通信原理第三版課后思考題答案樊昌信

1、第一章 1.1消息和信息有什么區(qū)別？信息和信號有何區(qū)別?P1語音，文字，圖形，圖像等都是消息，信息則是消息中包含有 意義的內容，或者說有效內容，信息必須轉換為電信號，才能在通信 系統(tǒng)中傳輸，所以，信號是消息的載體。1.2什么是模擬信號？什么是數字信號?P3在時間上和幅值上均是連續(xù)的信號稱為模擬信號，在時間和幅 值都離散的信號稱為數字信號。1.3數字通信有何優(yōu)點?P3 P4 （ 1）由于數字信號的可能取值數目有限，所以在失真沒有超 過給定值的條件下，不影響接收端的正確判決。此外，在有多次轉發(fā)消除沿的線路中，每個中繼站都可以對有失真的接收信號加以整形, 途線路中波形誤差的積累，從而使經過遠距離傳輸

2、后，在接收端仍能 得到高質量的接收信號。（2）在數字通信系統(tǒng)中，可以采用糾錯編碼 等差錯控制技術，從而大大提高系統(tǒng)的抗干擾性。（3）可以采用保密 性極高的數字加密技術，從而大大提高系統(tǒng)的保密度。（4）可以綜合 傳輸各種模擬和數字輸入消息，包括語音、文字、圖像、信令等；并 且便于存儲和處理（包括編碼、變換等）。（5）數字通信設備和模擬通信設備相比，設計和制造更容易，體積更小，重量更輕。（6）數字 信號可以通過信源編碼進行壓縮，以減少多余度，提高信道利用率。（7）在模擬調制系統(tǒng)中，例如調頻，接收端輸出信噪比僅和帶寬成 正比的增長；而在數字調制系統(tǒng)中，例如脈沖編碼調制，輸出信噪比隨帶寬按指數規(guī)律增長

3、。1.4信息量的定義是什么？信息量的單位是什么?P2 I =logaP；） loga P（x）為信息量的定義。信息量的單位為比特(Bit) 1.5按照占用頻帶分，信號可以分為哪幾種?P5基帶信號和帶通信號 1.6信源編碼的目的是什么？信道編碼的目的是什么?P4信源編碼用以減少數字信號的冗余度，提高數字信號的有效性;如果是模擬信源（如話筒），則它還包括A/D轉換功能，把模擬輸入 信號轉變成數字信號。在某些系統(tǒng)中，信源編碼還包含加密功能，即在壓縮后還進行保密編碼。信道編碼的目的是提高信號傳輸的可靠性。它在經過信源編碼的信號中增加一些多余的字符,以求自動發(fā)現或糾正傳輸中發(fā)生的錯誤。1.7何謂調制？調

4、制的目的是什么?P4P5調制包含調節(jié)和調整的含義。調制的主要目的是使經過編碼 的信號特性與信道的特性相適應，使信號經過調制后能夠順利通過信 道傳輸。另一目的是為了把來自多個獨立信號源的信號合并在一起經過同一信道傳輸，也采用調制的方法區(qū)分各個信號。 可以利用調制來劃分各路信號，解決多路信號復用問題。號,1.8數字通信系統(tǒng)有那些性能指標?P6 P7傳輸速率（碼元速率，信息速率，消息速率）錯誤率（誤碼1.9信道有哪些傳輸特性?噪聲特性、頻率特性、線性特性和時變特性等。1.10無線信道和有線信道的種類有哪些?P9無線信道的種類：視線傳播、地波、天波。P12有線信道的種類：明線、對稱電纜和同軸電纜。1.

