现代通信技术复习题及答案

什么是数字信号？什么是模拟信号？为什么PAM信号不是数字信号？振幅可以在一定范围内连续获取的信号称为模拟信号。然而，信号幅度只能取有限数量的离散值的信号称为数字信号。PAM信号是通过对模拟信号进行采样而产生的信号。虽然它在时间上是离散的，但它的振幅仍然是连续的，所以它仍然是一个模拟信号。绘制并解释通信系统的一般模型通信系统的通用模型引导接收设备发送设备接收设备发送设备信息源水槽信息源水槽噪音在通信系统中，发送消息的一端称为源，接收消息的一端称为宿。连接源和接收器的路径称为通道。信源发送的消息必须首先由发送设备转换成适合信道传输的信号形式，然后经过一定距离的信道传输后，由接收设备通过逆变换恢复原始消息，最后由信宿接收。然而，在整个传输过程中的任何一点，消息都可能受到噪声的干扰。据此，我们可以得到图中所示的通信系统的一般模型。衡量通信系统的主要性能指标是什么？通信系统通常用两个指标来衡量，即系统的有效性和可靠性。有效性是指系统每单位时间可以传输的消息量，用系统的信道带宽(赫兹)或传输速率(比特/秒)来衡量。在相同条件下，带宽或传输速率越高越好。可靠性是指信息传输的准确性，这样就不会出错或出错越少越好。有效性和可靠性经常相互矛盾，也就是说，可靠性的提高取决于有效性的降低，反之亦然。信息量的10个计算问题从不同的角度看，传播的几种方式是什么？(1)单工和双工通信(2)串行和并行通信(3)同步和异步通信当信号带宽与信道带宽匹配时，需要考虑哪些主要因素？如果两者不匹配会发生什么？两者匹配中最重要的考虑是波段匹配。如果发射信号的频率范围与信道频带匹配，将不会影响信号的传输。如果信号的有效带宽大于信道带宽，就会导致信号的某些成分被滤除，导致信号失真。实际上，可能会出现以下情况：(1)如果信号和信道带宽相同，频率范围一致，信号可以无损耗地通过信道；(2)如果信号的带宽与信道的带宽相同，但频率范围不同，则信号的部分频率分量不得通过信道。此时，需要频率调制来通过频率转换使信号的频带适应信道的频带；(3)如果信号带宽小于信道带宽，但信号的所有频率分量都包含在信道的通带范围内，则信号可以无损耗地通过信道；(4)如果信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量的主频率分量包含在信道的通带范围内，则通过信道的信号将失去部分频率分量，但传输仍可能完成；(5)如果信号带宽大于信道带宽，并且包含信号相当大能量的频率分量不在信道的通带范围内，这些信号频率分量将被滤除，导致信号严重失真。通信系统的传输媒介是什么？简述了几种常见传输介质的结构和特点。通信系统的传输介质可以是有线传输介质，例如同轴电缆、双绞线电缆、光缆等。它也可以是无线传输介质，例如各种波段的无线电波。同轴电缆被称为同轴电缆，因为实心铜线用作内导体，铜线网用作外导体，外导体的内导体是同心轴。同轴电缆的特点是双绞线通常用于局域网或短距离电话用户接入。双绞线是将两根直径约为0.5 1毫米、覆盖有绝缘材料的铜芯线绞合成一定的规则螺旋形。与同轴电缆相比，双绞线电缆抗干扰性差，但制造成本低，是一种廉价的有线传输介质。双绞线电缆是通过将几对双绞线整合成一束，并用一个更结实的外绝缘袋包裹起来而形成的。光缆是由多根光纤集成在一起的宽带通信传输介质，目前是长途干线通信和一些城域网的主要通信线路。它具有宽带、大容量、低衰减、传输距离长的特点。无线通信使用大气空间作为传输媒介。无线频率范围可以从3千赫到300千兆赫。每个频带都有不同的传播特性、方式和规律。因此，它有不同的用途，并已被广泛使用。无线通信介质的特点是由于地理环境和可能的障碍物等因素，会发生不同程度的反射、折射、衍射和散射。除了传输损耗，还有多径效应和衰落现象。复用的目的是什么？常用的复用技术有哪些？多路复用是最常见的通信技术，它使用相同的传输介质同时传输多个信号，没有干扰和混淆。在发送端，几个独立的信号组合成一个复合信号，然后发送到同一信道进行传输。在接收端，复合信号被分解以恢复原始信号。多路复用可以大大提高线路利用率，节省线路费用。常见的复用技术包括频分、时分和码分。调制的目的是什么？简要介绍了调制和解调的概念。消息被“作用”(例如，信号的幅度随着消息信号的强度而变化)到载波信号的参数，使得该参数随着消息的变化而变化，然后载波信号“携带”要发送的消息。这是调制的概念。然而，接收器“感知”调制的“效果”，因此检测和恢复消息被称为解调。调制有以下两个主要目的： (1)将基带信号调制成适合在信道(2)中传输的信号，以实现信道复用。什么是调幅、调频和调相？振幅调制也称为振幅调制，这意味着载波信号的振幅随着调制信号的变化而变化。频率调制和相位调制统称为角度调制，分为频率调制和相位调制，称为频率调制和相位调制。