通信原理简答题目汇总.docx
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通信原理简答题目汇总
1.写出香农信道容量公式及所能得出的结论,和在实际生活中的体现?
①香农信道容量公式:
②结论:
a.时,且时;
b.时,且时;
c.时,但时;(存在极限)
③实际应用中的体现:
a.;例:
实时通信,CDMA,扩频通信;
b.例:
下载,扩频通信;
c.例:
空间通信;
扩展:
香农信道容量公式三要素:
,,
2.如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性和可靠性?
①有效性:
指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“速度”问题。
②可靠性:
指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。
③对于模拟通信系统:
有效性用带宽来衡量,可靠性用信噪比来衡量。
④对于数字通信系统:
有效性用传输速率或频带利用率来衡量,可靠性用误码率来衡量。
模拟通信系统:
已调信号带宽越小,有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好。
数字通信系统:
频带利用率越高,有效性越好,误码率越小,可靠性越高。
3.列举三种常见的复用方式,并进行比较。
精解:
①频分复用(FDM):
利用不同频段传送不同信号。
(同时不同频)
②时分复用(TDM):
利用不同时隙传送不同信号。
(同频不同时)
③码分复用(CDM):
利用不同正交码传送不同信号。
(同频同时)
4.电话信道特性不理想时,会产生哪种影响?
如何去解决?
★★★
电话信道属于恒参信道,如果信道特性不理想的话,会导致信号发生幅度畸变,相位畸变,从而导致码间干扰。
解决方法:
采用均衡技术。
5.为什么绝大多数无线信道对信号的影响要比有线信道大?
在无线通信系统中,主要采用什么技术解决这种影响?
①大多数无线信道都属于随参信道,随参信道的特点:
信道参数随时间变化,损耗时变,时延时变,多径传播;
②随参信道对信号的影响:
瑞利型衰落,多径传播引起的频率弥散,频率选择性衰落;
③在无线通信系统中多采用分集技术。
6.恒参和随参信道知识点总结
(从乘性干扰角度,信道分为恒参信道和随参信道)
①恒参信道:
a.常见类型:
明线,对称电缆,同轴电缆,光纤信道,无线电视中继,卫星中继;
b.恒参信道对信号的影响:
幅频畸变,相频畸变;
c信道不理想时会导致:
码间干扰;
d.解决方案:
均衡;
②随参信道:
a.常见类型:
电离层信道,对流层信道,移动通信;
b.随参信道的特点:
信道参数随时间变化,损耗时变,时延时变,多径传播;
c.随参信道对信号的影响:
瑞利型衰落,多径传播引起的频率弥散,频率选择性衰落
d.解决方案:
分集;
7.均衡和分集
①均衡:
在基带系统中传入一种可调(或不可调)滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特征,从而减小码间干扰的影响。
这个对系统校正的过程称为均衡,实现均衡的滤波器称为均衡器。
均衡分为频域均衡和时域均衡。
频域均衡是从频率响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。
而时域均衡,则是直接从时间响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。
频域均衡在信道特性不变,且传输低速率数据时是适用的,而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整,能够有效地减小码间串扰,故在高速数据传输中得以广泛应用。
借助横向滤波器实现均衡是可能的,并且只要用无限长的横向滤波器,就能做到消除码间串扰的影响。
②分集:
分集类型:
时间分集,空间分集,角度分集,极化分集,频率分集等。
在接收端的合并技术有:
选择方式;最大比合并方式;等增益合并方式等。
8.比较预加重去加重技术和压扩技术的异同?
FM调制系统采用的是何种技术?
为什么?
PSTN中采用的是何种技术?
为什么?
