通信技术课后习题复习(参考)

现代通信技术概论复习资料现代通信技术概论复习资料 一 选择题 共十题 每题十分 共十分 一 选择题 共十题 每题十分 共十分 复习请参考老师所发习题复习请参考老师所发习题 二 填空题 共十题 每题两分 共二十分 二 填空题 共十题 每题两分 共二十分 复习请参考老师所发习题复习请参考老师所发习题 3 3 综合题综合题 1 1 简答题 复习每章课后老师布置的习题及第简答题 复习每章课后老师布置的习题及第 186186 页的五页的五 道习题即第八章习题 道习题即第八章习题 汇总如下 汇总如下 第第 1 1 章章 4 4 什么是信号带宽 信号带宽与什么因素有关 什么是信号带宽 信号带宽与什么因素有关 通过信号的频谱图可以观察到一个信号所包含的频率分量 我们把 一个信号所包含的最高频率与最低频率之差 称为该信号的带宽 8 8 衡量通信系统的主要性能指标有哪些 衡量通信系统的主要性能指标有哪些 一个通信系统通常由两个指标来衡量 即系统的有效性和可靠性 有效性指的是单位时间内系统能够传输消息量的多少 以系统的信 道带宽 Hz 或传输速率 bit s 为衡量单位 在相同条件下 带宽或 传输速率越高越好 可靠性指的是消息传输的准确程度 以不出差 错或差错越少越好 1010 设调制速率为设调制速率为 48004800 波特 当每个信号码元代表波特 当每个信号码元代表 4bit4bit 二进制代二进制代 码码 时 试问该系统的数据传输速率是多少 时 试问该系统的数据传输速率是多少 R B log2 N bit s 4800 log2 4 bit s 9600bit s 1616 调制的目的是什么 简述调制和解调的概念 调制的目的是什么 简述调制和解调的概念 把消息 作用 例如 让信号的幅度随着消息信号的强弱而变 化 到载波信号的某个参数上 使得该参数随着消息的变化而变化 于是 载波信号就会 携带 上需要传送的消息 这就是调制的概 念 而接收端 感知到 调制的 作用 从而检测并恢复出该消息 就称为解调 调制有如下两个主要目的 1 把基带信号调制成适合在信道 中传输的信号 2 实现信道的多路复用 第第 2 2 章章 2 2 与模拟通信相比数字通信有哪些优势 与模拟通信相比数字通信有哪些优势 1 抗干扰能力强 无噪声累积 2 数据形式统一 便于计算处理 3 易于集成化 小型化 4 易于加密处理 数字通信系统虽然需要占用较宽频带 技术上也较为复杂 但与 其所具有的巨大优势相比不构成问题的主要方面 因此 数字化通 信已经成为当代通信领域主要技术手段 3 3 什么是抽样定理 什么是抽样定理 如果一个连续信号u t 所含有的最高频率不超过fh 则当抽样 频率fs 2fh时 抽样后得到的离散信号就包含了原信号的全部信息 因此 要求频率fs至少要满足fs 2fh 8 8 话音速率话音速率 64Kbps64Kbps 是如何来的 是如何来的 为了实现话音的不失真传输 抽样速率必须达到话音最高频率 的 2 倍 通常人类话音最高频率不超过 4000Hz 因此抽样速率取 8000 次 秒 或者说为了准确无误地传送一路话音信号 每秒必须 传送该路信号抽样值 8000 次 按照每个抽样值 8bit 编码 则每话 路要求传输 8000 次 8bit 64Kbps 1212 什么是基带数字传输 基带传输有哪几种常见码型 试分别画出什么是基带数字传输 基带传输有哪几种常见码型 试分别画出 二进制代码矩形脉冲的单极性 双极性 单极性归零 双极性归零 二进制代码矩形脉冲的单极性 双极性 单极性归零 双极性归零 差分曼彻斯特编码的波形 差分曼彻斯特编码的波形 在数字通信系统中 最终送入信道传输的数字信号可能来自模数 转换后的数字脉冲编码序列 也可能来自计算机终端或其它数字设 备 这些数字信号所占据的频谱范围通常从直流或低频开始 称为 基带数字信号 把这些数字信号直接送入线路传输称为基带数字传 输 基带传输常用的是曼彻斯特码 CMI 码等 用的是曼彻斯特码 CMI 码等 00100000110000110t t a i h g f e d c b t t t t t t t a 单极性非归零码 b 双极性非归零码 c 单极性归零码 d 双极性归零码 e 差分码 f AMI码 g HDB3码 h 曼彻斯特码 i 传号反转码 第第 3 3 章章 4 4 