥) = ? log𝑎 𝑃(𝑥)。當(dāng)𝑎 = 2時(shí)，信息量單位為比特（bit）； 當(dāng)𝑎 = 𝑒時(shí)，信息量單位為奈特（nat）；當(dāng)𝑎 = 10時(shí)，信息量單位為哈特萊（hartley）。 1.6 信源編碼的目的是什么？信道編碼的目的是什么？ 答

2、： 信源編碼的目的是提高信號(hào)表示的有效性。信道編碼的目的是提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴? 1.7 何謂調(diào)制？調(diào)制的目的是什么？ 答： 對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整就是調(diào)節(jié)。調(diào)制的目的是使經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)適合信道的傳輸特性。 1.8 數(shù)字通信系統(tǒng)有哪些性能指標(biāo)？ 答： 主要有傳輸速率、錯(cuò)誤率、頻帶利用率和能量利用率。 1.9 信道有哪些傳輸特性？ 答： 噪聲特性、頻率特性、線(xiàn)性特性和時(shí)變特性等。 1.13 何謂多徑效應(yīng)？ 答： 信號(hào)經(jīng)過(guò)多條路徑到達(dá)接收端，而且每條路徑的時(shí)延和衰減不盡相同，造成接收端的信號(hào)幅度和隨機(jī) 變化，這一現(xiàn)象稱(chēng)為多徑效應(yīng)。 1.14 電磁波有哪幾種傳播方式？ 答：

3、 電磁波有地波傳播、天波傳播和視線(xiàn)傳播三種傳播方式。 1.16 什么快衰落？什么是慢衰落？ 答： 由多徑效應(yīng)引起的衰落稱(chēng)為快衰落，由單一路徑上季節(jié)、晝夜、氣候等變化引起的衰落稱(chēng)為慢衰落。 1.17 信道中的噪聲有哪幾種？ 答： 按照來(lái)源分類(lèi)，信道中的噪聲可分為人為噪聲和自然噪聲兩大類(lèi)。按照性質(zhì)分類(lèi)，信道中的噪聲可分 為脈沖噪聲、窄帶噪聲和起伏噪聲三類(lèi)。 1.18 熱噪聲是如何產(chǎn)生的？ 答： 熱噪聲是由電阻性元器件中自由電子的布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。 第三章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 3.1 調(diào)制的目的是什么？ 答： 一是通過(guò)調(diào)制可以把基帶信號(hào)的頻譜搬移到載波頻率附近；二是通過(guò)調(diào)制可

4、以提高信號(hào)通過(guò)信道傳輸 時(shí)的抗干擾能力。 3.2 模擬調(diào)制可以分為哪幾類(lèi)？ 答： 兩大類(lèi)：線(xiàn)性調(diào)制和非線(xiàn)性調(diào)制。 3.3 線(xiàn)性調(diào)制有哪幾種？ 答： 幅度調(diào)制、雙邊帶調(diào)制、單邊帶調(diào)制和殘留邊帶調(diào)制。 3.4 非線(xiàn)性調(diào)制有哪幾種？ 答： 頻率調(diào)制和相位調(diào)制。 3.5 振幅調(diào)制和雙邊帶調(diào)制的區(qū)別何在？?jī)烧叩囊颜{(diào)信號(hào)帶寬是否相等？ 答： 振幅調(diào)制的調(diào)制信號(hào)包含有直流分量，故已調(diào)信號(hào)含有載頻分量。而雙邊帶調(diào)制的一條信號(hào)不含直流 分量，故已調(diào)信號(hào)也就不含載頻分量。兩者的已調(diào)信號(hào)帶寬相等，均為調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍。 3.6 雙邊帶語(yǔ)音信號(hào)的帶寬是否等于單邊帶語(yǔ)音信號(hào)帶寬的兩倍？

5、 答： 是兩倍。 3.9 試寫(xiě)出頻率調(diào)制和相位調(diào)制信號(hào)的表示式。 答： 𝑠FM(𝑡) = 𝐴 cos[𝜔0𝑡 + 𝑘FM ∫ 𝑚(𝑡)𝑑𝑡 + 𝜑0] 𝑠PM(𝑡) = 𝐴 cos[𝜔0𝑡 + 𝜑0 + 𝑘PM𝑚(𝑡)] 3.10 什么是頻率調(diào)制的調(diào)制指數(shù)？ 《通信

