通信原理复习提纲

1、通信原理复习提纲 、选择题、填空题、简答题 1. 模拟和数字通信系统的主要性能指标有哪些？ 数字：有效性：传输速率，包括码元速率和信息速率；可靠性：错误率，包括误码率和误比特率 模拟：有效性：信号的带宽；可靠性：信噪比 2. 电磁波的主要传播方式有哪几种？它们的特点是什么？ 电磁波的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。 地波频率较低（约2MHZ以下），趋于沿弯曲的地球表面传播，具有一定的绕射能力，传播距离超过数 百千米或数千千米； 天波频率较高（2MHZ30MHz,它能被电离层反射，通过电离层反射传播，传播距离可以达 以上； 视线传播的电磁波频率高于 30MHZ能够穿透电离层不被反射且沿地绕

2、射能力也很差，类似于光波那 样传输，利用无线电中继或者卫星通信，平流层通信传播 3. 什么是信道衰落？其时域和频域特性是怎样的？ 衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。导致信号衰落的信 道被称作衰落信道。在时域上，分为慢衰落和快衰落；在频域上，分为平坦性衰落和选择性衰落。 4. 噪声按来源可分为哪几种？按性质可分为哪几种？ 按来源分可以分为人为噪声（电火花、家用电器）和自然噪声（闪电、大气噪声、热噪声）两类；按 性质分可以分成脉冲噪声（电火花、闪电） 、窄带噪声（交流电源、相邻电台）和起伏噪声（热噪声、 散弹噪声、宇宙噪声）三类。 5. 模拟信道的模型是什么?

3、 6. 数字信道的模型是什么? 7. 模拟调制主要有哪几种？它们的典型应用有哪些？ 线性调制：振幅调制（AM -广播，双边带调制（DSB -立体声广播，单边带调制（SSB -载波通信、 无线电台、数据传输，残留边带调制（ VSB -电视广播、数据传输、传真 非线性调制：（角度调制）频率调制（FM -微波中继、卫星通信、广播，相位调制（ PM-中间调制 方式 8. 什么是线性和非线性调制？它们的主要区别是什么？ 线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈线性关系。 非线性调制：已调信号频谱与调制信号频谱呈非线性关系。 非线性调整与线性调制本质的区别在于：线性调制不改变信号的原始频谱结构，而非线性调制

4、改变了 信号的原始频谱结构。此外，非线性调制往往占用较宽的带宽。 10000km I-IW I疇 fV 密 JL-i Mil L L I I ijj ijj 上】 1|1| - 门 LlLl 11J 1怎屮门崗 9. 调频和调相有何异同点？ 调频是? 保持不变， ?_? ( ?) 与 ?(?) 呈线性关系， 瞬时相位偏移随调制信号 m(t) 做线性变化； 调相是? 和 ?_0 保持不变， ?( ?) 与 ?(?) 呈线性关系， 瞬时频率偏移随调制信号 m(t) 成比例 变化 角度调制中的调频和调相在实质上并没有区别，单从已调信号波形来看不能区分两者，只是调制信号 和一条信号之间的关系不同而已。

5、一般而言，角度调制信号占用较宽的频带。由于这种信号的振幅并 不包含调制信号的信息，因此，尽管接收信号的振幅因传输而随机起伏，但信号中的信息不会受到损 失。故它的抗干扰能力较强，特别适合在衰落信道中传输。 10. 什么是角调制信号的最大频偏？什么是角调制信号的带宽？ 频偏常数：kFM (rad/s/V )，最大频率偏移 =kFM 带宽：B- 2 (1+ mFM ) fm = 2 fm + 2 f 1 1 .什么是调频指数？什么是调相指数？ 调频指数 mFM=kFM/3 = / 3 m=A f/fm (rad) 调相指数 mPM = kPM (rad ) 调相指数的含义：调制信号可能产生的最大相位