程控数字电话交换机硬件由哪些部分组成 各部分的主要作用是程控数字电话交换机硬件由哪些部分组成 各部分的主要作用是 什么 什么 用户电路 用户电路 数字交换网络 中继电路 信令设备 网络驱动器扫描器 中央处理器 维护终端 数据存储器程序存储器 远端接口 话路部分 控制部分 至中继线 用户线 用户线 程控数字电话交换机硬件主要由话路部分和控制部分组成 话路部分由数字交换网络 用户电路 中继电路 扫描器 交 换网驱动器 网络驱动器 和信令设备组成 其主要作用是为参与 交换的数字信号提供接续通路 控制部分由中央处理机 程序存储器 数据存储器 远端接口 以及维护终端组成 其主要作用是根据外部用户与内部维护管理的 要求 执行控制程序 以控制相应硬件实现交换及管理功能 5 5 如何实现时隙交换 如何实现时隙交换 要完成时隙交换 需要用到 T 接线器 TS0 SM 11 23 TS11TSMTS2TS1 TS23 R TS23 TS11 W 按照时钟把 TS0 TSM顺 序写入SM CM 控 制 存 储 器 话 音 存 储 器 按照CM内容选择 读出SM 0 0 11 M 11 1 23 23 M TS0 SM 1 8 TS1TSMTS1 TS8 R TS1 TS8 W 按照CM内容把 TS0 TSM选择写 入SM CM 控 制 存 储 器 话 音 存 储 器 按照时钟把SM内 容顺序读出 0 0 1 M 8 1 8 M a 时钟写入控制读出 b 控制写入时钟读出 时分接线器有两种工作方式 一种是读出控制方式 另一种是 写入控制方式 以读出控制方式为例 从 SM 读出话音时隙时对读出 顺序进行控制 如图 3 7 a 所示 读出控制方式首先在定时脉冲控 制下按照 TS0 TSM的顺序把输入复用线上各个时隙的话音数据写入到 SM 单元 与此同时 每一个时隙要与交换去的单元地址写入到 CM 单元中 例如 时隙 T23要与 T11交换 在 SM 的第 23 个单元写入 TS23数据的同时 在 CM 的第 23 个单元要写入 SM 的第 11 个单元的 地址 因为话音时隙读出时是依 CM 地址顺序读出的 所以当从上到 下依序读到 CM 的第 23 个单元时 得到 SM 的 11 单元的地址 从中 取出话音数据 TS11就完成了 TS11交换到 TS23的过程 同理 CM 的第 11 单元要写 SM 的第 23 单元的地址 才能把 TS23交换到 TS11 因此 说 SM 内容的读出受 CM 中地址的控制 6 6 如何实现复用线交换 如何实现复用线交换 复用线交换完成两条复用线之间话音信息的交换 因此是通过 扩大交换空间实现扩大交换容量的方法 是一种空分交换 空分交 换可以通过 S 型空分接线器来完成 1 2 输入复 用线 TS1 TS2 交叉矩阵 PCM2 PCMn PCM1 TSMTS1TS2 PCM2 PCMn PCM1 2 1 TS3 TSM 1 n n 1 n n 1 1 CM1CM2CMn a 输出控制方式 输入PCM复用线 TSiTS1TS5 输出PCM复用线 1 2 输出复 用线 TS1 TS2 交叉矩阵 PCM2 PCM1 PCM2 PCMn PCM1 2 1 TS3 TSM 1 n n 1 n n 1 1 CM1CM2CMn 控制 存储 器CM b 输入控制方式 输入PCM复用线 TSjTS9TS8 输出PCM复用线 控制 存储 器CM PCMn TSMTS2 TS1 第四章 第四章 4 4 简述阶跃型光纤中光的传输原理 简述阶跃型光纤中光的传输原理 包层n2 纤芯n1 入 反 折2 折1 1 空气n0 光 锥 纤芯n1 包层n2 入射光 反射光 折射光 包层 n2 纤芯 n1 入 反 折 根据光的反射定律和光的折射定律 下面两式成立 入 反 在阶跃型光纤中 光的传输是依靠全反射实现的 因为 n2 n1是 一个常数并且设计成 n1 n2 因此 可以通过调整入射角 入的大小 来调整折射角 折的大小使之产生全反射 发生全反射现象时 光 线基本上在纤芯内纵向传播 绝大部分光能量被保存在纤芯中 而 只有极少部分被折射到包层中去 因此可以大大降低光纤的传输损 耗 如图所示 为了实现光在光纤中的全反射传输 当使用光源与 光纤纤芯横截面进行入射光耦合时 入射光线的角度 不能太大 只有当 小于某个角度时才可以获得全反射传输的条件 我们称这 个角度为光纤的数值孔径角 