6、原理（A）》第三章 思考題及其解 2 答： 調(diào)制信號(hào)可能產(chǎn)生的最大相位偏移。 3.11 試寫(xiě)出頻率調(diào)制信號(hào)的帶寬近似表示式。 答： 𝐵FM ≈ 2(1 + 𝑚FM)𝑓𝑚 = 2𝑓𝑚 + 2Δ𝑓 3.12 試述角度調(diào)制的主要優(yōu)點(diǎn)。 答： 角度調(diào)制的抗干擾能力較強(qiáng)。 第四章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 4.1 模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后，是否成為取值離散的信號(hào)了？ 答： 否。抽樣只是使信號(hào)的自變量時(shí)間離散，而信號(hào)的取值并不離散。 4.2 對(duì)于低通模擬信號(hào)而言，為了能無(wú)失

7、真地恢復(fù)，抽樣頻率和其帶寬有什么關(guān)系？ 答： 抽樣頻率應(yīng)不小于模擬信號(hào)最高頻率的兩倍。 4.3 何謂奈奎斯特抽樣速率和奈奎斯特抽樣間隔？ 答： 模擬信號(hào)最高頻率的兩倍，稱(chēng)為奈奎斯特抽樣速率，相應(yīng)的最小抽樣時(shí)間間隔稱(chēng)為奈奎斯特抽樣間隔。 4.4 發(fā)生頻譜混疊的原因是什么？ 答： 抽樣頻率低于奈奎斯特抽樣速率。 4.5 對(duì)于帶通信號(hào)而言，若抽樣頻率高于圖4.2.5 所示曲線(xiàn)，是否能保證不發(fā)生頻譜混疊？ 答： 不能保證。 4.6 PCM 語(yǔ)音通信通常用的標(biāo)準(zhǔn)抽樣頻率等于多少？ 答： 8 kHz。 4.7 信號(hào)量化的目的是什么？ 答： 模擬信號(hào)取值離散化。 4.8

8、非均勻量化有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答： 改善小信號(hào)時(shí)的信號(hào)量噪比。 4.9 在𝐴壓縮律特性中，若選用𝐴 = 1，將得到什么壓縮效果？ 答： 若選用𝐴 = 1，將無(wú)壓縮效果。 4.10 在𝜇壓縮律中，若選用𝜇 = 0，將得到什么壓縮效果？ 答： 若選用𝜇 = 0，將無(wú)壓縮效果。 4.11 我國(guó)采用的語(yǔ)音量化標(biāo)準(zhǔn)，是𝐴律還是𝜇律？ 答： 𝐴律。 4.12 在PCM 系統(tǒng)中，為什么常用折疊碼進(jìn)行編碼？ 答： 誤碼引起的影響較小。 4.13

9、 何謂信號(hào)量噪比？有無(wú)辦法消除它（量噪）？ 答： 信號(hào)功率與量化噪聲功率之比稱(chēng)為信號(hào)量噪比。量化噪聲是量化的必要代價(jià)，無(wú)法消除。 4.14 在PCM 系統(tǒng)中，信號(hào)量噪比和信號(hào)（系統(tǒng)）帶寬有什么關(guān)系？ 答： 信號(hào)量噪比隨信號(hào)帶寬的增大而增大。 第五章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸 5.2 試述雙極性波形的優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 優(yōu)點(diǎn)：0-1 等概率時(shí)沒(méi)有直流分量；信號(hào)功率是單極性的一半；判決電平與接收信號(hào)電平波動(dòng)無(wú)關(guān)。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)略復(fù)雜。 5.3 試述 HDB3 碼的編碼規(guī)則及其優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 編碼規(guī)則：HDB3為一種雙極性碼，0 用“無(wú)極性”電平表示，1 交替用“正極性”和“

10、負(fù)極性”電平表示；連續(xù)4 個(gè)0，第4 個(gè)0 變?yōu)闃O性V 碼，V 碼極性交替；若無(wú)法保證極性相同，則第1 個(gè)0 變換成極性B 碼。 優(yōu)點(diǎn)：有豐富的位定時(shí)信息；缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)略復(fù)雜。 5.4 試述雙相碼的優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 優(yōu)點(diǎn)：位定時(shí)信息易提取，0-1 等概率時(shí)無(wú)直流分量。缺點(diǎn)：帶寬較寬。 5.5 隨機(jī)脈沖信號(hào)序列的功率譜中連續(xù)譜和離散譜分別有什么特點(diǎn)？離散譜有什么特殊的功用？何種 信號(hào)中沒(méi)有離散譜？ 答： 連續(xù)譜是信號(hào)的隨機(jī)分量，離散譜是信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量。離散譜可被用以提取位定時(shí)信息。雙極性信號(hào)𝑔(𝑡) = ?𝑔(𝑡)且等概