6、偏移。 12. 模拟信号数字化包括哪几个步骤？ (模拟信号)T抽样T量化T编码T (数字信号) 13. 抽样过程和量化过程分别是对信号的那部分离散化？ 抽样是对信号自变量的离散化；量化是对信号幅度进行离散化 14. 什么是低通抽样定理？什么是奈奎斯特速率？ 低通抽样定理：设一个带宽有限模拟信号 s(t)的最高频率为fH，若抽样频率fs 2fH，则可以由其抽 样信号序列 sk(t) 无失真地恢复原始信号 s(t) 。 fs=2fH 称为奈奎斯特抽样速率。 15. 什么是频谱混叠？克服频谱混叠主要有哪些方法？ 若抽样速率低于奈奎斯特抽样速率，则相邻周期的频谱间将发生频谱重叠，即频谱混叠 16. 什

7、么是均匀和非均匀量化？它们各有何优点？ M个抽样值区间是等间隔划分的，称为均匀量化。 M个抽样值区间是不均匀划分的，称为非均匀量化。 均匀量化勺好处就是编解码勺很容易，但要达到相同勺信噪比占用勺带宽要大。 非均匀量化：当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时，非均匀量化 器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本 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，即改善了小信号时的量化信噪 比 17.什么是PCM脉冲编码调制 18. DPCM勺基本工作原理是什么？ 经过抽样的语音信号，各抽样之间存在着相关性。于是

8、可以由前面的抽样值预测当前的抽样值； 预测必然会有误差，然后对实际值与预测值之差值进行编码。由于差值勺功率比信号功率小得多，所 以对差值编码所需勺位数也可以显著减少。 19. DM的基本工作原理是什么？ 在DP CM基础上，当信号的抽样频率提高，相邻抽样之间的相关性增加，差值信号功率减小，编码位 数也随之减少。当仅使用一位编码表示差值时，这一编码方法称为增量调制。 当差值为正时，编码为 1；当差值为负时，编码为 0 20. 什么是单级性码、双极性码、归零码和非归零码？ 单极性波形：用正(负)电平和零电平分别表示 1 和 0；双极性波形：用正电平和负电平分别表示 1 和0;非归零波形(NRZ：在

9、整个码元周期 T内电平保持不变；归零波形(RZ):在码元周期T内电平 只持续一段时间，余下时间返回到零电平 21. 随机脉冲信号序列的功率谱有何特点? 22. 什么是码间串扰？其产生的原因是什么？ 相邻码元间的互相重叠称为码间串扰。由于系统传输特性H 扰 23. 数字基带传输系统不会引起码间串扰的条件是什么？ 当传输速率为1/T，数据传输带宽为1/2T，这时在理论上不存在码间串扰。 24. 什么是奈奎斯特准则？什么是奈奎斯特速率？ 奈奎斯特准则：为得到无码间串扰的传输特性，系统传输函数不必须为矩形，而容许是具有缓慢下降 边沿的任何形状，只要此传输函数是实函数并且在 f=W处奇对称 奈奎斯特第准

10、则 J眈丿；传诒竝卞响H /Ml V/f 耐八二冷我 -J- J 丄 M叮工泊的求样小m仙叩卩扰 2倍带宽速率为传输速率的上限，称为奈奎斯特速率。 25.什么是系统的“滚降”特性？ 滤波器的边沿缓慢下降，通常称之为“滚降” 。具有滚降特性的滤波特性仍然保持传输速率，但是它 占用的带宽增大了。因此频率利用率有所降低。 26. 什么是部分响应波形？什么是部分响应系统？ 部分响应波形：频带利用率既高、 “尾巴”衰减又大、收敛又快的传输波形利用部分相应波形传输的 基带系统称为部分响应系统。 27. 什么是眼图？它有什么功用？ 所谓“眼图”，就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号，以码元定时作为同步信

11、号在示波器屏 幕上显示的波形。 由此图可以看出： (1) 眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽 样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 (2) 眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度，斜率越大，系统对定时抖动 越敏感。 (3) 眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多 接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。 (4) (5) 错误判决。 (6) 28.什么是均衡器？有哪几类均衡器？ 为了减小码间串扰，通常需要在系统中插入另一种滤波器来补偿。这种滤波器称为均衡器。 均衡器的

