通信原理第六版樊昌信曹麗娜第六版課后思考題及習題答案第六章答案已補齊

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1、第一章 緒論 1.1以無線廣播和電視為例，說明圖1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具體內(nèi)容是什么 在無線電廣播中，信息源包括的具體內(nèi)容為從聲音轉(zhuǎn)換而成的原始電信號，收信者中包括的具體內(nèi)容就是從復原的原始電信號轉(zhuǎn)換乘的聲音；在電視系統(tǒng)中，信息源的具體內(nèi)容為從影像轉(zhuǎn)換而成的電信號。收信者中包括的具體內(nèi)容就是從復原的原始電信號轉(zhuǎn)換成的影像；二者信道中包括的具體內(nèi)容分別是載有聲音和影像的無線電波 1.2何謂數(shù)字信號，何謂模擬信號，兩者的根本區(qū)別是什么 數(shù)字信號指電信號的參量僅可能取有限個值；模擬信號指電信號的參量可以取連續(xù)值。他們的區(qū)別在于電信號參量的取值是連續(xù)的還是離散可數(shù)的 1.3

2、何謂數(shù)字通信，數(shù)字通信有哪些優(yōu)缺點 傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)；優(yōu)缺點： 1.抗干擾能力強；2.傳輸差錯可以控制；3.便于加密處理，信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄栽絹碓街匾?，?shù)字通信的加密處理比模擬通信容易的多，以話音信號為例，經(jīng)過數(shù)字變換后的信號可用簡單的數(shù)字邏輯運算進行加密，解密處理；4.便于存儲、處理和交換；數(shù)字通信的信號形式和計算機所用的信號一致，都是二進制代碼，因此便于與計算機聯(lián)網(wǎng)，也便于用計算機對數(shù)字信號進行存儲，處理和交換，可使通信網(wǎng)的管理，維護實現(xiàn)自動化，智能化；5.設(shè)備便于集成化、微機化。數(shù)字通信采用時分多路復用，不需要體積較大的濾波器。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路

3、，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實現(xiàn)，因此體積小，功耗低；6.便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)。采用數(shù)字傳輸方式，可以通過程控數(shù)字交換設(shè)備進行數(shù)字交換，以實現(xiàn)傳輸和交換的綜合。另外，電話業(yè)務和各種非話務業(yè)務都可以實現(xiàn)數(shù)字化，構(gòu)成綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)；缺點：占用信道頻帶較寬。一路模擬電話的頻帶為4KHZ帶寬，一路數(shù)字電話約占64KHZ。 1.4數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型中的各組成部分的主要功能是什么 數(shù)字通行系統(tǒng)的模型見圖1-4所示。其中信源編碼與譯碼功能是提高信息傳輸?shù)挠行院瓦M行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信道編碼和譯碼功能是增強數(shù)字信號的抗干擾能力；加密與解密的功能是保證傳輸信息的安全；數(shù)字調(diào)制和解調(diào)功能是把數(shù)字

4、基帶信號搬移到高頻處以便在信道中傳輸；同步的功能是在首發(fā)雙方時間上保持一致，保證數(shù)字通信系統(tǒng)的有序，準確和可靠的工作。 1-5按調(diào)制方式，通信系統(tǒng)分類？ 根據(jù)傳輸中的信道是否經(jīng)過調(diào)制，可將通信系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和帶通傳輸系統(tǒng)。 1-6 按傳輸信號的特征，通信系統(tǒng)如何分類？ 按信號特征信道中傳輸?shù)男盘柨煞譃槟M信號和數(shù)字信號，相應的系統(tǒng)分別為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 1-7按傳輸信號的復用方式，通信系統(tǒng)如何分類？ 頻分復用，時分復用，碼分復用。 1-8單工，半雙工及全雙工通信方式是按什么標準分類的？解釋他們的工作方式并舉例說明 他們是按照消息傳遞的方向與時間關(guān)系分類。單工通

5、信是指消息只能單向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑ㄐ烹p方只有一個進行發(fā)送，另一個只能接受，如廣播，遙測，無線尋呼等。半雙工通信指通信雙方都能進行收發(fā)信息，但是不能同時進行收發(fā)的工作方式，如使用統(tǒng)一載頻的普通對講機。全雙工通信是指通信雙方能同時進行收發(fā)消息的工作方式，如電話等。 1-9通信系統(tǒng)的主要性能指標是什么？ 分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸是將代表信息的數(shù)字信號碼元以組成的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸，其優(yōu)勢是傳輸速度快，無需附加設(shè)備就能實現(xiàn)收發(fā)雙方字符同步，缺點是成本高，常用于短距離傳輸。串行傳輸是將代表信息的數(shù)字碼元以串行方式一個碼元接一個碼元地在信道上傳輸，其優(yōu)點是成本低，缺點是

6、傳輸速度慢，需要外加措施解決收發(fā)雙方碼組或字符同步，常用于遠距離傳輸。 1-10通信系統(tǒng)的主要性能指標是有哪些？ 通信系統(tǒng)的主要性能指標涉及有效性、可靠性、適應性、經(jīng)濟性、標準性、可維護性等。其中有效性和可靠性是主要性能指標，在模擬通信系統(tǒng)有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度，數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用傳輸速率和頻帶利用率來衡量。具體誤差率指標有誤碼率Pe、誤信率Pb。 1-11衡量數(shù)字通信系統(tǒng)有效性和可靠性的性能指標有哪些？ 有效性用傳輸速率和頻帶利用率來衡量，可靠性用差錯率來衡量，差錯率有誤碼率，誤信率。 1-12何謂是碼元速率和信息速率？