在角度调制过程中，载波信号的幅度不变，而其总的瞬时相位角根据与调制信号的一定关系而变化。载波频率(t)随调制信号的瞬时幅度而变化的调制称为频率调制。瞬时载波相位(t)随调制信号的瞬时幅度线性变化的调制称为相位调制。简要介绍了2FSK相干解调的原理。以上图所示的2FSK解调为例。在特定时间接收的频移键控信号可以是1t或2t，其中1对应于数字信号1，2对应于数字信号0。该信号同时分别乘以本地载波cos1t和cos2t，可获得以下三种结果之一：cos1t cos1t=cos 21t cos 0=cos 21t 1=1(高频滤波后)cos2t cos2t=cos 22t cos 0=cos 22t 1=1(高频滤波后)cos1 tcos2t=cos(12)tcos(1-2)t1(高频滤波后)倍频元件21、22和1 2均由低通滤波器滤除。只剩下两个等于1且小于1的情况。在采样决策中，决策比较两个低通滤波器的输出电平，大决策为1，大决策为0。2DPSK比2PSK有什么优势？21.什么是符号间干扰？为什么会出现符号间干扰？与模拟通信相比，数字通信有哪些优势如果连续信号u(t)中包含的最高频率不超过fh，当采样频率fs2fh时，采样后得到的离散信号包含原始信号的所有信息。因此，要求频率fs至少满足fs2fh。为什么要进行非均匀量化？以均匀间隔量化信号幅度称为均匀量化或线性量化。假设量化信号的幅度变化范围为U，将-U U到U均匀划分为N个量化区间=2U/N为均匀量化。其中，n称为量化级，称为量化级差或量化间隔。在均匀量化模式下，当信号幅度接近时，量化信噪比显著下降。因此，有必要对输入信号应用非均匀量化。非均匀量化的量化电平差随着信号的幅度而变化。当输入信号的幅度小时，量化间隔变小，反之亦然。具体方法是在量化前对输入信号进行非线性压缩，改变大信号和小信号的比例关系，使小信号适当放大(放大)，大信号适当缩小(压缩)。在这种处理之后获得的信号相当于非均匀量化。同时，为了恢复信号的比例关系，接收端需要进行与发射端相反的非线性扩展。6 13折线法是如何实施的？虚线a的规律如图所示。在图中，上半部和下半部区域均由通过连接半点形成的8条折叠线组成。因为靠近原点的1和2折叠线的斜率是相同的，所以它们被合并成一个折叠线，在上半部区域只留下7条折叠线。上下两半合并后，共有13条折线，简称13条折线。64Kbps的语速是怎么来的？为了实现语音的无失真传输，采样率必须达到语音最高频率的2倍。一般来说，人类声音的最高频率不超过4000赫兹，因此采样率为8000次/秒。换句话说，为了准确地传输语音信号，信号的采样值必须每秒传输8000次。根据每个采样值的8位代码，每个通道需要传输8000次8位=64Kbps。9什么是差分脉冲编码调制(DPCM)？根据模拟信号的两个相邻采样值之间幅度差的动态范围小且相关性强的特点，如果只对相邻采样值之间的差值进行编码，由于差值信号的能量远小于整个信号的幅度，因此可以大大降低量化电平，有利于减少编码的比特数，使信道在相同传输速率下的传输容量翻倍。我们称这种量化和编码相邻样本值之间的差异的过程为DPCM。什么是基带数字传输？基带传输的一些常见模式是什么？尝试分别绘制单极性、双极性、单极性归零、双极性归零和差分曼彻斯特编码的二进制编码矩形脉冲波形。在数字通信系统中，最终传输到信道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他数字设备。这些数字信号占用的频谱范围通常从DC或低频开始，称为基带数字信号。将这些数字信号直接传输到线路中称为基带数字传输。曼彻斯特码和CMI码通常用于基带传输。什么是数字信号的频带传输？当基带数字信号的频率范围与信道不匹配时，基带数字信号被调制然后传输，这是数字信号的频带传输。14试着分析多数字频率调制的调制和解调原理。MFSK使用M种不同的载波频率来表示M种数字信息。MFSK系统的组成框图如图2.17所示。发射端采用键控频率选择，接收端采用非相干解调。图中实现的是多进制数据的调制和解调过程。什么是光学f(1)传输损耗小，中继距离长，(2)传输频率带宽宽，通信容量大，(3)抗电磁干扰，安全效果好，(4)体积小，重量轻，运输铺设方便，(5)原材料丰富，有色金属节约，环保。(6)技术复杂：光纤易碎，容易断裂。需要添加适当的保护层进行保护，以确保其能够承受一定的铺设张力；切割和连接需要高精度的融合技术和仪器。7.简述光纤通信系统的工作过程。光纤通信系统是一种以光为载波，以光纤为传输介质来传输信息的通信系统。光纤通信系统主要由电终端、光终端、光中继器和光缆组成。该图显示了光纤通信系统的组成框图。在发送端，电发送端机将信息源信息转换成电数字信号，光发送端机利用电数字信号调制光源，产生光脉冲信号，并直接将光脉冲信号发送到光缆传输。光脉冲信号到