通信

1.现代通信中研究的基本问题有哪些？答：现代通信中研究的基本问题有：（1）信源编码；（2）加密编码；（3）信道编码；（4）调制与解调；（5）抗干扰；（6）多路复用、数字复接、多址通信；（7）中继通信；（8）通信网；（9）信息交换技术;（10）通信同步；（11）通信协议、标准；（12）通信对抗等。2.什么叫单向通信？什么叫单工、双工通信？答：信息只能向一个方向传送，任何时侯都不能改变传输方向的传输方式称为单向通信。例如，广播、电视、遥控、无线寻呼等都是单向通信方式。单工通信：信息可以双向传送，但通信双方中任何一方都不能同时收发信息，两个方向的传输只能交替进行的工作方式。比如传真机、单工对讲机。双工通信：通信双方都能同时收发信息，进行双向传输的工作方式。有线电话、移动电话就是双工通信的例子。3.现代通信采用哪些方式进行多路复用？答：常用的多路复用方式有：频分多路复用（FDM），时分多路复用（TDM），码分多路复用（CDM）和空分多路复用（SDM）。4.模拟通信和数字通信的有效性和可靠性各用哪些参数描述？答：模拟通信系统的有效性和可靠性分别用有效传输频带和接收机的输出信噪比来描述；数字通信系统的有效性用码元传输速率或信息传输速率来表示，可靠性用误码率或误信率来表示。、5.信号可以分为哪些类型？答：信号可以分为确知信号和随机信号，周期信号和非周期信号，能量信号和功率信号，模拟信号和数字信号，基带信号和带通信号以及奇异信号。6.在信号谱分析中，为什么会出现负频率？负频率有何物理意义？答：在信号谱分析中，由于引入了复指数函数，从而导致了负频率的出现，负频率的出现完全是数学运算的结果，并没有任何物理意义。7.在通信系统中，噪声和有用信号的相互作用方式有哪些？噪声对通信质量有何影响？答：噪声和有用信号的相互作用方式主要有两种：一是噪声叠加在有用信号上，称为加性噪声；二是噪声乘有用信号，称为乘性噪声。噪声的存在恶化了通信系统的性能，有畸变信息信号甚至淹没信息信号的作用，干扰正常的通信。8.在通信系统中，模拟信号可以采用哪些方式进行传输？答：模拟信号的传输方式有三种：模拟信号的基带传输；模拟信号的调制传输；模拟信号的数字化传输。9.幅度调制有哪些类型？各有何优缺点？答：幅度调制有标准调幅（AM）、双边带调制（DSB）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）；AM调制解调可以用包络检测器，实现简单，适合于广播式大众通信，但AM调制功率和频带利用率都比较低；DSB调制抑制了载波分量，调制效率高，但带宽是基带信号的两倍；SSB只传输上、下两个边带中的一个，提高了频带利用率，但对滤波器的要求较高；VSB是DSB和SSB折衷，较SSB而言，VSB对滤波器的要求降低，但传输频带比SSB增宽。10.调频和调相有何异同？能否从波形上区分调频和调相？答：调频信号的瞬时频率偏移正比于调制信号，而瞬时相位偏移正比于调制信号的积分，调相信号的瞬时频率偏移正比于调制信号的微分而瞬时相位偏移正比于调制信号。由于频率的变化会引起相位的变化，反之，相位的变化也会引起相应的频率变化，因此无法从波形上来区分已调信号是调频信号还是调相信号，频率调制和相位调制在本质上没有多大的区别。11.窄带角调制信号与标准AM信号之间有何异同？答：相同点：窄带角调制信号（FM和PM信号）很象标准AM信号，它们都有相同的载波项，有因调制而引起的基带信号频谱上、下搬移c，从而都占有二倍于基带信号最高频率分量M的带宽。不同点：AM幅度调制和角调制信号具有很不相同的波形。在AM信号中，载频是恒定的，幅度随调制信号m(t)变化；而在角调制信号中，幅度是恒定的，瞬时频率（或瞬时相位）随调制信号m(t)变化。与AM信号的频谱相比，窄带调频信号的频谱有一个与频率成反比的失真系数，且负频率分量有180°的相移；窄带调相信号的频谱的正频率分量有90°相移，而负频率分量有-90°相移。12.为什么要进行调制传输？