12、种类：频域均衡器和时域均衡器 29. 什么是 ASK FSK PSK和 DPSK 二进制振幅键控(2ASK二进制频移键控(2FSK)二进制相移键控(2PSK 二进制差分相移键控(2DPSK 30. 什么是相干解调？什么是非相干解调？ 相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相干(同频同相)的参考信号与载频相乘。而非相干解调 不使用乘法器，不需要接收机和载波同步。 (f)不理想而造成的各码元之间的相互干 在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生 横轴对应判决门限电平。 31. 与数字基带信号带宽相比，ASK F

13、SK PSK和DPSK的带宽分别为多少? ASK: B2ASK=2BA FSK: f=| f1-f0 | + 2 fc P SK: DP SK: B=2Rb 32. ASK FSK PSK和DPSK勺频谱分别是怎样的？ ASK PSK /. _ . k - 7 -3 a 4 A / DPSK 33. FSK和 PSK信号相邻码元之间波形不连续的原因何在？ FSK开关法产生的2FSK信号，分别由两个独立的频率源产生两个不同频率的信号，故相邻码元的相 位不一定是连续的。 PSK当一个码元中包含有整数个载波周期时，则相邻码元的边界处波形是不连续的。 34.2PSK和2DPSK言号的异同点是什么？ 2

14、DPSK信号的功率谱密度与2PSK信号的功率谱相同。两者都有良好的误码率特性。 2P SK不利于长距离传输。2D PSK利于长距离传输。 35. 什么是星座图？它有何功用? 数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表示，以直观的表示信号以及信号之间的关系。这种图 示就是星座图。 36. 按错误码的统计特性区分，信道可以分为哪几类？ 随机信道：这种信道中的错码是随机出现的，FSK 肓= 1.0 2.0 并且各个错码的出现是统计独立的。例如，由白噪声引 起的错码。 突发信道：这种信道中的错码是相对集中出现的，即在短时间段内有很多错码出现，而在这些短时间 段之间有较长的无错码时间段。例如，由脉冲干扰

15、引起的错码。 混合信道：这种信道中的错码既有随即的又有突发的 37. 差错控制技术主要有哪几种？它们各有什么特点？ 检错重发：在发送码元序列中加入一些差错控制码元，接收端能够利用这些码元发现接收码元序列中 有错码，但是不能确定错码的位置。这时，接收端需要利用反向信道通知发送端，要求发送端重发， 直到接收到的序列中检测不到错码为止。采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道。 前向纠错(FEQ：接收端利用发送端在发送序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能确 定错码的位置。在二进制码元的情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。 反馈校验：这是不需要再发送序列中加入差错控制码元。

16、接收端将接收到的码元转发回发送端，在发 送端将它和原发送码元逐一比较。若发现有不同，就认为接收端收到的序列中有错码，发送端立即重 发。这种技术的原理和设备都很简单。其主要缺点是需要双向信道，传输效率也比较低。 检错删除：它和第一种方法的区别在于，在接收端发现错码后，立即将其删除，不要求重发。这种方 法只适用于少数特定系统中，在那里发送码元中有大量冗余度，删除部分接收码元不影响应用。 38. 什么是码率、码重、码距和最小码距？ 编码序列中信息码元数量 k 和总码元数量 n 之比 k/n 称为码率。在分组码中，将码组内“ 1”的个 数称为码组的重量，简称码重。把两个码组中对应位取值不同的位数称为码

