现代通信技术考试知识点.docx
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现代通信技术考试知识点
第一章
1、通信的概念和目的
答：
信息传递和交换的过程即为通信。
目的：
完成从一地到另一地的信息的传递和交换。
2、通信系统模型框图以及其中六部分的功能
模型中各部分的功能如下：
（1）信源：
是指发出信息的信息源，或者说是信息的发出者。
（2）变换器：
变换器的功能是把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。
（3）信道：
信道是信号传输媒介的总称。
（4）反变换器：
反变换器是变换器的逆变换。
（5）信宿：
是指信息传送的终点，也就是信息接收者。
（6）噪声源：
噪声源并不是一个人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的
3、通信分类
答、按传输信号形式不同：
模拟通信和数字通信
按信道具体形式：
有线通信和无线通信
按通信工作频率：
长波、中波、短波、微波、光通信
按通信具体业务和内容：
语音、图像、多媒体、无线寻呼、可视电话、电报等。
按收信者是否在运动中完成通信：
移动、固定
4、通信传输方式
答、按消息传送的方向和时间分类，单工、半双工和双工通信。
按数字信号排列顺序不同分类，串序传输和并序传输。
按通信的网络形式不同分类，两点间直通方式、分支方式和交换方式。
5、衡量通信质量好坏的指标
答、衡量通信质量的好坏主要有两个指标：
有效性和可靠性。
有效性指通信系统中信息传输的快慢问题，可靠性指信息传输的好坏问题。
模拟通信系统中，有效性用单位时间内传送信息量的多少来衡量，可靠性用信噪比或均方误差来衡量。
数字通信系统中，有效性用码元传输速率、信息传输速率、消息传输速率等传输速率来衡量，可靠性用误码率、误比特率等来衡量。
第二章
1、什么是光纤通信，光纤通信的工作区域
答、利用光导纤维传输光波信号的通信方式，称为光纤通信。
光纤通信的工作区域在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。
2、光纤通信的优缺点
答、优点：
传输频带宽，通信容量大中继距离远抗电磁干扰能力强，无串话
缺点：
光纤在生产过程中光纤表面存在微裂纹，从而使光纤的抗拉强度低；
光纤的连接比较困难，必须使用专门的工具和仪表；
光分路、耦合不是十分方便；
光纤弯曲半径不能太小等。
这些缺陷的影响在实际工程和维护工作中都可以避免或解决。
3、光纤通信系统的组成，及每部分的功能
答：
基本单元为三个部分：
光发射机、光纤和光接收机。
光发射机由半导体光源（核心）、驱动器和调制器组成，其功能为将待发送的电信号进行电/光转换，并将转换出的光信号最大限度的注入光纤中进行传输。
光源采用半导体发光二极管LED（荧光）或者半导体激光二极管LD（激光）。
光纤在实用系统中一般以光缆的形式存在；其功能为把来自光发送机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
光接收机由光检测器、放大电路和信号恢复电路组成，其功能为将光纤传来的光信号进行光/电转换，并对转换出的电信号进行放大和恢复。
4、光纤的结构
答、目前通信用的光纤大多采用石英玻璃（SiO２）制成的横截面很小的双层同心圆柱体，未经涂覆和套塑时称为裸光纤
5、光纤的分类：
按折射率分布、按传输模数
答、按照折射率分布不同来分通常采用的是阶跃型光纤和渐变型光纤两种。
按照传输的总模数来分分为单模光纤和多模光纤
6、对光纤导光原理的分析可用哪两种方法？
答、分析光纤的导光原理，一般可采用两种方法：
一是波动理论法，一是射线法。
波动理论法：
根据电磁场理论，用麦氏方程求解光纤的场方程、特征方程，根据解答式分析其传输特性的方法；
射线法：
将光波看成一条条光射线。
用光射线来研究光波传输特性的方法，称为射线法
7、光波的全反射条件
答、n1＞n2；90°＞θ1＞θc
8、数值孔径、相对折射指数差（计算）
答、相对折射指数差
n１和n２差的大小直接影响着光纤的性能，我们引入相对折射指数差这样一个物理量来表示它们相差的程度，用Δ表示，即
当n１和n２的差别极小时，这种光纤称为弱导波光纤，经过简单推导，可知其相对折射指数差可用近似式表示：
②数值孔径
数值孔径是表示光纤捕捉光射线能力的物理量。
数值孔径用NA表示。
根据折射定律，经过推导可得出它的表示式为：
9、渐变型光纤的自聚焦
答、在渐变型光纤中，不同射线具有相同轴向速度的这种现象，称为自聚焦现象，具有这种自聚焦现象的光纤称为自聚焦光纤。
10、单模光纤的传输条件
答、Vc（LP01）＜V＜V（LP11）即0＜V＜2.40483
11、光纤的损耗特性和色散特性的定义和分类以及表示方法
答、光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗。
光纤本身损耗的原因，大致包括两类：