NA sin 由于 围绕着纤芯纵向中 心轴形成一个立体圆锥 所以又称为光锥 5 5 光纤有哪些传输特性 光纤有哪些传输特性 光纤的传输特性主要包括传输损耗 色散和非线性效应 1 光纤的传输损耗 光波在光纤中传输时 随着传输距离的 增加光功率逐渐下降 衡量损耗特性的参数称为光纤的损耗系数 dB km 2 光纤的色散 光源信号难以做到纯粹的单色光 所以含有 不同波长成分 这些不同波长成分在折射率为n1的传输介质中传输 速度不同 从而导致部分光信号分量产生不同的延迟 这种现象称 为光纤的色散 有模式色散 材料色散和波导色散 多模光纤主要 考虑模式色散 可以忽略波导色散 单模光纤没有模式色散 所以 主要考虑材料色散和波导色散 3 非线性效应 随着光纤中光功率的增大 WDM 的应用 光 纤非线性效应成为影响系统的主要因素 光纤中的非线性效应分为 两类 非弹性过程和弹性过程 由受激散射引起的非弹性过程主要有 受激布里渊散射和受激喇曼散射 由非线性折射率引起的弹性过程 主要有自相位调制 交叉相位调制和四波混频 6 6 导致光纤损耗有哪些原因 导致光纤损耗有哪些原因 光纤损耗产生的主要原因是吸收和散射造成的 其次 光纤结 构不完善也有可能导致损耗 吸收损耗是由于光纤材料和杂质对光 能进行吸收 使得光以热能的形式消耗于光纤中 散射损耗是由于 制造材料的密度和成份不是很均匀 进而使折射率不均匀 当光波 通过不均匀媒介时 部分光束将偏离原来方向而分散传播 光纤弯 曲到一定程度后 会使光的传输途径改变 使一部分光线渗透到包 层或穿过包层成为辐射模向外泄漏损失掉 从而产生辐射损耗 第第 5 5 章章 1 1 什么是微波通信 微波通信具有哪些特点 什么是微波通信 微波通信具有哪些特点 微波通信指的是以微波频率作为载波 通过中继接力方式实现 的一种通信方式 微波通信的特点 1 频带宽 传输容量大 2 适于传送 宽频带信号 3 天线增益高 方向性强 4 外界干扰小 通 信线路稳定可靠 5 投资少 建设快 通信灵活性大 6 中 继通信方式 7 7 数字微波中继站的数字微波中继站的中继方式有几种 中继方式有几种 数字微波中继站的中继方式有 3 种 基带中继 再生转接 外 差中继 中频转接 和直接中继 射频转接 第第 6 6 章章 1 1 什么是卫星通信 卫星通信具有哪些特点 什么是卫星通信 卫星通信具有哪些特点 卫星通信是指设置在地球上 包括地面 水面和低层大气中 的无线电通信站之间利用人造地球卫星作中继站转发或反射无线电 波 在两个或多个地球站之间进行的通信 卫星通信的特点 具有覆盖面广 通信容量大 距离远 不受地 理条件限制 性能稳定可靠 独特的广播特性 组网灵活 易于实 现多址联接等优点 同时也存在通信时延较长 易受外部条件影响 星蚀和日凌中断现象 9 9 FDMAFDMA TDMATDMA CDMACDMA 和和 SDMASDMA 4 4 种多址方式各有哪些优缺点 种多址方式各有哪些优缺点 各种多址方式的优缺点比较如下 多址方 式 主要优缺点 FDMA 优点 可沿用地面微波通信的成熟技术和设备 设备比 较简单 不需要网同步 缺点 有互调噪声 不能充分利用卫星功率和频带 上行功 率 频率需要监控 FDM FM FDMA 方式多站运用时 效率低 大 小站不易兼容 TDMA 优点 没有互调问题 卫星的功率与频带能充分利用 上 行功率不需严格控制 便于大 小站兼容 站多时 通信容量仍较大 缺点 需要精确网同步 低业务量用户也需相同的 EIRP CDMA 优点 抗干扰能力较强 信号功率谱密度低 隐蔽性好 不需要网定时 使用灵活 缺点 频带利用率低 通信容量较小 地址码选择较难 接收时地址码的捕获时间较长 SDMA 优点 可以提高卫星频带利用率 增加转发器容量或降 低对地球站的要求 缺点 对卫星控制技术要求严格 星上设备较复杂 需 要交换设备 第第 7 7 章章 1 1 什么是移动通信 它有哪些特点 什么是移动通信 它有哪些特点 移动通信指移动用户之间或移动用户与固定用户之间所进行的通信 相对于固话通信而言移动通信具有如下一些特点 1 频率资源有限 2 易受外界干扰 3 具有无线通信的各种效应 1 多径效应 2 阴影效应 3 多普勒效 应 4 远近效应 4 系统设备复杂 5 对移动设备的要求高 6 安全与保密问题 7 7 蜂窝移动通信系统由哪些主要设备组成 