通信原理第六版课后答案.docx

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通信原理第六版课后答案

思考题第一章

1-2数字通信有那些特点

答:

第一,数字传输抗干扰能力强,尤其在中继时,数字信号可以再生而消除噪声得积累;第二,传输差错可以控制,从而改善了传输质量;第三,便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理;第四,数字信息易于做高保密性得加密处理;第五,数字通信可以综合传递各种消息,使通信系统功能增强。

1-3按消息得物理特征,通信系统如何分类？

答:

根据消息得特征不同,通信系统可以分为:

第一:

电报通信系统;第二:

电话通信系统;第三:

数据通信系统;第四:

图像通信系统。

1-4按调制方式,通信系统如何分类？

答:

按调制方式,通信系统可以分为:

基带传输与频带传输。

1-5按传输信号得特征,通信系统如何分类？

答:

按传输信号得特征,通信系统可以分为:

模拟通信系统与数字通信系统。

1-6按传送信号得复用方式,通信系统如何分类？

答:

按传送信号得复用方式,通信系统可以分为:

频分复用,时分复用与码分复用。

1-7通信方式就是如何确定得？

答:

通信方式就是根据消息得传送方向与时间关系确定得。

1-8通信系统得主要性能指标就是什么？

答:

通信系统得主要性能指标就是:

传输速率与差错率。

1-9什么就是误码率？

什么就是误信率？

它们之间得关系如何？

答:

所谓误码率,就是指错误接收得码元数在传送总码元数中所占得比例,或者更确切起得说,误码率即就是码元在传输系统中被传错得概率。

所谓误信率,又称误比特率,就是指错误接收得信息量在传送信息总量中所占得比例,或者更确切地说,它就是码元得信息量在传输系统中被丢失得概率。

二者之间得关系:

它们都就是表示差错率得。

1-10什么就是码元速率？

什么就是信息速率?

它们之间得关系如何？

答:

码元速率就是指每秒钟传送码元得数目,单位为“波特“,常用符号“B”表示。

信息速率就是指每秒钟传递得信息量,单位就是比特/秒。

二者之间得关系:

在二进制下,二者在数值上相等,只就是单位不同;在N进制下,设信息速率为Rb（bit/s）,码元速率为Rbn（B）,则有:

Rb=Rbn*log2N（bit/s）

1-12什么就是信源符号得信息量？

什么就是离散信源得信息熵？

答:

信源符号得信息量就是它出现得概率P（x）得函数。

每个符号所含信息量得统计平均值称为信源得信息熵。

第三章信道

3-1什么就是调制信道？

什么就是编码信道？

答:

所谓调制信道就是指调制输出端到解调输入端得部分。

所谓编码信道就是指编码器输出端到译码器输入短得部分。

3-2什么就是恒参信道？

什么就是随参信道？

目前常见得信道中,哪些属于恒参信道？

哪些属于随参信道？

答:

恒参信道就是指乘性干扰不随时间变化或基本不变化。

随参信道就是非恒参信道得统称,它得乘性干扰就是随机变化得。

常见得恒参信道有:

由架空明线,电缆,中长波地波传播,超短波及微波视距传播,人造卫星中继,光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成得信道。

常见得随参信道有:

短波电离层反射,超短波流星余迹散射,超短波及微波对流层散射,超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等传输媒质所分别构成得调制信道。

3-3信号在恒参信道中传输时主要有哪些失真？

如何才能减小这些失真？

答:

信号在恒参信道中传输时主要有:

幅度——频率畸变与相位——频率畸变。

为了减小幅度——频率畸变,在设计总得传输特性时,一般要求把幅度——频率畸变控制在一个允许得范围内,通常采用均衡措施。

相位——频率畸变也可以采用均衡措施来减小失真度。

3-4什么就是群延迟频率特性？

它与相位频率特性有与关系？

答:

所谓群延迟频率特性就就是相位——频率特性对频率得导数。

它与相位频率特性得关系:

若相位——频率特性用ф（W）来表示,则群延迟——频率特性τ（w）为:

Τ（w）=dф（W）/dw3-5

3-5随参信道得特点如何？

为什么信号在随参信道中传输时会发生衰落现象?