5、11信道的模型有哪幾種?P14調制信道模型和編碼信道模型 1.12什么是調制信道？什么是編碼信道?P14把發(fā)送端調制器輸出端至接收端解調器輸入端之間的部分稱為 信道，其中可能包括放大器、變頻器和天線等裝置；在通信網中，由 于有多個發(fā)送端和接收端，還會有交換設備。在研究各種調制制度的 性能時使用這種定義是很方便的。所以，它也稱為調制信道。此外, 在討論數字通信系統(tǒng)中的信道編碼和解碼時， 我們把編碼器輸出端至 解碼器輸入端之間的部分稱為編碼信道。1.13何謂多徑效應?P16 （ 1）信號的傳輸衰減隨時間而變；（2）信號的傳輸時延隨時間 而變；（3）信號經過幾條路徑到達接收端，而且每條路徑的長度（時

6、 延）和衰減都隨時間而變，即存在多徑傳播現象。1.14電磁波有哪幾種傳播方式?P9視線傳播地波傳播天波傳播 1.15適合在光纖中傳輸的光波波長有哪幾個?P131.31 m 和 1.5 m1.16什么是快衰落？什么是慢衰落?P16 P17多徑傳播使包絡產生的起伏雖然比信號的周期緩慢，但是其 周期仍然可能是在秒的數量級。故通常將由多徑效應引起的衰落稱為快衰落。這種衰落的起伏周期可能以若干天或若干小時計，故這種衰 落為慢衰落。1.17信道中的噪聲有哪幾種?P18按來源分，人為噪聲，自然噪聲；按性質分，脈沖噪聲，窄帶 噪聲，起伏噪聲。1.18熱噪聲是如何產生的?fi.八 -P18熱噪聲來自一切電阻性元

7、器件中電子的熱運動。. 4 - _I亦新4: F:二./心呻匸亦較6 H河昭q骨義環(huán)輒約3復和朋彳鶉加已欣.11痰/諱攵H /耳佻甌h鴻占一述土瓷G n誠 -Slli 7宵風4僵射M*機助寺釣右珂;応等卄7網限上但賦i和畝慮死也三注砕，勺斶0卅齊和毗 6/祓 fUMUAAilr乍了邱砂和狄 島*瞅啊卷沖必4& ft/）*血g 伴，*行tr5?種魏學備也是 處信dJfe燙備卸|.懇量曲|. 扌1竝.欽4負利護牛旬1龍麗軸fu.缺福鄒lA経爲甌如逐r I 量也卵h刃f）相叛4 Cj/iu$W砌艮他富縈鞏 L 沖則（坤如處* 附供辱T. _ 域1 亦0翟觀k苗宀単切走“！ kW*弓吏樣I -網應董丸

8、辛aiAJtn.目iit“津渤硏評迪瑚辺汕碑:K 5 亠*電丄：呂貳th；麗*陽；I fj為更2冷$ *空車方狷逍昌製；養(yǎng)Z耳1，眄益華加WEd煤兒處蘭士:”嚴丿茹:L叱W 餐器i勺也）磧走込件總彷申吋4冃心中*#包勺&無Z獰e就護心區(qū)n噸的曲 幣艮4總 踴將渭皐艮S泌itFq jUt 長祖衷jli&F rstj7拭鋰中fe修芳加平錮r細規(guī)磁琪屜盤“fcft尬 輕芳羸禪”.片眼瞬ft博曲呻怨如S播足翎斬 龍M理,舞y詢藏彷卑繼從訥率那硝為2直吟 2B4.3何謂奈奎斯特抽樣速率和奈奎斯特抽樣間隔?P70最低的抽樣頻率2 fH稱為奈奎斯特抽樣速率，與此相應的最大 的抽樣時間間隔f稱為奈奎斯特抽樣間