17、组的距离，简称码距。其 中最小的距离称为最小码距。 39. 码元速率、带宽、信噪比和误码率之间的关系是怎样的？ 提高码元速率，势必使信噪比下降，误码率增大。采用纠错编码后，误码率将降到原来的水平，但带 宽增大。 40. 什么分组码？ 分组码：一类重要的纠错码，它把信源待发的信息序列按固定的K位一组划分成消息组 息组独立变换成长为 n(n K )的二进制数字组，称为码字。 41. 什么是线性码？ 码元间的关系为线性时，称为线性码。 42. 什么是循环码？ 具有某种循环特性的线性分组码。 、绘图题 1. A M的调制与解调实现框图, 再将每一消 H(JH(J；I I 调幅(AM)(AM)蓿号的解调

18、器一也络检波器 仏 彳5 5疋 低通龙蛙s|s| 皤 fl 2. DSB的调制与解调实现框图 双边带调幅(hSB)(hSB)信号的调制器 双边带调福(DB) (DB) 号的睥调器一郴干解调器 Tn i F 3. SSB的调制与解调实现框图 加边帝 1 1、因盪*1 1.置. Jcos fJaJcos fJa 本地载波 4. VSB的调制与解调实现框图-调幅(AM)(AM)僖U U的调制器 斤口屮 I羊边带滤波I一 :訓 0303 残留讷带囂B)B)调制器 残留边帯( SR)SR)解调器 本世 ftft 呼 3 日炉 rlrl 5. AM的时域波形图和频域频谱图 6. DSB的时域波形图和频域频

19、谱图 取边带调陽OSU)OSU)佶号的波形 A M Au - 6 6 1 1-X y O 感边带调te (hSK),Ute (hSK),U号阳频域我达武茂频诸 焉田cn cn 刖(/亠 Q 亠M(rM(r- -K)K) * 人 M A , 11 11 下初甫 第 ) -/, O A A 7. SSB的频域频谱图 上边带调制的频谓分析 f门门 8.VSB的频域频谱图 残留边帯调制卜舁国的谨分析 9.低通抽样时域波形图的频域频谱图 t t 3/3/ 10. DPCM勺编解码实现框图 DPCMDPCM解码原理框图 4誘関蕃丄qA 门 / n A J _ bl_ bl p p f - r (? / ,

20、H Mfi */ 匚 0 下也苗调制的频曙分析 AA -t_ AA Q Q Z Z 殆1门 -A t? r tnrnnii jllhrn fi 化雜厂片编心巷樂 * 二6 依禎讣-疝 假设：=引 ；-% 一叫：S; 一傀臥)+ s； * 11. DM的编解码实现框图 增a调制编码器原理框图 5(0 拟信号 抽徉信弓 预测信号 预测误S 星化预测误垂 車建信号 増量调制解码器掠理框图 I I延迟h h 12.单极性码、双极性码、非归零码和归零码的波形图 0 10 0 10 0 10 0 10 0 0 0 0 1 1 1() 1() m m_ _n n 冀 S:几叫PKTLALTTL/叫 13.

21、单极性码、双极性码、非归零码和归零码的频谱图 14. 数字双相码的波形图 0 0 J J n 1 c 1 ( ()J)J 1 1 ( ( ) ) ( ( ) ) ( ()1 1 ( ) 一 u 一 L 一 - 一 15.密勒码的波形图竺I抽繹踞 电平二值化 十 屮)斥拟.倚号 抽样信号略 刊 j测信号 预刑視羞 量化预河渓生 車連佶号 4 延迟片% i 咗 #僅芯； ：SS: rmji_n n 单楼怜 非心零岂0 0 1 11 1 n 1 0 1 0 1 1 ClCl 0 0 1 1 1 01 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 n n 16. 传号反转码的波形图 17. AMI码的波

22、形图 1 10100000 0 0 100 10 00000 1 V - 18. HDB3码的波形图 1 101000000010 0 100000011 101000000010 0 10000001 Vi 19. ASK的调制与解调实现框图 ZASKfSZASKfS号前调制 匚柑乘迭 CDE - -. .-J IJ I . .：ASKtSASKtS号 2ASK2ASK信号的菲制干解调If 口开关注 包络检波 2ASKf52ASKf5号的 ffl 干解调 6 6 环入 ClCl 车地 3 叫 血羊 IIII 輸出 甸;夬 9 9 的 走时验冲 20. FSK的调制与解调实现框图SFSKftS