蜂窝移动通信系统由哪些主要设备组成 归属位置寄存器 鉴权中心 设备识别 寄存器 移动业务交换中心 拜 访位置寄存器 操作维护中心 移动业务交换中心 拜 访位置寄存器 基站控 制器 基站收发 信台 基站收发 信台移动台 短信息中心 公用固定电话网 综合业务数据网 公用分组交换网 第第 8 8 章章 重点复习 重点复习 1 1 什么是图像通信 它的特点是什么 什么是图像通信 它的特点是什么 图像通信是传送和接收静止的或活动的图像信息的方式 它是一种利用视觉的通信方式 它的特点是直观性强 信息量大和 信息的确切性好 3 3 图像通信系统包括哪几个部分 图像通信系统包括哪几个部分 图像通信系统包括图像输入设备 编码器 调制器 信道 解码器与解调器 显示终端 5 5 什么是图像数字化 数字化的步骤是什么 什么是图像数字化 数字化的步骤是什么 图像信号数字化指的是将图像信号的空间位置数字化和对 幅度值数字化 数字化的步骤先获得图像的模拟信号 然后进行抽 样 量化和编码 6 6 数字图像信息的压缩编码的目的是什么 数字图像信息的压缩编码的目的是什么 数字图像信息的压缩编码的目的是为了有效地存储和在有 限的信道传输图像信息 8 8 图像压缩编码的基本原理是什么 图像压缩编码的基本原理是什么 图像信号压缩编码主要利用了两种基本原理 一种是利用图像 固有的统计特性 从原始图像中提取有效的信息 尽量去除无用的 或用处不大的冗余信息 以便高效率地进行图像的数字存储或数字 传输 而在复原时仍然能获得满足一定质量要求的复原图像 另一 种是利用人的视觉特性进行编码 其核心是力图发现人眼是根据哪 些关键特征来识别图像 然后根据这些特征来构造图像模型 2 2 画图题 画图题 2020 分 考点 传输码型分 考点 传输码型 参考第参考第 4343 页图页图 2 102 10 及第二章练习题及第二章练习题 1212 1212 什么是基带数字传输 基带传输有哪几种常见码型 试分别画出什么是基带数字传输 基带传输有哪几种常见码型 试分别画出 二进制代码矩形脉冲的单极性 双极性 单极性归零 双极性归零 二进制代码矩形脉冲的单极性 双极性 单极性归零 双极性归零 差分曼彻斯特编码的波形 差分曼彻斯特编码的波形 在数字通信系统中 最终送入信道传输的数字信号可能来自模数 转换后的数字脉冲编码序列 也可能来自计算机终端或其它数字设 备 这些数字信号所占据的频谱范围通常从直流或低频开始 称为 基带数字信号 把这些数字信号直接送入线路传输称为基带数字传 输 基带传输常用的是曼彻斯特码 CMI 码等 用的是曼彻斯特码 CMI 码等 00100000110000110t t a i h g f e d c b t t t t t t t a 单极性非归零码 b 双极性非归零码 c 单极性归零码 d 双极性归零码 e 差分码 f AMI码 g HDB3码 h 曼彻斯特码 i 传号反转码 3 3 补充填空画图题 补充填空画图题 2020 分 考点 分 考点 T S TT S T 数字交换数字交换 网交换过程网交换过程 参考第参考第 7171 页图页图 3 103 10 及第三章课后习及第三章课后习 题题 7 7 7 7 简述 简述 TSTTST 型数字交换网的工作原理 型数字交换网的工作原理 以 PCM0线上的时隙 TS205 用户 A 与 PCM15线上的时隙 TS35 用 户 B 通话为例 来说明该数字交换网络的工作过程 1 A B 把 PCM0TS205时隙的话音信号交换到 PCM15TS35时隙 中去 为了实现交换 需要由中央处理机运行相关程序 根据用户拨 号号码通过用户的忙闲表 在二者之间选择一条空闲的时隙 路径 假设选中了 TS58 则处理机分别在输入侧 T 级的 CMA0的第 205 号单 元写入 58 在 S 级 CMS15的第 58 号单元写入 0 在输出侧 T 级 的 CMB15的第 35 号单元写入 58 于是各 CM 分别控制各级动作 首先 当 PCM0的 TS205时隙信息来到时 由 CMA0控制写入 SMA0的第 58 号单元 当 TS58时隙到来时 该信息被顺序读出到 S 级的输入端 的 0 号入线 并由 CMS15控制交叉开关点 0 入 15 出闭合接通至输出 侧 T 级的第 15 个 T 接线器的入线端 同时写入到 SMB15的第 58 号单 元 最后当 TS35到来时 再由