吸收损耗和散射损耗
光纤的色散就是由于光纤中光信号中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度的不同而使得传播时间不同，因此造成光信号中的不同频率成分或不同模式到达光纤终端有先有后，从而产生波形畸变的一种现象。
从光纤色散产生的机理来看，它包括模式色散、材料色散和波导色散三种。
表示方法：
色散的大小用时延差来表示。
时延：
信号传输单位长度时，所需要的时间。
时延差：
不同速度的信号，传输同样的距离，所需时间不同，即时延不同，这种时延上的差别为时延差，用Δτ表示。
其单位为ps/km·nm。
时延差可由信号中的不同频率成分引起，也可由不同的模式成分引起。
12、光缆的典型结构有哪些？
答、光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带状式四种
我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种。
13、光源和光电检测器的作用是什么？
常用的光源和光电检测器有哪些？
答、光源是将电信号转换为光信号，主要光源有半导体激光器和半导体发光二极管
光电检测器是将接收到光信号转换为电信号，光纤通信所用的光电检测器是半导体光电二极管
14、激光器的三个组成部分
答、能够产生激光的工作物质；能够使工作物质具有放大作用的激励源；能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。
15、光源的调制方式有哪些？
答、根据光源和调制信号的关系，可以将光源的调制方式分为直接调制方式和外部（或间接）调制方式。
所谓直接调制方式，是指直接将调制信号施加在光源上来完成光源参数的调制过程。
所谓间接调制方式，是指不直接调制光源，而是在光源输出的通路上外加调制器来对光波进行调制。
16、光纤通信对线路码型的要求是什么？
常用的有哪些？
答、选择线路码型应满足下面要求：
（1）应避免在信码流中出现码流中长串的连“1”或连“0”码。
若出现此种情况，定时信息将会消失，使接收机定时信息提取产生困难。
（2）尽量减少信码中直流分量的起伏。
简单的单极性码流中有直流成分，且当码流中“0”和“1”作随机变化时直流成分也作随机变化，从而给判决和再生带来困难。
（3）能进行在不中断业务的条件下检测线路的BER。
除此之外线路码速比标准码速尽量增加要小，对高次群光纤通信系统特别重要。
还应具备电路简单等特点。
分组码、插入比特码
17、光纤通信系统的设计包括哪两个方面？
系统的传输性能指标是哪两个？
答、光纤通信系统的设计包括两方面的内容：
工程设计和系统设计。
误码性能抖动性能
18、掺铒光纤放大器的工作原理和组成部分
答、工作原理：
在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：
基态E1、亚稳态E2和激发态E3。
当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。
组成部分：
掺铒光纤：
当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。
半导体泵浦二极管：
为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。
光耦合器：
将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。
光隔离器：
使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。
19、波分复用的原理
答、光波分复用的基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号进行分离（解复用），并作进一步处理后恢复出原信号送入不同终端。
20、同步数字体系的特点和帧结构
答、特点：
SDH网是由一系列SDH网元（NE）组成的，是一个可在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
它有全世界统一的网络节点接口（NNI）
它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STM-N。
它具有一种块状帧结构，在帧结构中安排了丰富的管理比特，大大增加了网络的维护管理能力。
它有一套特殊的复用结构，可以兼容PDH的不同传输速率，而且还可以容纳B-ISDN信号，因而它具有广泛的适应性。
帧结构：
ITU-T采纳了一种以字节结构为基础的矩形块状帧结构，如下图所示。
在STM-N帧结构中，共有9行，270×N列，每个字节=8比特，帧周期为125μs。
字节的传输顺序是：
从第一行开始由左向右，由上至下传输，在125μs时间内传完一帧的全部字节数为9×270×N。
第三章
1.移动通信的定义、目标、移动通信的特点、分类以及工作方式