7、他們之間的關(guān)系如何？ 碼元速率定義為每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位為波特；信息速率定義為每秒鐘傳送的信息量，單位是bit/s。 1-13何謂誤碼率和誤信率？它們之間關(guān)系如何? 誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率。指錯誤的碼元數(shù)在傳輸碼元數(shù)中所占的比例，Pe=錯誤碼元數(shù)/傳輸總碼元數(shù)。 誤信率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被丟失的概率。指錯誤接收地比特數(shù)在傳輸總比特數(shù)中占得比例Pb=錯誤比特數(shù)/傳輸總比特數(shù)。 它們是描述差錯率的兩種不同表述。在二進制中，二者數(shù)值相等。 1-14消息中包含的信息量與以下哪些因素有關(guān)？ A消息出現(xiàn)概B消息的種類C消息的重要程度。

8、 第二章 確知信號 1.何為確知信號？ 答：確知信號是指其取值在任何時間都是確定的和預知的信號。 2.試分別說明能量信號和功率信號的特性。 答：能量信號的其能量為有限的正值，但其功率等于零；功率信號其能量為無窮大，其平均功率為有限值。 3.試用語言描述單位沖擊函數(shù)的定義。 答：單位沖擊函數(shù)是寬度趨于零，幅度趨于無窮大，積分面積為1的理想信號。 4.試描述信號的四種頻率特性分別適用于何種信號。 答：功率信號的頻譜適合于功率有限的周期信號；能量信號的頻譜密度適合于能量信號；能量信號的能譜密度適合于能量信號；功率信號的功率頻譜適合于功率信號。 5.頻譜密度S（f）和頻

9、譜C（jnw。）的量綱分別是什么。 答：分別為伏特/赫茲和伏特。 6．自相關(guān)函數(shù)有哪些性質(zhì)？ 答：（1）自相關(guān)函數(shù)是偶函數(shù)。（2）與信號的能譜密度函數(shù)或功率譜密度函數(shù)是傅立葉變換對的關(guān)系。3當I=0時,R(0)等于信號的平均功率或信號的能量 第三章 隨機過程 1.什么是寬平穩(wěn)隨機過程？什么是嚴平穩(wěn)隨機過程？它們之間有什么關(guān)系？ 答：寬平穩(wěn)隨機過程：若一個隨機過程的數(shù)學期望與時間無關(guān)，而其相關(guān)函數(shù)僅與時間間隔相關(guān)稱之為寬平穩(wěn)隨機過程。 嚴平穩(wěn)隨機過程：若一個隨即過程任何的n維分布函數(shù)或概率密度函數(shù)與時間起點無關(guān)，則之為嚴平穩(wěn)隨機過程。

10、 一個嚴平穩(wěn)隨機過程，只要他的均值有界則必然是寬平穩(wěn)的；反之不然。 2.平穩(wěn)隨機過程的自然相關(guān)函數(shù)具有什么特點？ 答：平穩(wěn)隨機過程的自然相關(guān)函數(shù)與時間起點無關(guān)，只與時間間隔有關(guān)，而且是偶函數(shù)。 3.什么是高斯噪聲？什么是白噪聲？它們各有什么特點？ 答：高斯噪聲：概率密度函數(shù)符合正態(tài)分布的噪聲。 高斯噪聲的特點：它的n維分布僅由各隨機變量的數(shù)學期望、方差和兩兩之間的歸一化協(xié)方差函數(shù)決定。若高斯噪聲是寬平穩(wěn)，則也是嚴平穩(wěn)的。若隨機變量之間互不相關(guān)，則也是統(tǒng)計獨立的。 白噪聲：功率譜密度在整個頻域內(nèi)均勻分布的噪聲，屬于一種理想寬帶過程。 白噪聲的特點：白噪聲只在tao=0時才是相關(guān)的

11、，而在其他任意時刻上的隨機變量都不相關(guān)。 4.什么是窄帶隨機過程？它的頻譜和時間波形有什么特點？ 答：如果隨機過程的頻譜密度分布在一個遠離零頻的很窄的頻率范圍內(nèi)，則稱其為窄帶隨即過程。其頻譜分布特點是帶寬遠小于中心頻率，時間波形上的特點是呈現(xiàn)出包絡和相位隨機緩慢變化的正弦波。 5.什么是窄高斯噪聲？他在波形上有什么特點？它的包絡和相位各服從什么概率分布？ 答：窄帶高斯噪聲：若一個高斯噪聲滿足窄帶條件，即其帶寬遠遠小于中心頻率，而且中心平率偏離零頻很遠，則稱之為窄帶高斯噪聲。 其波形上的特點是包絡和相位都像一個緩慢變化的正弦波。 其包絡的一維分布服從瑞利分布，其相位的一維分布服從均勻