9、隔。4.4發(fā)生頻率混疊的原因是什么?P70抽樣頻率低于奈奎斯特抽樣速率。4.5對于帶通信號而言，若抽樣頻率高于圖425所示曲線，是否就能保證不發(fā)生頻譜混疊? ?4.6 PCM語音通信通常的標準抽樣頻率等于多少?P768000HZ 4.7信號量化的目的是什么?使抽樣信號數字化4.8非均勻量化有什么優(yōu)點?改善抽樣信號中的小信號的量噪比。4.9在A壓縮律特性中，若選用 A=1，將得到什么壓縮效果?4.10在卩壓縮律特性中，若選用 尸0,將得到什么壓縮效果?J二/惱f 農*TaT-r4.11我國采用的語音量化標準，是符合 A律還是卩律?It IM樸久可 駢a為可峙沖4也耶P754.12在PCM系統(tǒng)中，

10、為什么常用折疊碼進行編碼?P81折疊碼的優(yōu)點是誤碼對于小電壓的影響較小。由于語音信號的小電壓出現的概率較大，所以折疊碼有利于減小語音信號的平均量化 噪聲。4.13何謂信號量噪比？有無辦法消除它?P86信號功率與量化噪聲功率之比為信號量噪比。最大信號量噪比為活二黑吟中“診舌）無4.14在PCM系統(tǒng)中，信號的量噪比和信號帶寬有什么關系?呈指數規(guī)律增長4.15 DPCM和增量調制之間有什么關系?P84 增量調制DM可以看成是一種最簡單的 DPCM。當DPCM系統(tǒng)中的量化電平數取為2,且預測器仍簡單地是一個延遲時間為抽樣 時間間隔T的延時線時，此DPCM系統(tǒng)稱為增量調制系統(tǒng)。5.1何為ASCII碼？它

11、用幾個比特表示一個字符？試寫出ASCII碼中字符“ A ”和“ a”的碼組。ASCII碼使用指定的7位或8位二進制數組合來表示128或256種可能的字符。8比特表示一個字符。“A”的碼組為1000001 “ a”的碼組為1100001.5.2試述雙極性波形的優(yōu)缺點。P91優(yōu)點：（1）單極性波形有直流分量,在許多不能通過直流電流的通信線路中不能傳輸。而雙極性波形,當數字信號中的“0”和“1”以等概率出現時，沒有直流分量。（2）雙極性波形節(jié)省能源。（3） 在接收端對每個接收碼元做判決時，對于單極性波形，判決門限一般 應設定在V/2,即在判決時刻若電平高于 V/2就判為接收到“ 1 ”（或“0”），

12、低于V/2就判為接收到“ 0”（或“1 ”）。缺點：由于接收信 號電平V是不穩(wěn)定的，所以對設定判決門限造成困難。5.3試述HDB3碼的編碼規(guī)則及其優(yōu)缺點。P92 P935.5隨機脈沖信號序列的功率譜中的連續(xù)譜和離散譜分別有什么特點？離散譜有什么特殊的功用？何種信號中沒有離散譜?P97 P98（ 1 ）信號中離散譜分量的波形具有周期性，其中包含有碼 元定時信息，它可以用于在接收端建立碼元同步。對于沒有離散譜分 量的信號，在接收端則需要對其進行某種變換， 使其譜中含有離散分 量，才能從中提取碼元。（2）雙極性信號g（t）二-g（t）,且概率P =1/2時,沒有離散譜分量。5.6何謂碼間串擾？它產生

13、的原因是什么？是否只在相鄰的兩個碼元之間才有碼間串擾?P98（ 1）由于系統(tǒng)傳輸特性影響，可能使相鄰碼元的脈沖波形互相重疊，從而影響正確判決。這種相鄰碼元間的互相重疊稱為碼間串擾。（2）原因是系統(tǒng)總傳輸特性 H （f）不良（3）是5.7基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數滿足什么條件時不會引起碼間串擾?T,用右P99 H （f） = 0 其他 -25.8何謂奈奎斯特準則？何謂奈奎斯特速率?P99為得到無碼間串擾的傳輸特性，系統(tǒng)傳輸函數不必須為矩形,而容許是具有緩慢下降邊沿的任何形狀，只要此傳輸函數是實函數并 且在f=W處奇對稱，這稱為奈奎斯特準則。2Baud/Hz是最高可能 達到的單位帶寬速率，并稱為奈奎斯