通信双方或至少其中一方在移动环境下进行信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动体和固定体之间的通信。
目标：
实现个人通信系统，无论任何人在任何时间在任何地点和任何一个人进行任何类型的通信
特点：
无线电波传播环境及其恶劣，易产生衰落现象；多普勒频移产生调制噪声；移动台受噪音的骚扰并在其干扰下工作；对移动台的要求高，通道容量有限；通信系统复杂
分类：
按使用对象分为：
军用移动通信和民用移动通信按使用环境分为：
陆地、海上和空中移动通信
按多址方式分为：
频分多址、时分多址和码分多址等按覆盖范围分为：
城域网、局域网和个域网
按业务类型分为：
话务网、数据网和综合业务网按服务范围分为：
专用网和公用网
按工作方式分为：
单工、双工和半双工按信号形式分为：
模拟网和数字网
2.小区形状、频率复用、区群条件
正多边形无空隙、无重叠小区覆盖的三种形状。
频率复用：
处在不同位置（不同小区）上的用户可以同时使用相同频率的信道。
可以极大地提高频谱利用率，用户容量大。
系统复杂，越区切换，漫游，位置登记；更新和管理以及系统鉴权等。
如果系统设计得不好，将产生严重的干扰。
区群条件：
区群内每个小区使用不同的频率>区群的形状能够无缝覆盖整个区域区群间同频小区的距离保持相等
3.多信道共用的概念，话务量、呼损率、信道利用率、通信容量的计算以及之间的关系
多信道共用：
在一个无线区内的n个信道为该无线区内所有用户共用，任何一个移动用户选取空闲信道以及占用时间均是随机的。
多信道共用可以大大提高信道利用率。
来度量通信系统业务量或繁忙程度的指标，分为流入话务量和完成话务量。
流入话务量是指单位时间内（1小时）进行的平均电话交换量。
取决于单位时间内平均发生的呼叫次数和每次呼叫平均占用信道时间。
A=S·话务量A是无量纲的量，命名为“爱尔兰”简称Erl。
例：
设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均每次呼叫时间为2分钟，则这些信道上的呼叫话务量为
如果一个小时内不断地占用一个信道，则其呼叫话务量为1爱尔兰，是一个信道具有的最大话务量。
4.什么是多址技术，多址技术的分类
移动通信系统中是以信道来区分通信对象的，每个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，相互以信道来区分，这就是多址技术。
当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称为频分多址方式（FDMA）；
当以传输信号存在的时间不同划分来建立多址接入时，称为时分多址方式（TDMA）；
当以传输信号的码型不同划分来建立多址接入时，称为码分多址方式（CDMA）。
5.GSM和CDMA系统各采用何种语音编码技术和调制技术
GSM：
规划脉冲激励长期预测编码（RPE-LTP）高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制方式
CDMA：
码激励线性预测编码（CELP）前向信道采用四相移相键控（QPSK），反向信道采用交错四相移相键控（OQPSK）
6.抗干扰的措施有哪些？
利用信道编码进行检错和纠错，可以降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有效措施；
为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用抗衰落技术，比如：
分集技术、自适应均衡技术等；
为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频和跳频技术；
为减少蜂窝网络中的共道干扰而采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等；
在CDMA通信系统中，为了减少多址干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术。
7.GSM采用的复用方式，工作频段，频道间隔，双工距离
采用TDMA/FDMA复用方式，采用数字化语音编码和数字调制技术
GSM900:
上行890-915下行935-960双工距离:
45MHz
DCS1800:
1710-17851805-1880双工距离:
95MHz
频道间隔：
200kHz，每个频道采用时分多址方式，共分为8个时隙
8.GSM的系统组成以及各部分功能
MS（移动台）GSM的移动用户设备移动终端和用户识别卡SIM（
NSS（网络和交换子系统）
主要完成交换功能、用户数据管理、移动性管理和安全性管理。
包括移动交换中心（MSC）和短消息中心（SC）
BSS（基站子系统）
在一定的无线覆盖区中由MSC控制，是和MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。