12、分布。 6.何為高斯白噪聲？它的概率密度函數(shù)、功率頻譜密度如何表示？ 答：如果白噪聲取值的概率密度分布服從高斯分布，則稱之為高斯白噪聲，其概率密度函數(shù)為高斯函數(shù)，其功率譜密度為常數(shù)。 7.不相關(guān)、統(tǒng)計獨立、正交的含義各是什么？他們之間的關(guān)系如何？ 答：如果兩個隨機變量的協(xié)方差函數(shù)為零，則稱他們不相關(guān)；如果兩個隨機變量的聯(lián)合概率密度等于它們各自概率密度的乘積，則稱他們統(tǒng)計獨立。如果兩個隨機變量的互相關(guān)函數(shù)為零，則稱他們正交。兩個均值為零的隨機變量如果統(tǒng)計獨立，則一定是正交及不相關(guān)；兩個均值為零的隨機變量正交與不相關(guān)等價。 第四章 信道 4.1無線信道有哪些種 無線通訊更具通訊距離，

13、頻率和位置的不同，分為地波、天波和視距傳播和散射傳播等 4.2 地波傳播距離能達到多遠 他適用在什么頻段 地波傳播在數(shù)百米到數(shù)千千米，應用與低頻和甚低頻，大約2MHZ 4.3天波傳播距離能達到多遠 他適用在什么頻段 天波傳播能達到一萬千米以上，應用于高頻，2MHZ-30MHZ 4.4 視距傳播距離和天線高度有什么關(guān)系 天線高度越高，視距傳播的距離越遠，其具體關(guān)系為H=D^2/50 其中H 為天線高度，單位為米，D為視距傳播距離，單位為千米 4.5散射傳播有哪些種 各適用在什么頻段 散射傳播分為電離層散射、對流散射和流星余跡散射。電離層散射發(fā)生在3OMHZ~60MHZ 對流層散射

14、發(fā)生在100MHZ~4000MHZ；；流星余跡散射發(fā)生在30MHZ~100MHZ 4.6何為多徑效應 多徑傳播對信號的影響稱為多徑效應 4.7什么事快衰落 設(shè)么是慢衰落 由多徑效應引起的衰落稱為快衰落；由信號路徑上由于季節(jié)，日夜，天氣等變化引起的信號衰落稱為慢衰落 4.8何謂恒參信道 何謂隨參信道 他們分別對信號傳輸有哪些主要影響 信道特性基本上不隨時間變化或者變化很慢稱為恒參信道；信道特性隨機變化的信道稱為隨機信道；恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懣梢酝耆?，而隨參信道對信號傳輸?shù)挠绊懼荒茉诮y(tǒng)計平均的意義下消除 4.9何謂加性干擾 何謂乘性干擾 不論信號有無都存在的噪聲稱為加性干

15、擾；隨信號大小變化的干擾稱為乘性干擾 4.10有線電信道有哪些種 傳輸電信號的有線信道有明線、對稱電纜和同軸電纜 4.11 何謂階躍型光纖 何謂梯度型光纖 折射率在兩種介質(zhì)中均勻不變，僅在邊界處發(fā)生突變的光纖稱為階躍光纖；纖芯折射率延半徑增大方向逐漸減小的光纖稱為梯度型光纖 4.12何謂多模光纖 何謂單模光纖 有多種光線傳播路徑的光纖稱為多模光纖；只有一種光線傳播路徑的光纖稱為單模光纖 4.13 適合在光纖中傳播的光波波長有那幾個 1.31UM 1.55UM 4.14信道中的噪聲有哪幾種 信道中得噪聲可以分為脈沖噪聲、窄帶噪聲、起伏噪聲 4.15熱噪聲是如何產(chǎn)生

16、的 熱噪聲起源于一切電阻性元器件中得電子熱運動 4.16信道模型有哪幾種 信道可以分為離散信道和連續(xù)信道 4.17試述信道容量的定義 信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⒘? 4.18試寫出連續(xù)信道容量的表達式 由此式看出信道容量的大小決定于哪些參量 連續(xù)信道的信道容量計算式為Ct=Blog2(1+S/N)(b/s)，可以看出信道容量與信道的帶寬B，信號的平均功率S和噪聲的平均功率N有關(guān)。 第五章 模擬調(diào)制系統(tǒng) 1、何為調(diào)制? 調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用是什么？ 所謂調(diào)制就是把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。作用：1將基帶信號變換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號2實現(xiàn)信

17、道的多路復用3改善系統(tǒng)抗噪聲性能。 2、什么是線性調(diào)制？常見的線性調(diào)制有哪些？ 正弦載波的幅度隨調(diào)制信號做線性變化的過程。從頻譜上說，已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)與基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是頻率位置發(fā)生變化。常見的線性調(diào)制有調(diào)幅，雙邊帶，單邊帶和殘留邊帶調(diào)制。 3、AM信號的波形和頻譜有哪些特點？ AM波的包絡與調(diào)制信號的形狀完全一樣；AM信號的頻譜有載頻分量、上邊帶下邊帶三部分組成。上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)和原調(diào)制信號的頻率結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。 4 與未調(diào)載波的功率相比，AM信號在調(diào)制過程中功率增加了多少？ 增加了調(diào)制信號的功率 5、為什么要抑制載波？相對AM信號來說，抑制載波的雙

18、邊帶信號可以增加多少功效? 抑制載波可以提高調(diào)制效率；對于抑制載波的雙邊帶，可以使其調(diào)制效率由三分一提高到1 6、SSB的產(chǎn)生方法有哪些？各有何技術(shù)難點？ SSB信號的產(chǎn)生方式可以分為濾波法和相移法。濾波法的技術(shù)難點是邊帶濾波器的制作。相移法的難點是寬帶移相網(wǎng)絡的制作。 7、VSB濾波器的傳輸特性應滿足什么條件？為什么？ 殘留邊帶濾波器的特性H（w）在+-wc處必須具有互補對稱性，相干解調(diào)時才能無失真的從殘留邊帶中恢復所需要的調(diào)制信號。 8 如何比較兩個模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同？為什么？ 比較兩個模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能要綜合考慮帶寬和信號和噪聲功率比。 9、DSB調(diào)制