答：调制可以有效辐射电磁波；调制技术可以实现无相互干扰地同时传送多路信号，如频分多路复用；通信中选择适当的调制形式可以抑制不希望的信号的影响，改善通信系统的性能。13.包络检测器和相干解调器各有何优缺点？哪些调制方式可以直接用包络检测器解调？哪些调制方式可以用相干检测器解调？答：包络检测器结构简单，易于实现，但实用范围较窄；相干解调要从信号中恢复同频同相的载波，同步精度要求高，实现电路相对复杂。标准的调幅信号可以直接用包络检测器解调，也可以用相干检测器解调，DSB、SSB和VSB都不能使用包络检测器解调，一般都需要采用相干解调器。14.试说明超外差接收机的工作原理。答：超外差接收机的工作原理如图所示：15.什么叫门限效应？哪些检测器存在门限效应？相干检测器是否存在门限效应？答：门限效应是指在输入信噪比低于某一数值即门限时，检测器的输出信噪比将迅速恶化以致无法检测出有用信号。非相干检测器都会存在门限效应；而用相干检测器解调各种线性调制信号时，由于解调过程可视为信号和噪声分别解调，因而解调器输出端总是单独存在有用信号，所以相干检测器不存在门限效应。16.多路复用的理论基础是什么？频分多路复用的原理是什么？答：多路复用的理论基础是信号的正交分割原理。频分多路复用的信号分割参量是信号频率，频分多路复用是在发送端用不同频率的副载波将不同路信号的频谱并列而互不重叠地搬移在频率轴的不同频带上，以合成一个新的宽带带限信号，让多路复用信号在一个宽带信道上同时传输；在接收端，多路复用信号先经带通滤波器将各路信号分离，再送往各自的解调器恢复出原调制信号。17.信源编码的主要任务是什么？答：信源编码的主要任务是将模拟信号数字化和对数据进行压缩以提高数据传输的有效性。射频滤波放大器混频器中频滤波放大器检测器低频功放扬声器或监视器本机振荡器18.什么叫抽样？抽样必须满足什么条件？抽样是否会引起信息损失？答：抽样是将模拟信号的时间离散化，它是抽取模拟信号在离散时间点上的振幅值，用这些振幅值即抽样序列来表示原始的模拟信号。抽样必须满足Nyquist抽样定义。只要满足抽样定理的条件，抽样就是一种信息无损变换。19.什么叫量化？量化可以分为哪些类型？量化是否会引起信息损失？答：量化是将模拟信号的幅度离散化，用有限个电平表示模拟信号幅度连续变化的无限个值。量化分为均匀量化和非均匀量化。由于量化是用一个离散的量化值表示一个连续的量化区间，因此量化一定存在误差，即量化必然会引起信息的损失。20.为什么要采用非均匀量化？非均匀量化有何特点？答：均匀量化时的信号动态范围受到较大的限制，对于弱信号，均匀量化器量化间隔不变的缺点可能使它达不到给定量化信噪比的要求，或者要靠减小量化间隔增加量化电平数来满足量化信噪比的要求。为了克服这个缺点，实际中常采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔小；反之，量化间隔就大。非均匀量化有两个突出的优点：首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的量化信噪比得以改善；其次，非均匀量化时，量化噪声的均方根值基本上与信号抽样值成比例，因此，量化噪声对大、小信号的影响大致相同，改善了小信号时的量化信噪比。21.时分多路复用的原理是什么？从频域和时域来看，时分多路复用信号和频分多路复用信号各有何特点？答：时分多路复用（TDM）以时间作为信号分割的参量，各路信号在时间轴上互不重叠。抽样定理为时分多路复用提供了依据。时分多路复用信号中各信号的频谱分量混叠在一起，从频谱上不可能分辩各路信息信号，只能在时域上区分各路信息；频分多路复用信号在时域上混叠在一起，从时间上不可能分辩各路信号，只能从频域上区分各路信号。22.信道编码的目的是什么？信源编码和信道编码的目的有何区别？答：信道编码的目的是提高通信的可靠性，而信源编码的目的是提高通信的有效性。23.最小码距与检错纠错能力之间存在何种关系？