23、jSFSKftSj 也HOHO I开关法“选频拄 coat coat 叫“ cE cE 3| 03| 0 2 2 F F月KtKt；号的乳IPIP解尊 COM COM 4 4；1 1 讶卤建涯I一I fe 禅 1； 悬 是時修神 I I 2FSK2FSK信号的非棚干解调包络检彼 1 1包奇1 ， 4 : N 帚杏乐古 J 1 1 1检浅 轴屮 IFSKmIFSKm号的苜 ffl 干解W W过宰点槪测法 卄 EE EEHHHUIMII f 卷出 21. PSK的调制与解调实现框图 柜a选择法 T(r)T(r) 幵壬卓痔 JFSKflS JFSKflS #帝荷号点打 C C 吹- - f1f1 抽

24、样 JPSKls 敎字M M詩号 j(f)j(f) 22. DPSK勺调制与解调实现框图 2DPgKf32DPgKf3号的调制 2npsKfri2npsKfri号的解 口相&比较注 帯逋 輕扎 毘时 ft 冲 IhPSKfttJWMtHIhPSKfttJWMtH zifflziffl干解调法（极性比技法） PHHRIZHSI h 23. ASK的时域波形图和频域频谱图L -C 1 抽律|_ 滤浚 V V 忍壬 1 本定较反 走时冲 提取 喻出 g 買 砥迟 T - -2ASK(32ASK(3号的典翌K K賂 I 0 1 (1 需厂L_ru 24. FSK的时域波形图和频域频谱图 2FSK 2F

25、SK彳占:号圖裁飕 25. PSK的时域波形图和频域频谱图 0 0 I)II)I” 26. DPSKi勺时域波形图和频域频谱图 27. QPSK勺调制与解调实现框图 三、计算题 1.信息量、平均信息量和总信息量的计算 习1.11.1注菱主字密中 E E 出辺为烘主是哀，孚手 O.iK, O.iK, 站其匸5,5, W W； FKFK诰鼠呈；=b, j=b, j=- -Inn3PInn3P（F| F| = = - -kp,n 5=3.?5hkp,n 5=3.?5h 3H”23H”2 臬唱屡澜左 A, A, a. t t，D D 四丰;w*组殴”世勿命 m*筑遽出 ULUL 具出a a 泊*幷别为

26、 14, 14, 14, 14, 116, 116, iU, iU, 4 淒（5 5 皂存曰毎f f的号訂唱思i.i. 匚=嗨 = -碣户一呃扌乜-隔芥 2 2 4141站 /. /. = =- -k k）6.6.：；：；=2Jljfr=2Jljfr 厲=一砂： = 1 1 嗣跖 1616 LQLQ H 也经亘言国址 L10L10 信息缜封轩*栗=A. A. H, H, C C D D 惘 E E 址农 赴蚌=护弓！5= 15= 1 其出袈權室为1 1 1 1 8J8J 汕 M M斑斑加札鼠課袴号苗甲均德見S S, , #T#T 甘=工用加恥心）=-拖扌-扣扌-咤订呪 2 2 =匕 2 2 咖

27、苻号 习 1.111.11 A. A. E, E, U D U D 并射耳慣萃 MIE, lMIE, l- -. . M M 创 j?.j?. 畔一继虬的由现厘理立旺.试儿*英甲理陪ft ft a”a” MhMh 丹=一乂*）呃 pg pg = =扣肥一一扌皿*-右|吧-知諾二 J J 7 7活苗苻号 FIX工叩囲”3 ) j=ij=i 2PSKlg2PSKlg号的典整波形 . .2121恪KtKt号的频谱图 /. 2PSK2PSK 盂宇垦 式中； 人为消息，是组成消息的各种符号的集合; q为符号斗出现的次数； M为消息中符号的种类. 2.码元速率、信息速率、误码率和误比特率的计算 兀連良、1