19、系統(tǒng)和SSB調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能是否相同，為什么 相同。如果解調(diào)器的輸入噪聲功率密度相同，輸入信號功率也相同，則單邊帶和雙邊帶在解調(diào)器輸出的信噪比是相等的。 10 什么是頻率調(diào)制？什么是相位調(diào)制？兩者關(guān)系如何？ 所謂頻率調(diào)制FM是指瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號成比例變化；所謂相位調(diào)制pm是指瞬時相位偏移隨調(diào)制信號線性變化。FM和PM之間可以相互轉(zhuǎn)換，將調(diào)制信號先微分，后進行調(diào)頻則得到相位波；將調(diào)制信號先積分而后進行調(diào)相則得到調(diào)頻波。 11 什么是門限效應？AM信號采用包絡檢波解調(diào)是為什么會產(chǎn)生門限效應 當包絡檢波器的輸入信噪比降到一個特定的數(shù)值后，檢波器的輸出信噪比出現(xiàn)急劇惡化的一種現(xiàn)象成

20、為門限效應。 門限效應本質(zhì)上是有包絡檢波器的非線性引起的。可以理解為當小信噪比時，解調(diào)器的輸出端沒有信號項，會把有用的信號擾亂成隨機噪聲。 12 為什么相干解調(diào)不存在門限效應？ 噪聲與信號可以分開進行解調(diào)，而解調(diào)器輸出端總是單獨存在有用信號項 14 為什么調(diào)頻系統(tǒng)可進行帶寬與信噪比的互換，而調(diào)幅不能？ 因為調(diào)幅系統(tǒng)的帶寬是固定的 15 FM系統(tǒng)的調(diào)制制度增益和信號帶寬的關(guān)系如何？這一關(guān)系說明什么問題？ 調(diào)制增益與信號帶寬的關(guān)系為 ，這說明信號帶寬越大，調(diào)制增益越高 16 fm產(chǎn)生門限效應的主要原因是什么？ 主要是非線性的解調(diào)作用 17 FM系統(tǒng)中采用加重

21、技術(shù)的原理和目的是什么？ 為了進一步改善解調(diào)器的輸出信噪比，針對鑒頻器輸出噪聲譜呈拋物線形狀的特點，在調(diào)頻系統(tǒng)中采用加重技術(shù)，包括預加重和去加重措施。預加重和去加重的設(shè)計思想是保持輸出信號不變，有效降低輸出噪聲，已達到輸出信噪比的目的，其原理實在解調(diào)錢加上預加重網(wǎng)絡，提升調(diào)制信號的高頻分量，在解調(diào)以后加上去加重網(wǎng)絡，使信號保持不變同時降低高頻噪聲，從而改善輸出信噪比 18 什么是頻分復用 頻分復用中，一個信道的可用頻帶被分為若干個互不重疊的頻段，每路信號占用其中的一個頻段，在接收端，通過濾波器選出其中所要接收的信號，在進行解調(diào)。 第六章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及

22、各部分的功能？ 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)由發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器、抽樣判決器及定時和同步系統(tǒng)構(gòu)成。發(fā)送濾波器的功能是產(chǎn)生適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ?。信道的作用是傳輸基帶信號。信道的作用是傳輸基帶信號。接收濾波器的作用是接收信號，盡可能濾除信道噪聲和其他干擾，對信道特性進行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器的作用是使再傳輸熱性不理想及噪聲背景下，在規(guī)定時刻對接收濾波器的輸出波形進行判決，以恢復或再生基帶信號。定時和同步系統(tǒng)的作用是為抽樣判決器提供準確的抽樣時鐘。 數(shù)字基帶信號有哪些常見的形式？各有什么特點？它們的時域表達式如何？ 數(shù)字基帶信號的常見形式有：單極性波形，雙極性波

23、形，單極性歸零波形，雙極性歸零波形，差分波形和多電平波形。 單極性波形用正電平和零電平分別對應二進制碼“1”和“0”，其波形特點是電脈沖之間無間隔，極性單一，易用于TTL,CMOS電路，缺點是有直流分量，只使用于近距離傳輸。 雙極性波形用正負電平的脈沖表示二進制1和0，其波形特點是正負電平幅度相等，極性相反，故1和0等概率出現(xiàn)時無直流分量，有利于在信道中傳輸，并且在接收端恢復信號的判決電平為零，不受信道特性變化影響，抗干擾能力強。 單極性歸零波形電脈沖寬度小于碼元寬度，信號電壓在一個碼元終止時刻前總要回到零電平。從單極性歸零波形中可以直接提取定時信息。 雙極性歸零波形兼有雙極性和歸零波

24、形的特點。相鄰脈沖之間存在零電位間隔，接收端易識別碼元起止時刻，從而使收發(fā)雙方保持正確的位同步。 差分波形用相鄰碼元的電平跳變來表示消息代碼，而與碼元本身的電位或極性無關(guān)。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響，特別是在相位調(diào)制系統(tǒng)中可以解決載波相位模糊的問題。 多電平波形的一個脈沖對應多個二進制碼，在波特率相同的情況下，可以提高信息傳輸速率。 數(shù)字基帶信號的功率譜有什么特點？它的帶寬只要取決于什么？ 數(shù)字基帶信號的功率譜密度可能包括兩個部分，連續(xù)譜部分Pu（w）及離散譜部分Pv(w)。對于連續(xù)譜而言，代表數(shù)字信息的g1(t)及g2(t)不能完全相同，所以Pu（w）總是存在的；而

