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1什么是通信信号？

通信系统传送的是消息，而消息只有附着在某种形式的物理量上才能够得以传送，这类物理量通常表现为具有一定电压或电流值的电信号或者一定光强的光信号，它们作为消息的载体统称为通信信号

2什么是数字信号？

什么是模拟信号？

为什么说PAM信号不是数字信号？

信号幅度在某一范围内可以连续取值的信号，称为模拟信号；而信号幅度仅能够取有限个离散值的信号称为数字信号。

PAM信号是将模拟信号取样后产生的信号，它虽然在时间上是离散的，但幅值上仍然是连续的，因此仍然是模拟信号。

3什么是信号的时域特性？

什么是信号的频域特性？

信号的时域特性表达的是信号幅度随时间变化的规律，简称为幅时特性。

信号的频域特性表达的是信号幅度随频率变化的规律，它以傅立叶级数展开分解为理论基础。

4什么是信号带宽？

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。

5周期矩形脉冲信号的频谱有什么特点？

矩形脉冲信号的脉宽τ与有效带宽有何关系？

（1）该信号频谱是离散的，频谱中有直流分量Aτ/T、基频Ω和n次谐波分量，谱线间隔为Ω=2π/T；

（2）直流分量、基波及各次谐波分量的大小正比于A和τ，反比于周期T，其变化受包络线sinx/x的限制，有较长的拖尾（参见式1-1）；（3）当ω=2mπ/τ（m=±1,±2…）时，谱线的包络线过零点，因此ω=2mπ/τ称为零分量频率点；（4）随着谐波次数的增高，幅度越来越小。