11、率出現(xiàn)，則沒(méi)有離散譜。 5.6 何謂碼間串?dāng)_？它產(chǎn)生的原因是什么？是否只在相鄰的兩個(gè)碼元之間才有碼間串?dāng)_？ 答： 相鄰碼元的相互重疊稱(chēng)為碼間串?dāng)_。碼間串?dāng)_產(chǎn)生的原因是系統(tǒng)傳輸特性的不理想。碼間串?dāng)_不只在兩個(gè)碼元之間才有。 5.7 基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)滿(mǎn)足什么條件時(shí)才不會(huì)引起碼間串?dāng)_？ 答： 傳輸函數(shù)滿(mǎn)足奈奎斯特準(zhǔn)則就不會(huì)引起碼間串?dāng)_，即傳輸函數(shù)是實(shí)函數(shù)并且在𝑓 = 𝑊處奇對(duì)稱(chēng)。 5.8 何謂奈奎斯特準(zhǔn)則？何謂奈奎斯特速率？ 答： 當(dāng)傳輸函數(shù)為實(shí)函數(shù)并且𝑓 = 𝑊處奇對(duì)稱(chēng)，那么系統(tǒng)就不會(huì)引起碼間串?dāng)_。這稱(chēng)為奈奎斯

12、特準(zhǔn)則。一個(gè)低通傳輸系統(tǒng)能夠達(dá)到的最高速率為帶寬的兩倍，這一速率稱(chēng)為奈奎斯特速率。 5.9 何謂“滾降”？為什么在設(shè)計(jì)時(shí)常常采用滾降特性？ 答： 低通濾波器的過(guò)渡帶邊沿緩慢下降稱(chēng)為滾降。具有滾降特性的低通濾波器，雖然不是理想濾波器，但是仍能達(dá)到奈奎斯特速率，所以滾降特性被經(jīng)常采用。 5.10 何謂部分響應(yīng)波形？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答： 系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的某些抽樣時(shí)刻有碼間串?dāng)_但可控，而其他抽樣時(shí)刻上沒(méi)有碼間串?dāng)_，這樣的波形稱(chēng)為部分響應(yīng)波形。優(yōu)點(diǎn)是在不增加帶寬的前提下，利用有碼間串?dāng)_的波形仍然能達(dá)到奈奎斯特速率。 缺點(diǎn)是需采用相關(guān)電平編碼，這增加了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。 5.11 何謂

13、雙二進(jìn)制波形？它和部分響應(yīng)波形有什么關(guān)系？ 答： 用雙極性編碼的二進(jìn)制波形稱(chēng)為雙二進(jìn)制波形。第I 類(lèi)部分響應(yīng)波形采用的是雙二進(jìn)制波形。 5.12 在圖5.6.9 中，可以將圖(a)變成圖(b)依據(jù)的是什么原理？ 答： 線(xiàn)性系統(tǒng)級(jí)聯(lián)，交換個(gè)子系統(tǒng)的先后級(jí)聯(lián)順序，不改變體統(tǒng)的傳輸特性。 5.13 試問(wèn)在第I 類(lèi)部分響應(yīng)系統(tǒng)中信道傳輸?shù)男盘?hào)有幾種電平？ 答： 三種電平：𝐶𝑘 = {0, +2, ?2}。 5.14 哪種部分響應(yīng)波形中不含直流分量？ 答： 第IV 類(lèi)和第V 類(lèi)。 5.15 何謂眼圖？它有什么功用？在示波器的X 軸和Y 軸上加入什么

14、電壓才能觀看眼圖？ 答： 用示波器顯示的基帶傳輸信號(hào)的波形多構(gòu)成的圖形稱(chēng)為眼圖。眼圖可顯示傳輸系統(tǒng)性能缺陷對(duì)于基帶數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽Ｔ谑静ㄆ鞯腦 軸上加入一個(gè)鋸齒波，Y 軸上加入接收信號(hào)的碼元序列，才能觀看眼圖。 5.16 克服碼間串?dāng)_的方法是什么？能否用增大信噪比的方法克服碼間串?dāng)_？為什么？ 答： 克服碼間串?dāng)_的方法是在接收端插入一個(gè)均衡器。增大信噪比的方法無(wú)助于克服碼間串?dāng)_。因?yàn)樵谛诺罒o(wú)噪聲的情況下碼間串?dāng)_依然可能存在。 5.17 何謂均衡器？為什么常用橫向?yàn)V波器作為均衡，而不用由電感和電容組成的濾波器？ 答： 碼間串?dāng)_是由傳輸系統(tǒng)特性不理想引起的，這可在系統(tǒng)中插入一種濾