★★★
①预加重去加重技术和压扩技术相同点:
改善系统信噪比,提高通信质量
②预加重去加重技术和压扩技术区别:
a.预加重去加重技术改善高频信号的信噪比。
b.压扩技术改善小信号信噪比。
③FM调制系统中采用预加重去加重技术,原因是FM调制系统,解调器输出端的噪声呈平方率分布,高频分量受到的噪声影响大,低频分量受到的噪声影响小,预加重去加重技术的目的就是为了提升高频信号的信噪比。
④PSTN系统中的PCM编码时采用的是压扩技术。
使用压扩技术的原因是信号幅度的概率分布不均匀,所以采用压扩技术进行非均匀量化,PCM中压扩技术目的是为了提升小信号的信噪比。
10.简述基带系统中选择线路码型的要求?
(或者这样问:
数字基带信号传输前要进行线路码型变换,为什么?
)
基带系统中选择线路码型,应具有如下特点:
①无直流分量,低频分量尽量少;②码型统计频谱越窄越好;
③便于从信号中提取定时信息;④尽量提高传输码的传输效率;
⑤适用于信源的统计变化;⑥编译码设备尽可能简单;
(所以,数字基带信号传输前要进行线路码型变换)
11简述眼图的产生过程?
眼图的作用?
眼图中衡量传输质量的指标?
(至少写出三个)
①眼图产生:
信号加在示波器的垂直输入端上,示波器水平扫描周期与码元同步的周期同步。
在示波器上就可以观测到眼图。
②眼图作用:
定性观测码间干扰和噪声对系统的影响。
③衡量传输质量的指标(眼图参数):
最佳判决门限,最佳抽样时刻,噪声容限,定时误差灵敏度等。
①产生:
信号加在示波器的垂直输入端上,示波器水平扫描周期与码元同步的周期同步。
②作用:
定性观察码间干扰和噪声对系统的影响。
③参数:
最佳判决门限
最佳抽样时刻
噪声容限
定时误差灵敏度等。
13什么是“倒π现象”?
为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”?
怎么解决?
①在数字调制系统中,如果采用绝对移相方式,由于发送端是以某一个相位作为基准的,因而在接收端系统中也必须有这样一个固定基准相位作参考。
如果这个参考相位发生变化(0相位变相位或相位变0相位),则恢复的数字信息就会发生0变为1或1变为0,从而造成错误的恢复。
而实际通信时,参考基准相位的随机跳变是可能的,而且在通信过程中不易被发觉,就会在接受端发生错误的恢复,这种现象就称为“倒现象”。
②因为二进制移相键控信号采用是绝对移相方式,所以就可能出现“倒现象”。
③解决方案就是采用相对相移方式,即2DPSK调制方式。
14多进制数字调制系统和二进制数字调制系统的比较。
与二进制数字调制系统比较,多进制调制系统具有以下两个特点:
①在相同的码元传输速率下,多进制系统的信息传输速率显然要比二进制系统的高。
②在相同的信息传输速率下,由于多进制码元传输速率比二进制的低,因而多进制信号的码元的持续时间要比二进制的长,相应的带宽就窄。
15一个20路TDM系统,每一路抽样频率为10kHZ,每个抽样值用6bits表示,每帧20个时隙,每个时隙为各路信号一个抽样值,帧头加4bit作为同步信号,试回答每路时隙宽度及系统码速。
★★★
设帧长度为,时隙宽度为,码元宽度为;
依题意:
时隙宽度:
码元速率:
分析电平:
①画图分析帧结构
②注意帧长度与采样频率的关系:
17公众电话通信网(PSTN)中所传输的语音信号频率范围是多少?
为什么要对信号进行非均匀量化。
①300Hz~3400H
②因为语音信号大多为小信号,非均匀量化在保证小信号量化信噪比相同的情况下,用7位码表示了均匀量化条件下11位码的信息,节约了4bit,实现了压缩,符合信源编码的目的。
公用电话通信网(PSTN)要点总结
300~3400HZ,8KHz采样频率;
小信号,非均匀量化,压扩技术,A13折线编码(8位)
单路码速64Kbps,32路复用后,基群码速2.048Mbps
全双工恒参信道
18什么是信源编码?
什么是信道编码?
各自在通信系统中的作用?