28、919暑燈墨例更， 习L4L4 止一/、冉总誉岀匕史序苦瞬虽區号.集徒元託度肖伫 J=J=试* 酉元主宝和僧悬燿證. 辭，凤=厶=-_ =EOOOBd=EOOOBd F 兀 125Wi*125Wi* 苓拯匕 卫.=log.log.= = 8000*8000*皿,耳二1 1百4 4卜仃 書扭 M- -；-错遏讶兀 ft 传输国元总数 3*舗競 3. 角调制信号的带宽计算 习ft ft 3.8 3.8 1313 阳蔑叵芒得专旳表这试为底/) = 1 10gl;t *(/】+1010cotcot 卫,7*ltfl = ,7*ltfl = 弑或；n n SWSW 常 WSWS 吞 Z Z 韻爭；Q Q

29、： t t 询信三戎最丈相耘：估)P.fSP.fS- -3 3- -#3, #3, 樺 I I : :n n 讶“卡丐的備對吊率为 呦 _ Mg Mg - - 2000 3 2000 3 2W0f2W0f 0 0彳岂虬旳 用”=生=】甘1=101=10 ./. !13!13 谨电号均 5 5 丈胡瞽也$=100(1.100(1. r r 対医肖FMFM址与PMPM技为宰左总式相言，y y 恥 =5(1=5(1+叫/；，沪timtim建 1313W W科声豆为 B=2(lHn*10 B=2(l (ft)j + + ?w0”?w0”尸 c.c. fljnf)+mfljnf)+m ff- -f f

30、01? 01? (sC (sC 二寻- -V V丙=头附切 上 七 出 5. PCM编码计算 6. PCM解码计算 习4.64.6刼盛!7 7业均匀此刖11俚的忧尿点， 甞；对盅工5 5址；A車中，4 4射.机丿 f f 車咔，491 491 lele： 一嚴也 岂/越丸旺 T T 在丈 老壬貳 fe 纹酌斜垂 1g1g 小-信号孟 ISteISte 超釜.即討 H 倍号而5 5非 i3i3 习3 3优附站 fTRVfTRV 倍亏& 噪比比卫律；修芝 1 1 而世口1 1兮丽=，罪幻=乂訓应苗的0 0弓i i嫌比比卫存稍好. 习4.14.1 直写出当曰一化辆人勺号愉柱嗯孚手0303时 舟信号f

31、eWSfeWS等于厲久产黑吸性珂勺=1 1 萱衷可竭0 0 3t 3t #3#3妙 VI魏魏: :b b禹滋禹滋0 0 3 3巧国号为巧国号为*3设廷硯茫 110.110.血占心町血 孺 7 7 fe冈的功唐花5 5为,WL盟二工呵出吉谯担内呈|业氏肖丹*51*51 沽+亍=皿可*再2 所处化时良战学声心=凶仏 所口狗i i的二:!1 1剖晞齟为nini讥 MM1.MM1. 7.二进制信号的功率谱计算 (0(0 其 fe G(w) G(w) 乎乎 I I 由製 尸(0)*0)0)*0)户1/2 1/2 、 fi r fiW fi r fiW = (0 = (0 iW iW M，* 以 7jO

32、= Gt/),G.(/) = 0.7jO = Gt/),G.(/) = 0.将S S托/二削或宇基芍信号的取边5t5t童SaSSaS討表达氏 叽可待 2)討(1 -呃 S - 0： erf + i f “伺 P 呃訓 (/- % =紳-鬥10(卅+1(卜珂月4,另 曲伴卜自弼)KT2323二进钊纹孕SSIlSSIl号3131收1111方4 4力 P3P3紇珂号Hr)Hr) 吿nrnr士j?t fj?t f- -Ti.d*.Ti.d*.代入上筈鸟 PSPS討田护辭書XTXT 因为二世字基哼号电存W HTW HT巧童StSt遣片S S笳以能从卞戏字SS烤号 O 吳 取诗元R R步5?SKf5?SK

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