25、對于離散譜P=1/[1- g1(t)/ g2(t)]=k,且0≤k≤1時，無離散譜。它的寬帶取決于一個碼元的持續(xù)時間Ts和基帶信號的碼元波形的傅里葉變換形式。 構(gòu)成AMI碼和HDB3碼的規(guī)則是什么？它們各有什么優(yōu)缺點？ AMI的編碼規(guī)則：將消息代碼0（空號）仍然變換成傳輸碼0，而把1（傳碼）交替的變換為傳輸碼的+1，-1…。因此AMI碼為三電平序列，三元碼，偽三進制，1B/1T碼。AMI的優(yōu)點：（1）0,1不等概率是也無直流。（2）零頻附近的低頻分量小。（3）整流后及RZ碼。（4）編譯碼電路簡單而且便于觀察誤碼情況。AMI的缺點是：連續(xù)0碼多時，RZ碼連0也多，不利于提取高質(zhì)量的位同步信號

26、。 HDB3的編碼規(guī)則：先把消息代碼變換AMI碼，然后去檢查AMI碼的連零情況，沒有四個或者四個以上的連零串時，這時的AMI碼就是HDB3碼；當出現(xiàn)四個或者四個以上的連零串時，將四個連零小段的第四個0變換于遷移非0符號同極性的符號，稱為V符號（破壞碼）。當相鄰V符號之間有偶數(shù)個非零符號時，再將該小段的第一個0變成+B或者-B（平衡碼），B符號的極性與前一非零符號的極性相反，并讓后面的非0符號從V符號開始再交替變化。HDB3碼的優(yōu)點：保持了AMI的優(yōu)點，還增加了使連零串減少到至多三個，對于定時信號的恢復是十分有利的。 簡述雙相碼和差分雙相碼的優(yōu)缺點。 雙相碼的編碼原則是對每一個二進制碼分別

27、用兩個具有不同相位的二進制新碼去表示源碼。0→01（零相位的一個周期的方波）1→10（pi相位的一個周期方波）。其優(yōu)點是只用兩個電平，能提取足夠的定時分量，又無直流漂移，編碼過程簡單。其缺點是占用帶寬加倍，使頻帶利用率降低。差分雙相碼中，每個碼元中間電平跳變用于同步，而每個碼元的開始處是否存在額外的跳變用來確定信碼。有跳變則表示1，無跳變則表示0，其優(yōu)點是解決了雙相極性翻轉(zhuǎn)而引起的譯碼錯誤，其缺點也是占用帶寬加倍。 什么是碼間干擾？它是如何產(chǎn)生的？對通信質(zhì)量有什么影響？ 碼間干擾的產(chǎn)生是因為在第k個抽樣時刻理想狀態(tài)時抽樣時刻所得的是僅有第k個波形在此時刻被取值，但在實際系統(tǒng)中，會有除了第k

28、個波形以外的波形可能再抽樣時刻被取值。碼間干擾會導致判決電路對信號進行誤判，使信號失真，產(chǎn)生誤碼，從而通信質(zhì)量下降。 何謂奈奎斯特速率和奈奎斯特帶寬？此時的頻帶利用率有多大？ 理想低通傳輸特性的帶寬稱為奈奎斯特帶寬，將該系統(tǒng)無碼間干擾的最高傳輸速率稱為奈奎斯特速率。此時頻帶利用率為2B/HZ。 在二進制數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，有哪兩種誤碼？他們各在什么情況下發(fā)生？ 誤碼將由2種錯誤形式：發(fā)送1碼，誤判為0碼，這種錯誤是在噪聲的影響下使得xVd時發(fā)生。 無碼間串擾時，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與

29、哪些因素有關(guān)？如何降低系統(tǒng)的誤碼率？ 無碼間干擾時，基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與抽樣判決時的信噪比有關(guān)。要降低系統(tǒng)的誤碼率需要提高抽樣判決時的信噪比，可以降低信道噪聲或者提高信號平均功率。 什么是眼圖？它有什么作用？由眼圖模型可以說明基帶傳輸系統(tǒng)的哪些性能？具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖應是什么樣的圖形？ 眼圖是實驗手段估計基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種方法。它是指接收濾波器輸出信號波形在示波器上疊加所形成的圖像。 1.最佳抽樣時刻是“眼睛”張最大的時刻；2.對定時誤差的靈敏度可由眼睛的斜率決定，斜率越陡，對定時誤差就越靈敏；3.圖中陰影區(qū)域的垂直高度表示信號畸變范圍；4.圖中央的橫軸位置對應

30、判決門限電平；5.在抽樣時刻上，上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容限，即若噪聲瞬時值超過這個容限，即可能發(fā)生錯誤判決。 具有升余弦脈沖波形的HDB3碼的眼圖中間會有一條代表0的水平線。 什么是部分響應波形？什么是部分響應系統(tǒng)？ 人為的有規(guī)律的在抽樣時刻引入碼間串擾，并在接收判決前加以消除，從而可以達到改頻譜特性，壓縮傳輸頻帶，使頻帶利用率提高到理論最大值，并加速傳輸波形尾巴地衰落和降低對定時精度要求的目的。通常把這種波形稱為部分響應波形。利用部分響應波形傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)稱為部分響應系統(tǒng)。 部分響應技術(shù)解決了什么為題？第Ⅳ類部分響應的特點是什么？ 部分響應技術(shù)提高了頻帶利用率，降低了對定時