可以近似认为信号的绝大部分能量都集中在第一个过零点ω=2π/τ左侧的频率范围内。

该点恰好是基频Ω的4次谐波点。

通常把0~4Ω这段频率范围称为有效频谱宽度或信号的有效带宽。

可见，τ越小，有效带宽越大，二者成反比。

15多路复用的目的是什么？

常用的多路复用技术有哪些？

多路复用是利用同一传输媒介同时传送多路信号且相互之间不会产生干扰和混淆的一种最常用的通信技术。

在发送端将若干个独立无关的信号合并为一个复合信号，然后送入同一个信道内传输，接收端再将复合信号分解开来，恢复原来的信号。

多路复用可以大大提高线路利用率，节省线路开支。

常用的多路复用技术包括频分、时分和码分。

16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。

17什么是调幅调频和调相？

调幅又称为振幅调制，是指载波信号的幅度随调制信号变化而变化。

调频和调相统称为角度调制，分为频率调制和相位调制，简称调频和调相。

角度调制过程中载波信号的振幅不变，而其总瞬时相角随调制信号按一定关系变化。

载波频率ω（t）随调制信号的瞬时幅值变化而变化的调制称为调频。

载波瞬时相位θ（t）随调制信号瞬时幅值呈线性关系变化的调制称为调相。

18什么是载波键控？

有哪些载波键控？

用数字信号对载波信号进行调制称为数字调制。

其中，用数字信号调制正弦载波信号又称为载波键控，包括幅移键控、频移键控和相移键控。

19简述2FSK相干解调原理。

以上图所示2FSK解调为例。

某次接收到的频移键控信号可能是cosω1t或者是cosω2t，其中ω1对应数字信号1，ω2对应数字信号0。

这个信号与本地载波cosω1t和cosω2t同时分别相乘，可得如下三种结果之一：

cosω1tcosω1t=cos2ω1t+cos0=cos2ω1t+1=1（当高频滤掉之后）

cosω2tcosω2t=cos2ω2t+cos0=cos2ω2t+1=1（当高频滤掉之后）

cosω1tcosω2t=cos（ω1+ω2）t+cos（ω1-ω2）t<1（当高频滤掉之后）

其中倍频分量2ω1、2ω2以及ω1+ω2都被低通滤波器滤掉。

仅剩下等于1和小于1的两种情况。

在抽样判决中判决比较两个低通滤波输出电平的大小，上大判为1，下大判为0。

2-13什么是数字信号的频带传输？

当基带数字信号频率范围与信道不相匹配时，把基带数字信号进行调制后再行传输，就是数字信号的频带传输。

2-2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。

2-3什么是抽样定理？

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。

2-4为什么要作非均匀量化？

把信号幅值均匀等间隔地量化称为均匀量化或线性量化。

设被量化信号的幅度变化范围是±U，把-U~+U均匀地等分为△=2U/N的N个量化间隔就是均匀量化。

其中，N称为量化级数，△称为量化级差或量化间隔。

在均匀量化方式中，当信号幅值与△接近时，量化信噪比显著恶化。

于是需要对输入信号采用非均匀量化。

非均匀量化的量化级差随着信号幅值的大小而变化。

当输入信号幅值较小时，量化间隔△变小，反之则变大。

具体方法是，在对输入信号量化之前先对其进行非线性压缩，改变大小信号之间的比例关系，让小信号作适当的放大（扩张），而大信号时作适当的缩小（压缩）。

这样处理后得到的信号等效于非均匀量化。

同时为了恢复信号的比例关系，接收端需要进行与发送端作用相反的非线性扩张。

2-5量化误差是怎样产生的？

量化噪声是如何定义的？

量化值取每个量化级的中间值，所以实际抽样值与量化值之间存在误差，这种误差称为量化误差。

量化误差就好像在在原始信号上叠加了一个额外噪声，称为量化噪声。

量化信噪比定义为20lg（Us/Uz），其中Us是取样信号电平，Uz是量化误差。

2-613折线A律是如何实现的？

13折线A律如图所示。

图中上下半区各由8条由折半点相连形成的折线组成，由于靠近原点附近的1、2两段折线斜率相同，故合并为一条，上半区仅剩7条折线。

上下半区合并后共有13条折线组成，简称13折线A律。

2-7简述PCM30/32系统帧结构。

一帧的时长规定是125μs，划分为32个等时隙，编号为TS0~TS31，因此，3.90625μs/时隙。

时隙TS0用作转送帧同步，时隙TS16用作传送信令，其余30个时隙分别用作30个话路。

每个时隙8bit，一帧共有256bit。

为了便于同步控制，每16帧构成一个复帧，时长是2ms。

这里所说的信令是指专门用于控制系统设备动作的信号。

TS16把多个用户的信令放在一起由独立时隙传送，称为共路信令。

2-8话音速率64Kbps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。

2-9什么是差分脉冲编码调制（DPCM）？

根据模拟信号的两个相邻抽样值之间幅度差值动态变化范围较小并具有较强相关性的特点，若仅对相邻抽样值的差值进行编码，则由于差值信号的能量远小于整个信号幅值，就可以使量化级数大大地减少，从而有利于减少编码的位数，在相同传输速率下，可以成倍地提高信道的传输容量。

我们把这种对相邻抽样值的差值进行量化、编码的过程，称为差值脉冲编码调制（DPCM）。

3-4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什么？

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如何实现时隙交换？

要完成时隙交换，需要用到T接线器。

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。

S型空分接线器主要由控制存储器（CM）和交叉矩阵两部分组成，如图所示。

S接线器能够把任一PCM复用线上的任一时隙信息交换至另一PCM复用线上任一时隙，其每条出线和入线都是时分复用的。

交叉矩阵是由PCM复用线交叉点阵组成的，交叉点阵中的每一个交叉点是一个高速电子开关，控制交叉点的接通和断开。

这些高速电子开关受控制存储器CM中存储的数据控制。

根据控制位置的不同，S接线器有输出和输入两种控制方式。

以输出控制方式为例：

每一条输出PCM线都要设置一个固定的CM。

图中共有n条输出PCM线，所以需要n个CM。

一条PCM线上有多少个话路时隙，对应的CM就应该有多少个存储单元，即每个话路时隙对应一个CM存储单元。

CM存储单元中存储的内容是需要接通的输入PCM线号码，因此，用二进制表示输入PCM线号码时CM要保持足够的位数。

例如，PCM1线上的TS2时隙要交换到PCM2线上去，只需要在CM2的第2个单元写入1即可。

7简述TST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）AB：

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CMB15控制从SMB15的第58号单元读出至接收端B的解码接收电路中去。