包括通过无线接口和移动台相连基站收发信台（BTS）和和移动交换中心相连的基站控制台（BSC），
OMC（维护操作中心）OMC负责对全网进行监控和操作。
9.GSM系统中的各种号码
国际移动用户识别码（IMSI）临时移动用户识别码（TMSI）国际移动台设备识别码（IMEI）全球小区识别码（CGI）
移动用户的ISDN号码（MSISDN）移动用户漫游号码（MSRN）位置区识别码（LAI）基站识别码（BSIC）
10.GSM的移动性管理：
位置更新、漫游、切换
位置更新：
当移动台更换位置区时，移动台发现其SIM卡中的LAI和接收到的LAI（该LAI由各区的广播控制信道广播）发生了变化，便执行位置登记。
切换：
处于通话状态的移动用户从一个BS移动到另一个BS时，切换功能保持移动用户已经建立的通话不被中断
漫游；位置更新路由重选：
用户离开所属交换局，其MSISDN号已经不能反映其实际位置，因此呼叫漫游用户应首先获得漫游号码，根据漫游号码重新进行重选路由。
1、GSM的安全性管理：
用户鉴权
答、在数字移动通信系统中，用户接入网络系统（开机、起呼、寻呼等）时，需要对用户合法性进行检查。
用户鉴权由AUC、VLR和用户配合完成。
用户入网登记时，分配一个MSISDN号和IMSI，这些数据都被存放在SIM卡中，IMSI写入SIM卡时会产生一个和该IMSI对应的唯一的用户鉴权密钥ki，ki存放在SIM卡和AUC中。
当需要用户鉴权时（用户发起呼叫、位置登记、网络向其寻呼等），AUC向该用户发送一个随机数RAND，用户的SIM卡以RAND和ki为输入参数执行鉴权算法A3，得到的结果送回VLR中。
AUC在发出RAND的同时，也以RAND和ki为输入参数执行鉴权算法A3，得到的结果送给VLR。
VLR比较这两个的结果，如果相同，鉴权成功，确认为合法用户；否则，失败。
2、GSM的业务信道：
帧结构和时隙格式
答、TDMA帧：
帧长度为4.615ms，每个帧分为8个时隙，每个时隙含156.25个码元，时隙宽度为0.577ms。
若干个TDMA帧构成复帧。
业务复帧：
26帧组成，复帧长120ms。
控制复帧：
51帧组成，复帧长235.385ms。
超帧：
51个业务复帧或26个控制复帧组成，周期为1326个TDMA帧，超帧长6.12s。
超高帧：
2948个超帧组成，周期为2715648个TDMA帧，12533.76s。
帧的编号（FN）以超高帧为周期，从0到2715647
时隙格式：
TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。
①常规（普通）突发脉冲序列：
用于传输业务信道和专用控制信道的信息。
②频率校正突发脉冲序列：
用于校正移动台的载波频率，其射频为和载频有固定频偏的正弦波。
③同步突发脉冲序列：
用于移动台的时间同步。
④接入突发脉冲序列：
用于上行传输方向，在随机接入信道上传送，用于移动用户向基站提出入网申请。
⑤空闲突发脉冲序列：
在某些情况下由BTS发出，不携带任何信息。
它的格式和普通突发脉冲序列相同。
3、
GSM逻辑信道的分类
4、CDMA系统的功率控制：
原因、分类、原则
采用功率控制的原因：
系统中“远近效应”显著，主要发生在反向传输链路上。
如果移动台的发射机功率按照最大通信距离设计，则当移动台驶近基站时，必然会有过量而又有害的功率辐射。
解决措施：
根据通信距离的不同，实时调整发射机所需的功率，即为功率控制。
功率控制分为反向功率控制和正向功率控制
原则：
使各移动台（或者基站）接收到的基站（或者各移动台）信号相等并且刚好达到门限值。
当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应，防止信号突然增强对其他用户产生附加干扰；当信道传播条件突然变坏时，功率控制的速度可以相对慢一些。
5、CDMA系统的工作频率、信道间隔和双工距离
答、Qualcomm:
上行824~849MHz
下行869~894MHz
我国：
上行825~835MHz
下行870~880MHz
信道间隔1.25MHz双工间隔45MHz
6、CDMA系统的软切换
答、软切换。
移动台开始和新的基站通信但不立即中断它和原来基站通信的一种切换方式。
软切换只能在同一频率的CDMA信道中进行
基本过程：
①移动台和原小区基站台保持通信链路；
②移动台和原小区基站台保持通信链路的同时，和新的目标小区（一个或多个小区）的基站台建立通信链路；
③移动台只和其中的一个新小区基站台保持通信链路。
7、CDMA系统的呼叫处理：
移动台呼叫处理的四种状态、基站呼叫处理的四种类型
答、移动台初始化状态。
移动台接通电源后就进入初始化状态。
在此状态下，移动台监听周围基站发来的导频信号和同步信号，以确定自己所处小区。
移动台空闲状态。
移动台在完成同步和定时后，由初始化状态进入空闲状态。
在此状态下，移动台可接收外来的呼叫，可进行向外的呼叫和登记注册的处理。
系统接入状态。
如果移动台要发起呼叫，或者要进行注册登记，或者收到一种需要认可或应答的寻呼信息，移动台即进入系统接入状态，并在接入信道上向基站发送有关的信息。
