通信概論復(fù)習(xí)資料自然科學(xué)

1/1通信概論-復(fù)習(xí)資料-自然科學(xué)

通信概論

一通信基礎(chǔ)

通信系統(tǒng)的模型：信源通過傳感器把消息轉(zhuǎn)換為原始電信號；發(fā)送設(shè)備的功能是將信源和信道匹配起來，將信源產(chǎn)生的消息信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?；接受設(shè)備的動能是放大和反轉(zhuǎn)換(濾波、譯碼、解調(diào)等)，目的是從受到干擾和減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號；信宿是傳奇消息的目的地，將原始電信號還原成相應(yīng)的消息。

1.簡述消息、信息、信號有何區(qū)分和聯(lián)系

消息是信息的物理表現(xiàn)形式，如語音、文字、圖片和數(shù)據(jù)等。信息是消息的內(nèi)涵。信號是消息或信息的傳輸載體

2.何為數(shù)字通信?.簡述數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點

用數(shù)字信號來傳遞信息的通信（取值離散，時間離散）.優(yōu)點:抗干擾力量強,差錯可控,便于各種數(shù)字終端接口,易于集成化,易加密處理保密強度高。缺點：占用信號帶寬較大，對同步要求高

3.試述正弦波3個參量的含義

T=Asin(wt+θ)其中A振幅,w信號角頻率,θ信號初始相位。正弦信號的周期就是正弦信號完成一個波形循環(huán)所經(jīng)受的時間

4.信號的頻譜是什么

信號頻譜：指它所包含的全部頻率重量的集合，并通過頻域圖表示。

5.信號帶寬：信號占有的頻率范圍。如何計算。B=最高頻率-最低頻率

6.傳輸媒質(zhì)分為有線,無線兩大類;有線信道:明線,對稱電纜,同軸電纜,光纖;電磁波的傳播方式:地波傳播,天波傳播,視線傳播

7.香農(nóng)公式:C=B㏒2(1+S/N).含義:當(dāng)信號與信道高斯白噪聲的平均功率給定時,在有肯定頻帶寬度的信道上,單位時間內(nèi)可能傳遞的信息量的極限值.只要傳輸速率小于信道容量,則總可找到一種信道編碼方式實現(xiàn)無差錯傳輸。（結(jié)論：信道容量受信道帶寬、信號功率和噪聲單邊功率譜的限制；提高信噪比可增大信道容量；噪聲功率趨于零，信道容量趨于無窮大；增加信號帶寬可以增加信道容量，但無法使信道容量無限增大；信道容量肯定時，信道帶寬和信道噪聲功率比之間可互換）

8.試述復(fù)用的含義、目的

解決如何利用一條信道同時傳輸多路信號的技術(shù),目的是為了充分利用信道帶寬或時間資源,提高信道利用率,擴大通信的容量

9.通信系統(tǒng)的性能指標(biāo):有效性、牢靠性.模擬通信:有效性-傳輸帶寬,牢靠性-信噪比.數(shù)字通信:有效性-傳輸速率和頻帶利用率,牢靠性-差錯率(誤碼率)

10.何謂碼元速率和信息速率,他們有什么樣的關(guān)系?

碼元速率RB表示每秒傳送的碼元數(shù)目,信息速率Rb又稱比特率表示每秒傳送的信息量.Rb=RB㏒2M(M為幾進制)η(頻帶利用率)=RB/Bηb=η㏒2M

二模擬信號數(shù)字化及其傳輸

1.模擬信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號過程:抽樣,量化,編碼.模擬信號在抽樣后,還屬于模擬信號

1.1數(shù)字基帶信號傳輸過程中受到的干擾：碼間干擾，信道加性噪聲

2.對于低通模擬信號而言,理論要求抽樣頻率多大？抽樣頻率≥2倍最高頻率，否則FS<2fH則會產(chǎn)生混疊失真。

3.PCM電話通信系統(tǒng)通常用的標(biāo)準(zhǔn)抽樣頻率為8kHz,最高頻率為3400Hz

4.自然抽樣-抽樣后信號的脈沖頂部與原模擬信號波形相同;平頂抽樣-抽樣信號中的脈沖頂部是平坦的,脈沖幅度等于瞬時抽樣值

5.量化的目的

量化是將抽樣信號幅值進行離散化處理的過程,將模擬抽樣信號變成多電平數(shù)字信號.