15、波器來(lái)補(bǔ)償，這種濾波器稱(chēng)為均衡器。用橫向?yàn)V波器作為均衡器，容易實(shí)現(xiàn)均衡器特性的自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)信道特性的變化。而采用由電感和電容組成的濾波器，參數(shù)調(diào)整比較復(fù)雜，所以通常不被采用。 5.18 何謂迫零調(diào)整法？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答： 在輸出中除了所需碼元的抽樣值外，令輸出中其他前后的抽樣值均為0。用這一方法來(lái)調(diào)整橫向?yàn)V波器 的系數(shù)，稱(chēng)為迫零法。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：沒(méi)有考慮噪聲的影響；迫零法是一種有限濾波器，(2𝑁 + 1)范 圍外引起的串?dāng)_未予考慮。 第六章 基本數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 6.1 何謂帶通調(diào)制？帶通調(diào)制的目的是什么？ 答： 將基帶數(shù)字信號(hào)調(diào)制到一個(gè)載

16、波上，使載波的一個(gè)或幾個(gè)參量上載有基帶數(shù)字信號(hào)的信息，這樣的調(diào) 制稱(chēng)為帶通調(diào)制。帶通調(diào)制的目的是使已調(diào)信號(hào)的頻譜位置適合在給定的帶通信道中傳輸。 6.2 何謂線(xiàn)性調(diào)制？何謂非線(xiàn)性調(diào)制？ 答： 線(xiàn)性調(diào)制的已調(diào)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)和原基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)基本相同，主要是所占用的頻率位置發(fā)生搬移。 非線(xiàn)性調(diào)制的已調(diào)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)和原基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)完全不同，已不僅僅是簡(jiǎn)單地頻譜搬移，在已調(diào) 信號(hào)頻譜中會(huì)出現(xiàn)許多新的頻率分量。 6.5 何謂相干接收？何謂非相干接收？ 答： 接收端需用一個(gè)與發(fā)送端同頻同相的相干載波與接收信號(hào)做乘法，這種接收方法稱(chēng)為相干接收。若不 需要相干載波的接收方法稱(chēng)為非相

17、干接收。 6.6 試問(wèn)2ASK 信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)分別有幾種方法？ 答： 調(diào)制方法有相乘法和開(kāi)關(guān)法等；解調(diào)方法有非相干解調(diào)——包絡(luò)檢波法和相干解調(diào)法等。 6.7 試問(wèn)2ASK 信號(hào)的帶寬和其基帶信號(hào)的帶寬有何關(guān)系？ 答： 2ASK 信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的兩倍。 6.8 試問(wèn)2FSK 信號(hào)屬于線(xiàn)性調(diào)制還是非線(xiàn)性調(diào)制？ 答： 2FSK 屬于非線(xiàn)性調(diào)制。 6.9 試問(wèn)2FSK 信號(hào)相鄰碼元的相位是否連續(xù)與其產(chǎn)生方法有何關(guān)系？ 答： 2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生方法主要有兩種：調(diào)頻法和開(kāi)關(guān)法。有調(diào)頻法產(chǎn)生的2FSK 信號(hào)相鄰碼元相位是連續(xù) 的，而開(kāi)關(guān)法產(chǎn)生的2FSK 信號(hào)由兩個(gè)獨(dú)立

18、的頻率源產(chǎn)生，相鄰碼元的相位一般情況下是不連續(xù)的。 6.10 試問(wèn)2FSK 信號(hào)的帶寬和其基帶鍵控信號(hào)帶寬之間有什么關(guān)系？ 答： Δ𝑓2FSK = |𝑓1 ? 𝑓0| + 2𝑓𝑐，其中𝑓0和𝑓1為2FSK 的兩個(gè)載波頻率，𝑓𝑐為基帶鍵控信號(hào)的帶寬。 6.11 試問(wèn)常用的2FSK 解調(diào)方法是相干解調(diào)還是非相干解調(diào)？為什么？ 答： 2FSK 信號(hào)常采用非相干解調(diào)方法。因?yàn)榉窍喔山庹{(diào)無(wú)需本地載波，實(shí)現(xiàn)成本較低，而抗信道干擾和信 道噪聲的能力也挺