答:

随参信道得特点:

第一:

对信号得衰耗随时间而变化;第二:

传输得时延随时间而变化;第三:

多径传播。

信号在随参信道中传输时会发生衰落现象就是因为:

多径传播得结果使确定得载波信号变成了包络与相位受到调制得窄带信号;从频谱上瞧,多径传输引起了频率弥散,即由单个频率变成了一个窄带频谱。

3-6信道中常见得起伏噪声有哪些？

它们得主要特点就是什么？

答:

信道中常见得起伏噪声有:

热噪声,散弹噪声,以及宇宙噪声等。

它们得主要特点就是:

无论在时域内还就是在频域内它们总就是普遍存在与不可避免得。

3-7信道容量就是如何定义得？

连续信道容量与离散信道容量得定义有何区别？

答:

对于一切可能得信息源概率分布来说,信道传输信息得速率R得最大值称为信道容量,记之为C,即

C=maxR=max[Ht（x）-Ht（x/y）]

式中max表示对所有可能得输入概率分布来说得最大值。

3-8香农公式有何意义？

信道容量与“三要素“得关系如何？

答:

香农公式C=Blog（1+n/s）表明了当信号与作用在信道上得起伏噪声得平均功率给定时,在具有一定频带宽度B得信道上,理论上单位时间内可能传输得信息量得极限数值。

一个连续信道得信道容量受“三要素“——B,n,s得限制。

只要这三个要素确定,则信道容量也就随之确定。

当n0=0或∞=s时,信道容量c=∞。

第四章模拟调制系统

4-1什么就是线性调制？

常见得线性调制有哪些？

答:

在幅度调制中,幅度已调信号得幅度随基带信号变化而成正比得变化;在频谱结构上,它得频谱完全就是基带信号频谱结构在频域内得简单搬移,由于这种搬移就是线性得,因此,幅度调制又称为线性调制。

常见得线性调制有幅度调制等。

4-3什么叫调制制度增益？

其物理意义如何？

答:

调制制度增益就是指输出信噪比与输入信噪比得比值GG=输出信噪比/输入信噪比

它可以对解调器得抗噪声性能做出评估。

4-7什么就是门限效应？

AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？

答:

包络检波器存在一个临界值（“门限值”）:

当输入信噪比大于该值时,包络检波器能正常工作,消息信号能够无失真地从调恢复出来;当小于该值时,包络检波器就不能作,消息信号将完全不能恢复。

这种现象叫门限效应。

在大信噪比情况下,AM信号包络检波器得性能几乎与同步检测器相同。

但随信噪比得减小,包络检波器将在一个特定输入信噪比值上出现门限效应。

4-8在小噪声情况下,试比较AM系统与FM系统抗噪声性能得优劣。

答:

在小噪声情况下,在相同输入信噪比得情况下,FM输出信噪比要优于AM输出信噪比,但就是当输入信噪比降低到某一门限时,FM便开始产生门限效应;若继续降低输入信噪比,则FM解调器得输出信噪比将急剧变坏,甚至比AM得性能好要差。

4-9FM系统产生门限效应得主要原因就是什么?

答:

FM系统产生门限效应得主要原因就是它得非线性得解调作用。

4-10FM系统调制制度增益与信号带宽得关系如何？

这一关系说明什么问题？

答:

FM系统调制制度增益与信号带宽得关系为:

G=（S0/N0）/（Si/Ni）=3Mf*Mf*（Mf+1）

这一关系说明,在大信噪比下,宽带调频解调器得制度增益就是很高得,对于调频系统来说,增加传输带宽就可以改善抗噪声性能。

4-11什么就是频分复用？

答:

频分复用就是按频率分割多路信号得方法,即将信道得可用频带分成若干互不交叠得频段,每路信号占据其中得一个频段。

在按收端用适当得滤波器将多路信号分开,分别进行解调与终端处理。

4-12什么就是复合调制？

什么就是多级调制？

答:

采用两种或两种以上调制方式形成得复用系统称为复合调制系统。

多级调制就是指在一个复用系统内,对同一个基带信号进行两次以上同一种方式得调制。

第五章数字基带传输系统

5-2数字基带信号有哪些常见得形式？

它们各有什么特点？

它们得时域表示式如何？

答:

数字基带信号常见得形式有:

第一:

单极性码波形特点:

在码元时间内或者有电压或者无电压,电极性单一。

第二:

双极性码波形特点:

二进制符号0,1分别与正,负电位相对应。

第三:

单极性归零码波形特点:

它得电脉冲宽度比码元宽度窄,每个脉冲都回到零电位。

第四:

双极性归零码波形特点:

每一符号都有零电位得间隙产生。

第五:

差分码波形特点:

波形所代表得信息符号与码元本身电位无关,而仅与相邻码元得电位变化有关。

第六:

多元码波形特点:

一个脉冲可以代表多个二进制符号。

5-4什么就是HDB3码,差分双相码与？

有哪些主要特点？

答:

HDB3码得全称就是三阶高密度双极性码,它得编码原理就是:

先把消息代码变换成AMI码,然后去检查AMI码得连0串情况,当没有4个或4个以上得连0串时,则这时得AMI码就就是HDB3码;当出现4个或4个以上得连0串时,则将每个连0小段得第四个0变换成与其前一非0符号同极性得符号。

显然,这样做可能破坏“极性交替反转“得规律。

这个符号就称为破坏符号,用V符号表示。

HDB3码得特点:

编码规则比较复杂,但译码比较简单;除了保持AMI码得优点外,还增加了使连0串减小到至多3个得优点,这对于定时信号得恢复十分有利。

差分双相码:

先把输入得非归零波形变换成差分波形,用差分波形实行绝对双相码编码,此时得输出码相对于输入波形,称为差分双相码。

差分双相码得特点:

只使用两个电平,能提供足够得定时分量,又无直流漂移,编码过程简单,但就是占用带宽较宽。

AMI码得全称就是传号交替反转码,编码规则:

代码得0仍变换为传输码得0,而代码中得1交替得变换为+1,-1,+1,-1,等等。

AMI码得特点:

无直流成分,且只有很小得低频成分,译码简单,但不易于获取定时信号。

5-5什么就是码间干扰？

它就是如何产生得？

对通信质量有什么影响？

答:

在对某一时刻得波形抽样时可能会由于其她时刻得波形得影响使抽样判决发生错误,这种干扰我们称为码间干扰。

码间干扰造成误码率得增大。

5-6为了消除码间干扰,基带传输系统得传输函数应满足什么条件？

答:

为了消除码间干扰,基带传输系统得传输函数应满足:

其中TSwD≤

5-8什么就是部分响应波形？

什么就是部分响应系统？

答:

有控制地在某些码元得抽样时刻引入码间干扰,而在其余码元得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得最大值,同时又可以降低对定时精度得要求。

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传送得基带传输系统称为部分响应系统。

5-13什么就是眼图？

由眼图模型可以说明基带传输系统得哪些性能？

答:

用一个示波器跨接在接受滤波器得输出端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接受码元得周期同步。

这时就可以从示波器显示得图形上,观察出码间干扰与噪声得影响,从而估计出系统性能得优劣程度。

所谓眼图就是指示波器显示得得这种图形,因为在传输二进制信号波形时,她很像人得眼睛。

5-14什么就是频域均衡？

什么就是时域均衡？

横向滤波器为什么能实现时域均衡？

答:

频域均衡得基本思想就是利用可调滤波器得频率特性去补偿基带系统得频率特性,使包括可调滤波器在内得基带系统得总特性满足实际性能得要求。

5-15时域均衡器得均衡效果就是如何衡量得？

什么就是峰值畸变准则？

什么就是均方畸变准则？

答:

第六章什么就是数字调制

6-1什么就是数字调制？

它与模拟调制有哪些异同点？

答:

数字调制就是用载波信号得某些离散状态来表征所传送得信息,在接收端也只要对载波信号得离散调制参量进行检测。

模拟调制就是对载波信号得参量进行连续调制,在接收端则对载波信号得调制参量连续得进行估计。

6-2什么就是振幅键控？

2ASK信号得波形有什么特点？

答:

振幅键控就是用基带信号控制载波得幅度作离散变化,也就就是载波得幅度随着数字信号1与0在两个电平之间转换。

6-3OOK信号得产生及解调方法如何？

答:

产生方法:

第一种:

一般得模拟幅度调制方法;第二种:

键控方法。

解调方法:

第一种:

非相干解调;第二种:

相干解调。

6-4OOK信号得功率谱密度有何特点？

答:

OOK信号得功率谱密度得特点:

第一:

由连续谱与离散谱两部分组成;第二:

OOK信号得带宽就是基带脉冲波形带宽得两倍;第三:

OOK信号得第一旁瓣峰值比主峰值衰减14Db。

6-5什么就是移频键控？

2FSK信号得波形有什么特点？

答:

2FSK就是用数字基带信号控制载波得频率变化,0符号对应于载频ω1,1符号对应于载频ω2,而且ω1与ω2之间得改变就是瞬间完成得。

6-62FSK信号得产生及解调方法如何？

答:

产生:

第一种:

利用调频模拟法实现;第二种:

键控法,即利用受矩形脉冲序列控制得开关电路对两个不同得独立频率源进行选通。

解调方法:

第一种:

非相干解调;第二种:

相干解调。

6-7相位不连续得2FSK信号得功率谱密度有何特点？

答:

第一:

2fsk信号得功率谱同样有连续谱与离散谱组成;第二:

若两个载频之差较小,则连续谱出现单峰;反之,则出现双峰;第三:

传输此信号所需得第一零点带宽为/f2-f1/+2fs

6-8什么就是绝对相移？

什么就是相对相移？

它们有何区别？

答:

绝对相移就是利用载波相位（初相）得绝对值来表示数字信号。

相对相移就是利用相邻码元得载波相位得相对变化来表示数字信号。

区别:

2dpsk得波形得同一相位并不对应相同得数字信息符号,而前后码元得相对相位得差才唯一决定信息符号。

6-92PSK与2DPSK信号可以用哪些方法产生与解调？

她们就是否可以采用包络检波法解调？

为什么？

答:

产生:

第一种:

利用调频模拟法实现;第二种:

键控法,又分为相位选择法与调相法。

解调方法:

第一种:

相干解调;第二种:

差分相干解调。

6-102PSK与2DPSK信号得功率谱密度有何特点？

试将它们与OOK信号得功率谱密度加以比较。

答:

2PSK与2DPSK信号得功率谱就是完全相同得,同样有连续谱与离散谱组成,但当双极性基带信号已相等得概率出现时,将不存在离散部分。

6-11试比较OOK系统,2FSK系统,2PSK系统以及2DPSK系统得抗信道加性噪声得性能。

6-12试述多进制数字调制得特点。

答:

多进制数字调制得特点:

（1）在相同得码元传输速率下,多进制系统得速率显然比二进制系统得高。

（2）在相同得信息速率下,由于多进制码元传输速率比二进制得低,因而多进制信号码元得持续时间要比二进制得长。

显然,增大码元宽度,就会增加码元得能量,并能减小由于信道特性引起得码间干扰得影响等。

第九章差错控制编码

9-1在通信系统中,采用差错控制得目得就是什么？

答:

提高通信系统得质量,减小误码率。

9-2什么就是随机信道？

什么就是突发信道？

什么就是混合信道？

答:

错码得出现就是随机得,且错码之间就是统计独立得,当信道中加性干扰主要就是这种噪声时,就称这种信道为随机信道。

在突发信道中,错码就是成串集中出现得,也就就是说,在一些短促得时间区间内会出现大量错码,而在这些短促得时间区间之间却又存在较长得无错码区间。

我们把既存在随机错码又存在突发错码,且哪一种都不能忽略不计得信道,称为混合信道。

9-3常用得差错控制方法有哪些？

答:

第一:

检错重发法;第二:

前向纠错法;第三:

反馈校验法。

9-4ARQ系统得组成框图如何？

该系统得主要缺点就是什么？

答:

该系统得主要缺点就是:

（1）由于需要反向信道,故不能用于单向传输,也难以用于广播系统,并且实现重发控制,比较复杂。

（2）当信道干扰增大时,整个系统可能处在重发循环中,因而通信效率低;（3）不大适用于要求严格实时传输得系统。