（2）BA：

把PCM15TS35时隙的话音信号交换到PCM0TS205时隙中去。

其交换过程与AB相同。

只是此时所寻找到的时隙为TS186（采用反相差半法）。

中央处理机运行相关程序分别在输入侧T级的CMA15的第35号单元写入“186”；在S级CMS0的第186号单元写入“15；”在输出侧T级的CMB0的第205号写入“186”。

上述内容全部写完后就开始按照各控制存储器的数据执行。

首先，当PCM15的TS35时隙信息来到时，由CMA15控制写入SMA15的第186号单元；当TS186时隙到来时，该信息被顺序读出到S级的输入端的15号入线，并由CMS0控制交叉开关点15入/0出闭合接通至输出侧T级的第0个T接线器的入线端，同时写入到SMB0的第186号单元；最后当TS205到来时，再由CMB0控制从SMB0的第186号单元读出至接收端A的解码接收电路中去。

4-1什么是光纤通信？

它有哪些特点？

光纤通信是以光波信号作为载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信手段。

光纤通信的特点如下：

（1）传输损耗小，中继距离长

（2）传输频带宽，通信容量大（3）抗电磁干扰，保密效果好（4）体积小、重量轻、便于运输和敷设（5）原材料丰富、节约有色金属、有利于环保。

（6）技术上较复杂：

光纤质地脆弱易断，需要增加适当保护层加以保护，保证其能承受一定的敷设张力；切断和连接需要高精度溶接技术和器具。

2光纤的结构是怎样的？

光纤通常是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层、涂覆层。

4简述阶跃型光纤中光的传输原理。

根据光的反射定律和光的折射定律，下面两式成立：

θ入=θ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θ入的大小来调整折射角θ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θ不能太大。

只有当θ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=sinθ。

由于θ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。

7简述光纤通信系统的工作过程。

光纤通信系统是以光为载波，以光导纤维为传输媒介来传输消息的通信系统。

光纤通信系统主要由电端机、光端机、光中继器和光缆组成。

图示出了光纤通信系统的组成框图。

在发送端，电发送端机把信源消息转换成电数字信号，光发送端机使用该电数字信号来调制光源，产生光脉冲信号并直接送入光缆传输，到达远端的光接收端机后，用光检测器把光脉冲信号还原成电数字信号，再由电接收端机恢复成原始消息，送达信宿。