答：差错控制编码的最小码距与其检错、纠错能力的关系：①在一个码集中检测e个错误，要求最小码距满足：1mined②在一个码集中纠正t个错误，要求最小码距满足：12mintd③在一种码集中纠正t个错误同时检测e个错误，要求最小码距满足：1minetd24.在设计数字基带传输码型时应考虑到哪些原则？答：码型设计考虑的原则如下：①对于传输频带低端受限的信道，一般来说线路传输码型的频谱中应不含直流分量。②尽量减少基带信号频谱中的高频分量，以便节省传输频带和减小串扰。③信号的抗噪声能力强，波型间相关性越小越好。产生误码时，在译码中不产生误码的扩散或误差的增值，如果有，也希望越小越好。④便于从信号中提取定时信息；若采用分组形式传输时，不但要从基带信号中提取位定时信息，而且要便于提取分组同步信息。⑤要求基带传输信号具有内在的检错能力。⑥编译码的设备应尽量简单。25.什么叫差分码？它有何重要应用？答：差分码又称为相对码，它不是以信号电平的大小取值，而是以电平跳变和不变表示数字信息，分为两种：若以电平跳变表示“1”，不变表示“0”，则称为传号差分码，或“1”差分码；若用电平跳变表示“0”，不变表示“1”，则称为空号差分码或“0”差分码。差分码可以用来解决相位键控（PSK）同步解调时因接收机本地载波相位倒相所引起的信息“1”和“0”倒置的问题。26.无码间串扰的基带传输特性必须满足什么条件？答：在不考虑传输时延和噪声影响情况下，接收滤波器的输出为：要使系统无码间串扰，只需也就是说，即使发送信号经传输后整个波形可能发生了变化，但只要输出波形除t=0时的抽样值不为零外，在其它所有抽样时刻上均为零，仍然可以准确无误地恢复原始信号，27.试分析时域均衡减小码间串扰的原理和方法。答：时域均衡是直接利用波形补偿的方法来校正由于基带特性不理想引起的波形畸变，使校正后的波形在抽样时刻的码间串扰尽可能小。当发送端发送单个脉冲时，接收端接收的信号由于系统传输特性不理想，信号的波形会出现拖尾，在t=t0以外的其它抽样时刻上的样值将不会为零，从而对其它码元信号造成串扰，如图所示。如果均衡滤波器能产生图中虚线所示的补偿波形，那么这个波形使得校正后的波形在除t0以外的所有抽样点上的值均为零，因而可以消除码间串扰。由此可见，均衡的目的是要在其它抽样点上形成与拖尾相反的波形，用以抵消拖尾，使之不会形成码间串扰。目前时域均衡最常用的方法是在基带信号接收滤波器之后插入一个横向滤波器，它由抽头延时线加上一些可变增益放大器构成。28.为什么要进行再生中继传输？答：数字基带信号在实际信道中传输时，由于信道的不理想和噪声的干扰，使传输波形幅度减小，波形变坏，这种衰减和失真随着传输距离的增长而愈显著，当传输达到一定距离后，接收端就可能无法识别出收到的信码是“1”还是“0”，这样通信就失去了意义。为了延长通信距离，如同模拟通信加增音站一样，在数字基带信号的传输过程中，也在沿线每隔一定距离加入一个再生中继器。29.为什么在解调PSK信号时存在相位模糊？如何克服相位模糊？答：由于PSK信号是抑制载波双边带信号，不存在载频分量，解调必须采用相干解调，相干解调要求接收端产生与发送端同频同相的相干载波，但接收端产生的载波与所需要的本地载波可能同相，也可能反相，使得解调后的数字信号的极性可能完全反相，使“1”和“0”倒置。要克服PSK信号在解调时的相位模糊问题，可以采用差分相移键控（DPSK），即对输入PSK调制器的数字基带信号先进行差分编码，然后再进行PSK调制。])([)0()(bknnnkbTnkhahakTr0001])[()(nkKnkKTnkhKThbb30.实现载波同步有哪些基本方式？答：实现载波同步的方法有两类，一是在发送信号中专门插入一载波或导频信号；二是自同步法，即从接收到的已调信号中提取载波。《现代通信技术》模拟试题一、填空（每小题2分，共20分）1.通信的目的是从一个地方向另一个地方传递与交换信息。2.相干检测器的解调原理可等效为一个乘法器后接一个低通滤波器。3.瞬时