14、特速率。5.9何謂滾降？為什么在設計時常常采用滾降特性?P100（ 1）由于這時濾波器的邊沿緩慢下降， 通常稱之為滾降。（2） 具有滾降特性的濾波特性仍能保持每秒 2W碼元的傳輸速率，但是它 占用的帶寬增大了，因此頻帶利用率有所降低。5.15何謂眼圖？它有什么功用？在示波器的 X和Y軸上加入什么電壓才能觀看眼圖?P105眼圖就是用示波器實際觀察接收信號質量的方法。眼圖可以顯 示傳輸系統(tǒng)性能缺陷對于基帶數字信號的傳輸影響。在示波器的垂直(Y)軸上加入接收信號碼元序列電壓，在水平(X)軸上加入一個鋸齒波，其頻率等于信號碼元的傳輸速率，即示波器水平時間軸的長 度等于信號碼元的持續(xù)時間。5.16克服碼

15、間串擾的方法是什么？能否用增大信噪比的方法克服碼間串擾？為什么?P106(1)為了減少碼間串擾，通常需要在系統(tǒng)中插入另一種濾波 器來補償，這種濾波器稱為均衡器。？5.17何謂均衡器？ 為什么常用橫向濾波器作為均衡器，而不用由電 感和電容組成的濾波器?P106(2)橫向濾波器很容易做成特性可調的，因此它常用來作為 均衡器使用。6.1何謂帶通調制？帶通調制的目的是什么?P114帶通調制通常需要一個正弦波作為載波， 把基帶數字信號調制 到這個載波上，是這個載波的一個或幾個參量(振幅，頻率，相位) 上載有基帶數字信號的信息。目的是使以調信號的頻譜位置適合在給 定的帶通信道中傳輸。6.2何謂線性調制？何

16、謂非線性調制?P114線性調制的已調信號頻譜結構和原基帶信號的頻譜結構基本相同，主要是所占用的頻率位置搬移了。 非線性調制的已調信號頻譜 結構和原基帶信號的頻譜結構就完全不同了， 已不僅僅是簡單的頻譜 平移，在已調信號頻譜中通常會出現許多新的頻率分量。6.3 P115逆時針 6.4 P115第二象限 6.5何謂相干接收？何謂非相干接收?P115在接收設備中利用載波相位信息去檢測信號的方法稱為相干則稱為檢測和相干解調。反之，若不利用載波相位的信息檢測信號, 非相干檢測或非相干解調。6.6試問2ASK信號產生和解調的分別有幾種方法?產生：相乘電路和開關電路 解調：包絡檢波法和相干解調法6.7試問2

17、ASK信號的帶寬和其基帶信號的帶寬有什么關系?6.8試問2FSK信號屬于線性調制還是非線性調制?2FSK和2PSK為非線性調制2 ASK為線性調制6.9試問2FSK信號相鄰碼元的相位是否連續(xù)與其產生關系有何關系？調頻器產生的2FSK信號相鄰碼元相位連續(xù)，開關法產生的2FSK信號相鄰碼元相位不連續(xù)。6.10試問2FSK信號的帶寬和其基帶信號的帶寬有什么關系?6.11試問常用的2FSK信號解調方法是相干解調還是非相干解調?為什么?P126在信道特性不穩(wěn)定的情況下，例如無線電信道，接收信號的相位在不斷的變化，很難實現相干接收，故2FSK信號的接收多采用包 絡檢波法（非相干解調法）6.12試問2PSK信號相鄰碼元間的波形是否連續(xù)和什么因素有關?載波頻率和碼元速率之間的關系決定了 2PSK信號相鄰碼元之間的波形是否連續(xù)。6.13試問2PSK信號是否必須用相干解調法接收?6.16試問2DPSK信號相鄰碼元間的波形是否連續(xù)和什么因素有關？ 除了與2PSK