并列举几种常见的信源编码和信道编码?
①信源编码是为了减少信源输出符号序列中的冗余度、提高符号的平均信息量而进行的编码。
信道编码是通过增加冗余比特从而实现差错控制而进行的编码。
②信源编码是为了提高通信系统的有效性。
信道编码是为了提高通信系统的可靠性。
③常见信源编码:
PCM,DPCM,DM,霍夫曼编码等。
常见信道编码:
线性分组码,循环码,卷积码,CRC,BHC。
19列举几种常见的差错控制方法,并分析说明其应用场合?
1FEC前向纠错法:
(单向,广播信道,实时)
2ARQ反馈重发法:
(非实时)
③HEC混合差错控制:
(半实时)
三、简答题
1.什么是误码率,什么是误信率,它们之间关系如何?
所谓误码率,是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,或者更确切起的说, 误码率即是码元在传输系统中被传错的概率。
所谓误信率,又称误比特率,是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,或者更确切地说,它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。
二者之间的关系:
它们都是表示差错率的。
2.信号量化的目的是什么?
因为模拟信号是时间和幅度都连续变化的,而数字信号时间和幅度都是离散的,为了将模拟信号转化为数字信号,需要对其进行幅度上的量化。
3.简要回答均匀量化与非均匀量化的特点。
均匀量化特点,在量化区内,大、小信号的量化间隔相同,最大量化误差均为半个量化级,因而小信号时量化信噪比太小,不能满足要求。
非均匀量化特点:
量化级大小随信号大小而变,信号幅度小时量化级小,量化误差也小;信号幅度大时量化级大,量化误差也大,因此增大了小信号的量化信噪比。
4.简要说明数字通信较之模拟通信的优缺点
模拟通信,技术很成熟,就是将模拟信号与载波进行调制,使其带有一定载波特性,又不失模拟信号的独特性,接受端通过低通滤波器,还原初始模拟信号。
而数字信号,首先进行采样,对于采样幅值进行编码(0,1编码),然后进行调制,相移键控等。
接受端还原即可。
区别在于,由于数字通信其传输数字抽样信号,在接受端可以得到还原,所以信号传输率高。
而模拟信号,是对于信号的直接调制,与载波相乘,当传输途中有干扰时,对于系统的冲击,是不可修复的,所以造成失桢。
相对而言,数字通信优于模拟通信。
6.何谓严平稳,何谓宽平稳,它们之间的关系如何?
若一个随机过程(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关,则称该随机过程是在严格意义下的平稳随机过程,简称严平稳随机过程。
若一个随机过程(t)的均值与t无关,为常数a,自相关函数只与时间间隔有关,则把同时满足上述两个条件的过程定义为广义平稳随机过程。
严平稳随机过程必定是广义平稳的,反之不一定成立。
7.什么是码间串扰,怎样产生的,对通信质量有什么影响
码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰。
码间串扰严重时,会造成错误判决。
8.什么是部分响应波形,什么是部分响应系统
有控制的在某些码元的抽样时刻引入码间干扰,而在其余码元的抽样时刻无码间干扰,那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值,同时又可以降低对定时精度的要求,通常把这种波形称为部分响应波形。
利用部分响应波形进行的基带传输系统称为部分响应系统。
9.在通信原理中采用差错控制的目的是什么?
由于数字信号在传输过程中受到加性干扰的影响,使信号码元波形变坏,故传输到接收端后可能发生错误判决。
因此需要差错控制来解决加性干扰的影响。
10.说明码率、码重何码距的概念
码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数,一般我们用的单位是kbps。
码重W就是码字中所含码元“1”的数目.两个码组对应位上数字的不同位的个数称为码组的距离,简称码距,又称海明(Hamming)距离。
11.简述HDB3码的优点与缺点。
优点:
由HDB3码确定的基带信号无直流分量,且只有很小的低频分量;HDB3中连0串的数目至多为3个,易于提取定时信号,译码较简单。
缺点:
编码规