31、精度的要求。第Ⅳ類部分響應的特點是無直流分量，其低頻分量小，便于邊帶濾波實現(xiàn)單邊帶調(diào)制。 什么是頻域均衡？什么是時域均衡？橫向濾波器為什么能實現(xiàn)時域均衡？ 頻域均衡：利用可調(diào)濾波器的頻率特性補償基帶系統(tǒng)的頻率特性，使得包括可調(diào)濾波器在內(nèi)的基帶系統(tǒng)總的傳輸特性滿足無碼間串擾傳輸?shù)囊?。起頻率特性補償作用的可調(diào)濾波器叫頻域均衡器。 時域均衡器：在接受濾波器后插入一個稱為橫向濾波器的可調(diào)濾波器，這個橫向濾波器可以將輸入端在抽樣時刻上有碼間干擾的響應波形變換為在抽樣上無碼間干擾的響應波形。由于橫向濾波器的均衡原理是在時域響應波形上的，所以稱這種均衡為時域均衡。 橫向濾波器可以將輸入端在抽樣時刻

32、上有碼間干擾的響應波形變換成在抽樣時刻上無碼間干擾的響應波形，所以橫向濾波器可以實現(xiàn)時域均衡。 第七章 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng) 什么是數(shù)字調(diào)制？它和模擬調(diào)制有哪些異同點？ 數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征傳送的信息，在接收端對載波信號的離散調(diào)制參量進行檢測。 和模擬調(diào)制一樣，數(shù)字調(diào)制也有調(diào)幅，調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式，并可以派生出多種其他形式。在原理上二者并沒有什么區(qū)別。只不過模擬調(diào)制是對載波信號的參量進行離散調(diào)制，在接收端也只需對載波信號的離散調(diào)制參量估值。 數(shù)字調(diào)制的基本方式有哪些？其時間波形上各有什么特點？ 數(shù)字調(diào)制技術(shù)有兩種方法：一是利用模擬調(diào)制方法去實現(xiàn)數(shù)字式調(diào)制，即把數(shù)

33、字調(diào)制看成是模擬調(diào)制的一個特例，把數(shù)字基帶信號當成模擬信號的特殊情況處理。二是利用數(shù)字信號的離散取值的特點通過開關(guān)鍵控載波，從而實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制，這種調(diào)制方式通常有幅度鍵控、頻率鍵控和相位鍵控。其時間波形上來說，有可能是不連續(xù)的。 什么事振幅鍵控？OOK信號的產(chǎn)生和解調(diào)方法有哪些？ 振幅鍵控：用載波幅度的有無來表示傳送的信息，一般用開關(guān)電路來控制。 OOK信號一般有兩種產(chǎn)生方法：1，模擬幅度調(diào)制法；2，開關(guān)電路控制的鍵控法。OOK信號有兩種解調(diào)方法：非相干解調(diào)（包絡檢波法）和相干解調(diào)法（同步檢測法）。 2ASK信號傳輸帶寬與波特率或基帶信號的帶寬有什么關(guān)系？ 2ASK信號的帶寬是基帶信號

34、帶寬的兩倍。 什么事頻移鍵控？2FSK信號產(chǎn)生和解調(diào)方法有哪些？ 頻移鍵控是指用不同的載頻來表示所傳送的數(shù)字信息。（1）利用矩形脈沖序列對一個載波進行調(diào)頻產(chǎn)生；（2）利用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對兩個不同的頻率進行選通，即鍵控法。 FSK的解調(diào)通常采用非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩種方法，同時還有鑒頻法，過零檢測法和差分檢波法。 2FSK信號相鄰碼元的相位是否連續(xù)變化與其產(chǎn)生方法有何關(guān)系？ 采用模擬調(diào)頻電路實現(xiàn)的2FSK信號，其相位變化是連續(xù)的；采用數(shù)字鍵控法產(chǎn)生的2FSK信號其相位變化不一定連續(xù)。 相位不連續(xù)2FSK信號的傳輸帶寬與波特率或基帶信號的帶寬有什么關(guān)系？ 相位不連續(xù)2F

35、SK信號的帶寬大于基帶信號帶寬的2倍。 什么事絕對移相？什么事相對移相？他們有何區(qū)別？ 絕對移相是用載波的相位直接表示碼元；相對移相是用相鄰碼元的相對載波相位值表示數(shù)字信息。相對移相信號可以看做是把數(shù)字信息序列絕對碼變換成相對碼，然后根據(jù)相對碼進行絕對移相而成。 2PSK信號和2DPSK信號可以用哪些方法產(chǎn)生和解調(diào)？它們是否可以采用包絡檢波法解調(diào)？為什么？ 2PSK信號和2DPSK信號可以用模擬調(diào)制法和鍵控調(diào)制法產(chǎn)生，2PSK信號可以用極性比較法，鑒相法解調(diào)，2DPSK信號通常用極性比較-碼變換法，差分相干法解調(diào)。 它們都不能采用包絡檢波法解調(diào)，因為它們是用相位而不是振幅來攜帶傳送信