6.什么叫均勻量化?有何優(yōu)缺點?非均勻量化的優(yōu)點?

把輸入信號的取值域等間隔分割的量化稱為均勻量化.均勻量化對小輸入信號不利.非均勻量化保證編碼位數(shù)不變時,以減小大信號的量化信噪比,來提高小信號的量化信噪比.

7.A壓縮率特性中若A=1時無壓縮效果；μ壓縮率特性中若μ=0時無壓縮效果.它們的值越大壓縮效果越明顯.

8.我國采用的是A律13折線法

9.PCM電話信號中,為什么采用折疊碼進行編碼?

折疊碼具有鏡像特性,編碼過程簡化,誤碼對于小電壓的影響較小,語音信號小幅度出現(xiàn)概率比大幅度要大,折疊碼有利于減小語音信號的平均量化噪聲.

10.PAM與PCM有什么區(qū)別和聯(lián)系?

PCM要在PAM的基礎(chǔ)上經(jīng)過量化和編碼得到,二者都用脈沖幅度表達信號強弱

11.PCM信號帶寬：B=Rb=Nfs,最小傳輸帶寬（奎斯特帶寬）為B的一半

12.簡述單極性碼和雙極性碼的特點：單極性用零電平和高電平區(qū)別0和1；雙極性碼用正、負(fù)電平表示1和0，無直流分量有利于傳輸，不會受到信道特性變化的影響。

13.簡述AMI和HDB3的優(yōu)缺點:AMI碼是傳號交替反轉(zhuǎn)碼，將二進制消息代碼1交替變換為線路碼的+1和-1，優(yōu)點是頻譜不含直流成分，高低頻分量少，能量集中在頻率1/2碼速處。HDB3是AMI的改進，使得連續(xù)的0不得超過3個，有利于定時信息的提取。

14．傳號差分碼，電平跳變表示1，不變表示0,；反之為空號差分碼。

15.雙相碼0用01表示，1用10表示，含有豐富的定時信息，無直流分量，編碼簡單，但占用帶寬比原信碼大1倍。CMI中1交替用11和00表示，0用01表示，含豐富定時信息，不會出現(xiàn)3個以上的連碼，可用來宏觀檢錯。

16.碼間串?dāng)_是由于數(shù)字基帶系統(tǒng)傳輸總特性不理想，導(dǎo)致接收脈沖的波形展寬和拖尾，使脈沖之間發(fā)生交疊。

17.眼圖可以看出碼間串?dāng)_和噪聲對信號的影響程度，眼睛越大，碼間串?dāng)_小，噪聲越大，線條越粗，眼睛越小。眼睛最大是最佳抽樣時刻，抽樣時刻上下兩陰影區(qū)的間隔距離之半稱為噪聲容限。

三調(diào)制和解調(diào)

1.何謂調(diào)制?調(diào)制在通信系統(tǒng)中的作用?

調(diào)制是把信號轉(zhuǎn)換成適合在信道中傳輸?shù)男问降囊环N過程。作用：把基帶信號的頻譜搬至較高的頻率上，獲得較高的發(fā)射效率；并把多個基帶信號搬移到不同的載頻處實現(xiàn)信號多路復(fù)用，提高信道利用率；擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾和抗衰弱能力。

2.什么是幅度調(diào)制?

幅度調(diào)制是用基帶信號去控制高頻正弦載波的振幅，使其隨機帶信號的規(guī)律作線性變化。（實質(zhì)就是頻譜搬移）

3.調(diào)幅（AM）常規(guī)雙邊帶調(diào)制，一般采用包絡(luò)檢波。

4.SSB信號產(chǎn)生的方法有哪些?濾波法、相移法

5.VSB濾波器的傳輸特性應(yīng)滿足什么條件?