这些信息可分为两类：
一类属于应答信息（被动发送）；一类属于请求信息（主动发送）。
移动台在业务信道控制状态。
在此状态下，移动台和基站利用反向业务信道和正向业务信道基站呼叫处理有以下类型：
导频和同步信道处理。
在此期间，基站发送导频信号和同步信号，使移动台捕获和同步到CDMA信道。
同时，移动台处于初始化状态。
寻呼信道处理。
在此期间，基站发送寻呼信号。
同时，移动台处于空闲状态或系统接入状态。
接入信道处理。
在此期间，基站监听接入信道，以接收移动台发来的信息。
同时，移动台处于系统接入状态。
业务信道处理。
在此期间，基站用正向业务信道和反向业务信道和移动台交换信息。
同时，移动台处于业务信道控制状态。
进行信息交换。
8、3G的三个标准是什么，中国提出的是哪个
答、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。
TD-SCDMA是由我国大唐电信公司提出的3G标准
9、3G系统由哪四部分组成？
分别对应GSM系统中的哪部分？
答、IMT-2000系统主要有四个功能子系统构成，即核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动台（MT）和用户识别模块（UIM）组成。
分别对应于GSM系统的交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、移动台（MS）和SIM卡。
10、3G中应用了哪些关键技术？
答、多址技术
编码技术
RAKE接收机
智能天线技术
软件无线电技术
功率控制技术
多用户检测技术
调制技术
软切换技术
第四章
1、ISDN的定义和特点
答、ISDN是由电话IDN发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的接入是通过有限的多用途用户网络接口标准实现的。
特点：
多用途通用性同一接口可接多个终端
2、ISDN的一般由哪三部分组成
答、ISDN的一般结构由用户网络、局域网络和传输网络三部分组成
3、ISDN的三种信道类型、两种速率接口、三种业务类型
答、B信道D信道H信道
基本速率入口基群速率入口
承载业务用户终端业务补充/附加业务
4、ATM的定义和特点
答、异步传递方式（ATM）：
采用统计时分复用，各路信号不是按照一定时间间隔周期性地出现，接收端要根据标志识别每路信号。
特点：
ATM按信元进行统计复用
采用固定长度的短分组
采用面向连接并预约传输资源的工作方式。
取消逐段链路的差错控制和流量控制
ATM信元头部功能降低
5、ATM的信元结构：
组成、信元头的结构
答、ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为2个部分。
前面5个字节为信头，主要完成寻址、控制等功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户、不同业务的信息。
6、ATM的VC和VP交换
7、ATM的参考协议模型：
多平面模型和分层模型
答、多平面模型：
ATM协议分为不同的协议面：
用户平面、控制平面和管理平面
用户平面：
用户数据传送协议
控制平面：
用户呼叫和连接控制信令协议
管理平面：
管理协议
分层模型：
ATM协议在每个平面内定义了4层：
物理层、ATM层、ATM适配层（AAL，ATMAdaptationLayer）和高层（用户层）
8、ATM交换的三个基本功能
答、空分交换功能
一条物理入线上的信息交换到另一条物理出线上。
时分交换功能
将物理入线上一个逻辑信道上的信息交换到对应物理出线上的另一个逻辑信道上。
信元头交换（翻译）
一个逻辑ATM信道上的信元被交换到另一个逻辑ATM信道上时（利用空分交换和时分交换），其输入信元的信元头内容也将同时会被翻译成一个和输出逻辑ATM信道相对应的信元头输出值。
9、
ATM交换机的组成
10、ATM交换网络的缓冲策略：
外部（输入、输出和中央）和内部
答、外部缓冲（缓冲器设置在交换结构的外部）
包括：
输入缓冲
输出缓冲
中央缓冲
环回缓冲
内部缓冲（缓冲器设置在交换结构的交换单元内部）
包括：
共享缓冲
交叉点缓冲
缓冲型banyan
11、ATM交换网络的选路方法
答、交换网络的选路方法是指有效控制和正确引导从输入端口进入交换网络的信元正确地传送到所需的输出端口的方法。
在有多级互联网络中，选路控制有两种方法：
自选路由和表格控制选路
第六章
1、媒体的两种含义和媒体的分类
答、一是指存储信息的实体；二是指传递信息的载体
分类：
感觉媒体：
指直接作用于人们的感觉器官，从而能使人直接产生感觉的媒体。
如：
语言、音乐、自然界的各种声音、各种图形、动画或文本等。
表示媒体：
指为了传送、加工和处理感觉媒体而人为研究出来的媒体。
借助这种媒体能更有效的存储感觉媒体或将感觉媒体从一个地方传送到遥远的另一个地方。
如：
语言
升级会员 