36、息的。 2PSK信號及2DPSK信號的功率譜密度有何特點？試將它們與OOK信號的功率譜密度加以比較。 2PSK信號的功率譜密度同樣由離散譜和連續(xù)譜組成，但當雙極性基帶信號以相等的概率出現(xiàn)時，不存在離散譜部分。同時，連續(xù)譜部分與2ASK信號基本相同，因此，2PSK信號的帶寬也與2ASK信號相同。此外，2DPSK信號的帶寬也與2ASK信號的相同。 二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率與哪些因素有關(guān)? 與其調(diào)制方式、解調(diào)方式和信噪比有關(guān)。 2FSK與2ASK相比有哪些優(yōu)勢？ 在相同的解調(diào)方式下，若要得到相同的誤碼率，2FSK需要的信噪比比2ASK小3dB。 2PSK與2ASK和2FSK相比有哪些

37、優(yōu)勢？ 在相同的誤碼率情況下，2PSK需要的信噪比比2ASK小6dB，比2FSK小3dB。 2DPSK與2PSK相比有哪些優(yōu)勢？ 在相同的信噪比情況下，采用相干解調(diào)方式，2DPSK與2PSK的誤碼率減少一半，而且2DPSK還可以采用非相干解調(diào)方式。 何謂多進制數(shù)字調(diào)制？與二進制數(shù)字調(diào)制相比，多進制數(shù)字調(diào)制有哪些優(yōu)缺點？ 采用多種基帶波形的數(shù)字調(diào)制稱為多進制數(shù)字調(diào)制，優(yōu)缺點為：1，在相同傳碼率時，多進制比二進制傳輸?shù)男畔⒘看颍?，在相同傳信率時，多進制比二進制所需要的碼率低，帶寬窄；3，在相同噪聲情況下，多進制的抗噪聲性能不如二進制好。 第九章 模擬信號的數(shù)字傳輸 1 模擬信號在抽

38、樣后，是否變成時間離散和取值離散的信號了？ 模擬信號在進行抽樣和變成時間離散信號，其取值仍然是聯(lián)續(xù)的 2 試述模擬信號抽樣和PAM的異同點 模擬信號抽樣的PAM的共同點都是時間離散取值連續(xù)的信號，不同點是抽樣信號的頻譜是周期延拓，幅度不下降，而PAM頻譜是周期延拓，幅度下降 3 對于低通模擬信號而言，為了能無失真恢復，理論上對于抽樣頻率有什么要求？ 理論上為了使抽樣頻率能恢復到原來的模擬信號，需要采樣頻率大于等于信號最高頻率的兩倍 4 試說明什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特間隔 對無失真恢復低通信號的所要求的最低采樣的最低采樣速率稱為奈奎斯特速率，與此相對的最小抽樣時間間隔稱為奈奎斯

39、特間隔 5 試說明抽樣產(chǎn)生混疊的原因 在信號域內(nèi)的采樣，會造成信號頻譜的周期延拓，當采樣頻率小于信號帶寬是，就會造成不同周期的混疊。 7 PCM電話通信常用的抽樣標準頻率等于多少 8000hz 9 量化信號有哪些優(yōu)點和缺點 信號量化的優(yōu)點是可以把模擬信號變成數(shù)字信號，從而采用通過數(shù)字調(diào)制的進行傳輸，其缺點是量化會產(chǎn)生量化誤差 10 對電話的非均勻量化有什么優(yōu)點 電話信號主要集中在小幅度區(qū)間，故采用非均勻量化能夠降低量燥比和傳輸比特數(shù) 11 在A率中 若采用A=1 將得到什么壓縮效果 在A率用A=1 將表示不進行壓縮 13 13折現(xiàn)律中折線段數(shù)為什么比15的折現(xiàn)率中的少

40、兩段 因為13折線律第一段和第二段的斜率相同，合并變成了一條折線，而15 折線律中，每段斜率都不相同 14 我國采用的電話量化標準，是符合13折線律還是15 折線律？ 符合13折線律 15 在PCM電話信號中，為什么采用折疊碼進行編碼 因為電話信號的幅值只要集中在幅度較小的區(qū)間，采用折疊碼進行編碼可以減少誤碼對信號造成的影響 16 何為信號量燥比? T他有無辦法消除 信號量燥比是信號平均功率與量化噪聲平均功率的取值，他只能盡量減少，無法完全消除 17 在PCM系統(tǒng)中，信號量燥比和信號帶寬有什么關(guān)系 在低通信號的最高頻率給定是PCM系統(tǒng)的輸出量燥比隨系統(tǒng)帶寬按指數(shù)規(guī)律增加 1

41、8增量調(diào)制系統(tǒng)中有哪些量化噪聲 一般有量化噪聲和過載量化噪聲 19DPCM和增量調(diào)制之間有什么關(guān)系 增量調(diào)制可以看成是一種最簡單的DPCM，當DPCM中量化器的量化電平去2時，此系統(tǒng)為增量調(diào)制系統(tǒng) 20試述時分復用的優(yōu)點 時分復用的優(yōu)點在于便于實現(xiàn)數(shù)字通信，易于制造，適于采用集成電路實現(xiàn)，生產(chǎn)成本低 21 適述復用和復接的異同點 復用的目的是為了擴大通信鏈路的容量，在一條鏈路上傳輸多路獨立的信號，實現(xiàn)多路通信，在復用的過程中將低次群合并成高此群的過程成為復接 23 PDH體系中各層次的比特率不是整數(shù)倍的關(guān)系，因為每次復接是需要插入同步碼元和信令碼元。 通信原理（第六版）課后習