應(yīng)滿足殘留邊帶濾波器的特性應(yīng)在載頻兩邊具有互補對稱特性

6.什么是FM頻率調(diào)制?什么是相位調(diào)制?二者關(guān)系?

頻率調(diào)制（FM）使載波的頻率隨基帶信號的規(guī)律變化；相位調(diào)制（PM）使載波的相位隨機帶信號而變化。二者調(diào)制過程中，載波的幅度都保持不變。

7.簡述FM頻率調(diào)制的特點和應(yīng)用

特點：與幅度調(diào)制相比，優(yōu)勢是具有較高的抗噪聲性能，代價是占用比幅度調(diào)制更寬的帶寬

8.比較FM、DSB、SSB、VSB和AM的抗噪聲性能和頻譜利用率以及他們的特點和主要應(yīng)用場合

DSB雙邊帶，應(yīng)用場合少；SSB單邊帶帶寬為DSB一半，節(jié)省功率，不易實現(xiàn)；VSB殘留邊帶，類似SSB但并不完全抑制一個邊帶，殘留一小部分，應(yīng)用廣泛，易實現(xiàn)。

（好→差）抗噪聲性能：FM，DSB/SSB,VSB，AM；頻譜利用率：SSB，VSB，DSB/AM，F(xiàn)M；功率利用率：FM，DSB/SSB，VSB，AM；設(shè)備復(fù)雜度：AM，DSB/FM,VSB,SSB

10.什么是數(shù)字調(diào)制?與模擬調(diào)制相比有哪些異同點?

數(shù)字調(diào)制：把數(shù)字基帶信號變換為數(shù)字帶通信號的過程。數(shù)字調(diào)制與模擬調(diào)制基本原理相似，但數(shù)字信號有離散取值的特點

11.數(shù)字調(diào)制的基本方式有哪些?分別簡述產(chǎn)生和解調(diào)的方法和特點，其中哪種有優(yōu)勢？2ASK二進制幅移鍵控，利用載波的幅度變化來傳遞信息。產(chǎn)生信號方法：模擬調(diào)制法、鍵控法。解調(diào)方法：非相干解調(diào)、相干解調(diào)。帶寬：B=2fs其中(fs=1/Ts是基帶信號的譜零點帶寬,等于基帶信號的碼元速率)

2FSK二進制頻移鍵控，利用載波的頻率變化來傳遞信息。產(chǎn)生信號方法：模擬調(diào)頻電路、鍵控法。解調(diào)方法：非相干解調(diào)、相干解調(diào)。帶寬：B=|f2-f1|+2fs

2PSK二進制相移鍵控，利用載波的相位變化來傳遞信息（即載波相位的絕對數(shù)值，稱：絕對相移。可表述為一個雙極性基信號與一個正弦載波的相乘）。產(chǎn)生信號方法：模擬調(diào)制法、鍵控法。調(diào)制方法：通常采用相干解調(diào)。帶寬：B=2fs

2DPSK二進制差分相移鍵控，利用前后相鄰碼元的載波相對相位變化傳遞數(shù)字信息（稱：相對相移）。產(chǎn)生信號的方法：差分編碼和2PSK調(diào)制組成。解調(diào)方法：相干解調(diào)+差分譯碼或差分相干解調(diào)。帶寬：B=2fs

其中2DPSK克服了2PSK解調(diào)中出現(xiàn)反向工作的現(xiàn)象。優(yōu)勢排列：（優(yōu)-劣）

誤碼率，抗噪性能：2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK；頻帶利用率2FSK最低

12.何謂多進制數(shù)字調(diào)制？與二進制數(shù)字調(diào)制相比較，多進制數(shù)字調(diào)制有哪些優(yōu)缺點？多進制數(shù)字調(diào)制是使一個碼元傳輸多個比特的信息過程。優(yōu)缺點：提高了頻帶利用率，抗噪聲能力低于二進制調(diào)制系統(tǒng)，并且要增加了信號功率和實現(xiàn)上的復(fù)雜性。

13.可用于數(shù)字調(diào)制的方法是QAM正交振幅調(diào)制，頻譜利用率高，