19、強(qiáng)。 6.12 試問(wèn)2PSK 信號(hào)相鄰碼元間的波形是否連續(xù)和什么因素有關(guān)？ 答： 載波頻率和碼元速率之間的關(guān)系決定了2PSK 信號(hào)相鄰碼元之間的波形是否連續(xù)。 6.13 試問(wèn)2PSK 信號(hào)是否必須用相干解調(diào)法接收？ 答： 是的。2PSK 沒(méi)有非相干解調(diào)方法。 6.14 試問(wèn)2PSK 信號(hào)是否適用于遠(yuǎn)距離傳輸？為什么？ 答： 不適合。2PSK 的解調(diào)方法是相干解調(diào)，接收機(jī)需要從接收到的信號(hào)中提取解調(diào)用的本地載波，而這很 容易受信道干擾和信道噪聲的影響。 6.15 試述2DPSK 的優(yōu)缺點(diǎn)？ 答： 2DPSK 最主要的優(yōu)點(diǎn)是它克服了2PSK 相位模糊的問(wèn)題。主要缺點(diǎn)與2P

20、SK 類(lèi)似，其易受信道干擾和信道噪聲的影響。 6.16 試問(wèn)2DPSK 信號(hào)相鄰碼元波形是否連續(xù)和什么因素有關(guān)？ 答： 除了與2PSK 類(lèi)似的因素外，2DPSK 信號(hào)相鄰碼元波形是否連續(xù)還和基帶信號(hào)跳變有關(guān)。 6.17 試問(wèn)2DPSK 信號(hào)有幾種解調(diào)方法？是比較其優(yōu)缺點(diǎn)。 答： 兩種：相位比較法和極性比較法。相位比較法的兩路相乘信號(hào)均有噪聲，而極性比較法的本地載波沒(méi) 有噪聲，所以極性比較法的性能略?xún)?yōu)于相位比較法。不過(guò)，極性比較法需要從接受信號(hào)中提取相干載波， 所以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。 6.18 試問(wèn)2PSK 信號(hào)和2ASK 信號(hào)之間有什么關(guān)系？ 答： 兩種信號(hào)的功率譜相似，只是2

21、ASK 信號(hào)多了對(duì)應(yīng)載波的離散譜分量。2PSK 信號(hào)可以看成是抑制載波 的2ASK 信號(hào)，也可看成是兩個(gè)載波相反的2ASK 信號(hào)。兩者的帶寬相等。 6.19 試問(wèn)為什么相干接收的誤碼率比非相干接收的誤碼率低？ 答： 由各種鍵控方式的誤碼率公式和誤碼率曲線(xiàn)可知，相干接收的誤碼率低于非相干接收的誤碼率。 6.20 試按誤碼率高低次序排列各種二進(jìn)制鍵控和解調(diào)方式。 答： 非相干2ASK，相干2ASK，非相干2FSK，相干ASK，非相干2DPSK，相干2DPSK，相干2PSK。 6.21 試問(wèn)QPSK 和2ASK 信號(hào)時(shí)間有什么關(guān)系？ 答： QPSK 信號(hào)可以看成是4 個(gè)同幅度、同

22、頻率、不同相位的4 個(gè)2ASK 信號(hào)的疊加。 6.22 試問(wèn)是否任何APK 信號(hào)都是QAM 信號(hào)？ 答： APK 信號(hào)就是QAM 信號(hào)。 6.23 試問(wèn)16QAM 信號(hào)有幾種產(chǎn)生方法？ 答： 主要有兩種：正交調(diào)幅法和復(fù)合相移法。_ 第七章 同步 7.1 何謂載波同步？試問(wèn)在什么情況下需要載波同步？ 答： 本地載波和接收信號(hào)的頻率和相位的同步稱(chēng)為載波同步。在接收端作相干解調(diào)時(shí)需要載波同步。 7.2 試問(wèn)插入導(dǎo)頻法載波同步有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 答： 不增加頻譜資源；但需要消耗功率資源。 7.3 試問(wèn)那類(lèi)信號(hào)頻譜中沒(méi)有離散載頻分量？ 答： 無(wú)直流分量的基帶信號(hào)經(jīng)調(diào)制后就沒(méi)有離散載頻分量，如SSB、VSB、2PSK 等信號(hào)。 7.7 試問(wèn)對(duì)載波同步的性能有哪些要求？ 答： 載波同步精度，同步建立時(shí)間，同步保持時(shí)間。 8 教育專(zhuān)業(yè)b