光中继器起到放大信号，增大传输距离的作用。

8什么是光波分复用技术？

在同一根光纤中同时耦合传输n个不同波长的光载波信号，称为光波分复用（WDM），其中每个光载波信号携带一路调制后的光脉冲信号。

如图所示。

根据波分复用时波长间隔的大小可以将波分复用系统分为三种类型：

DWDM和CWDM以及OFDM。

6-1.什么是微波通信？

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。

2.根据所传基带信号的不同可将微波通信系统分为几类？

根据所传基带信号的不同，可将微波通信系统分为模拟微波通信系统和数字微波通信系统两大类。

3.微波的自由空间传播损耗是如何产生的？

电波的能量向周围空间扩散。

4.地面对电波传播有何影响？

地面对电波传播的影响主要表现在以下两个方面：

（1）传播路径上障碍物的阻挡或部分阻挡引起的损耗；

（2）电波在平滑地面（如水面、沙漠、草原等）的反射引起的多径传播，进而产生接收信号的干涉衰落。

5.数字微波通信线路是如何构成的？

一条数字微波通信线路由两端的终端站、若干中继站和颠簸的传播空间构成。

6.数字微波通信系统由几个部分组成？

数字微波通信系统可以分为用户终端、交换机、数字终端机、微波站等几个部分。

7.数字微波中继站的中继方式有几种？

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）。

7-1什么是移动通信？

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

7-2从不同的角度看，移动通信有哪些分类？

按照不同的分类方法，可把移动通信系统作如下分类：

（1）按照使用区域可分为陆地、海上和航空移动通信系统。

（2）按照基站配置方式可分为大区制、中区制和小区制移动通信系统。

（3）按照传输信号类型可分为模拟和数字移动通信系统。

（4）按照运行方式可分为专用和公用移动通信系统。

（5）按照系统用途可以分为移动电话通信系统、无线寻呼系统、无绳电话通信系统和集群通信系统。

7-3移动通信使用哪些频段？

使用特高频（UHF）分米波0.3-3GHz波段视距波，常见的是900Mhz和1800Mhz。

7-4什么是频分多址？

时分多址和码分多址？

在无线通信系统中，为了提高系统效率、增加系统容量，让若干个用户共用一个发射台进行相互间的多边通信，称为多址通信。

1）频分多址（FDMA）：

以载频频率的不同来区分用户。

每个用户使用一个载频，相邻载频之间留有足够保护间隔，防止频率漂移导致的信号重叠。

2）时分多址（TDMA）：

把一个信道的整体时间分割成若干时隙，再按照时隙分配原则，使每个用户占用其中的一个时隙来传送信号。

3）码分多址（CDMA）：

每个用户分配一个唯一的地址码（称为伪随机二进制序列码或PN码）进行扩频传输。

接收端也使用相同的地址码识别检测信号，利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）来区分不同的用户。

参考图7-2~7-5。

7-6简述蜂窝移动通信的工作原理

无线蜂窝移动通信的工作原理是把一个地理区域划分成若干个无线小区。

每个小区由一个小功率无线基站台（简称基站）来提供服务。

由于基站功率较小，信号强度影响范围有限，因此同一频率的载频可以在相距一定距离的另一个小区中再次使用，称为频率复用。

在移动过程中通话的用户从一个小区到下一个小区移动过程中，系统能够自动地为其提供连续不断的信道接续，称为自动越区切换。

频率复用加上自动越区切换构成了小区蜂窝概念的主体。

当一个小区内用户数量较多时，通过增加基站载频数量的方法可以扩充用户容量。

但载频数量毕竟有限，因此通常采用小区分裂、扇区化、覆盖区域逼近或微小区等方法来扩容，同时也可以提高系统的服务质量。

7-7蜂窝移动通信系统由哪些主要设备组成？

8GSM蜂窝移动通信系统的多址方式是如何实现的？

把FDMA与TDMA结合起来。

9什么是扩频调制？

扩频调制是利用相对频带较窄的数据码调制具有很宽带宽的载频码。

在CDMA移动通信系统中采用扩频技术最主要的目的并非是为了提高抗干扰能力，而是为了利用其中的码分多址技术实现用户容量的极大扩展。

其中信号频谱的扩展是利用调制扩频码序列的方法来完成的，而所选用的扩频码是一种自相关性很强，互相关性很弱的周期性序列码，这样能够保证每一个扩频码的唯一性。

若每个用户分配一个扩频码就可以通过码序列的不同区分不同用户。

当码序列长度足够长时可以实现足够多的用户码分多址通信。

10根据直接扩频通信原理框图和直接扩频调制原理波形图简述CDMA的多用户寻址的实现原理。

在CDMA移动通信中，选用一组自相关性很强，互相关性很弱的伪随机序列码，称为扩频码，每一个扩频码具有唯一性。

给每个用户分配一个扩频码就可以通过码序列的不同区分不同用户。

当码序列长度足够长时可以实现足够多的用户码分多址通信。

扩频序列码具有很窄的脉冲宽度τ，其有效频带非常宽，数字信号码元调制扩频序列码，产生频带很宽的调制信号，可送入宽带信道传送。

图中四路信号被同时接收，但只有相关性最强的码元被保留下来，最终输出得到的是S2。