42、題答案 第一章 緒論 第二章 確定信號和隨機信號分析 第三章 信道 第四章 模擬信號調(diào)制 第五章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 第六章 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng) 6—1 解：單極性，雙極性，單極性歸零，雙極性歸零，二進制差分，四電平波形分別如下圖a，b，c，d，e，f （此圖僅作參考） 6— 2 證明： 6—3 6—4 解：（1）由圖P6-2可以寫出 故g（t）的傅里葉變換G（f）為

43、 6—5 解： 圖形如6-18所示 6—6 解：（1）雙極性信號的功率譜密度為 設(shè)，則有 將P=1/4，及代入表達式中，可得 功率譜密度圖略。 （2）當m=1時，上式中的離散普 所以能從該雙極性信號中直接提取頻率為的分量，其功率為 6—7 解： AMI碼：+1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0

44、 0 0 -1 0 +1 HDB3碼：+1 0 -1 +1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 0 -1 AMI碼形圖如下： HDB3碼波形圖如下： 6—8 解：雙向碼： 10 01 10 10 01 01 10 01 10 CIM碼： 11 01 00 11 01 01 00 01 11 雙向碼波形圖如下： CIM碼波形圖如下：

45、 （圖形僅供參考） 6—9 解：（1）令 由圖可得 因為的傅里葉變換為 所以，系統(tǒng)的傳輸函數(shù)為 （2）基帶系統(tǒng)的傳輸函數(shù)由發(fā)送濾波器，信道和接收器三部分組成，即 因為，，所以 故有 6—10 解： （1）由圖可知系統(tǒng)傳輸函數(shù)為 由 可得 根據(jù)傅里葉變換的對稱性 有 = 所以，該系統(tǒng)接收濾波器輸出基本脈沖時間表示式為 （

46、2）根據(jù)奈奎斯特準則，當系統(tǒng)能實現(xiàn)無碼間干擾傳輸時，應滿足 ， 當傳碼率時，即時 此時系統(tǒng)不能實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。 6—11 解：根據(jù)奈奎斯特準則，當最高傳碼率時，能夠?qū)崿F(xiàn)無碼間串擾傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)的總特性應滿足 ， 因此當時，基帶系統(tǒng)的總特性應滿足 所以除c圖外其他均不滿足無碼間串擾傳輸?shù)臈l件。 6—12 解： 6—13 解： 6—14 解： 6—15 證明：可表示為

47、 其中，是高為1，寬為的門函數(shù)，其傅里葉反變換為 因此，單位沖激響應 = 由上式結(jié)果可知，當t=nTs（n不等于0）時，h（nTs）=0，所以當用波特速率傳送數(shù)據(jù)時，抽樣時刻上不存在碼間串擾。 6—16 證明： 對于單極性基帶信號，在一個碼元持續(xù)時間內(nèi)，抽樣判決器對接受的合成波形x（t）在抽樣時刻的取值為 因為是均值為0，方差為的高斯噪聲，所以當發(fā)送“1”時，A+的一維概率密度為 而發(fā)送“0”時，的一維概率密度函數(shù)為 令判決門限為，則發(fā)“1”錯判為“0”

48、的概率為 發(fā)“0”錯判為“1”的概率為 發(fā)送“1”碼和“0”碼概率分別為P（1）和P（0），則系統(tǒng)總的誤碼率為 令，則可求得最佳門限電平，即 因為 對上式移項取對數(shù)得 最佳判決門限 當p(1)=P(0)=1/2時 此時系統(tǒng)誤碼率 6—17 解：（1）接收濾波器輸入噪聲雙邊功率譜密度為，則接受濾波器輸入噪聲雙邊功率譜密度為 接受濾波器輸入噪聲功率為 （2）系

49、統(tǒng)總的誤碼率為 在單極性波形情況下，和分別為 其中為判決門限，則誤碼率為 令，并考慮P（1）=P（0）= ，可求得最佳判決門限 即 此時系統(tǒng)總誤碼率為 6—18解： 6—19解： 6—20解：（1）的眼圖如下 （2）的眼圖如下 （3）比較：

50、 最佳抽樣判決時刻 即處 即處 判決門限電平 0 0 噪聲容限值 1 1 6—21解：由題意，理想低通濾波器的傳輸函數(shù)為 對應的單位沖激響應為 則系統(tǒng)單位沖擊響應為 對h（t）進行傅里葉變換，可得系統(tǒng)傳輸函數(shù)為 所以 6—22解：第一，四

51、類部分響應信號的相關(guān)電平數(shù)為（2L-1）； 二進制時L=2，相關(guān)電平為3； 四進制時L=4，相關(guān)電平為7； 6—23解：第四類部分響應的預編碼公式為 包括方框圖： 6—24解： 6—25解： 根據(jù)式（C）和2N+1=3,可以列出矩陣方程 將樣值Xk代入，可得方程組 解得 =-0.1779 =0.8897 =0.2847 然后通過計算得 =0 =1 =0 =0 =-0.0356 =0.0153 =0.0285 其余=0 輸入峰值失真為 輸出峰值失真為 均衡后的峰值失真減少7.5倍。 第七章 模擬信號的數(shù)字傳輸 第八章 數(shù)字信號的最佳接收 85