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1、扩频通信技术及应用第二版答案扩频通信技术及应用第二版答案【篇一：通信概论课后作业答案】m 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。7画出并解释通信系统的一般模型在通信系统中，发送消息的一端称为信源，接收消息的一端称为信 宿。连通信源和信宿之间

2、的路径称为信道。信源发出的消息首先要 经发送设备进行变换，成为适合于信道传输的信号形式，再经信道 一定距离传输后由接收设备做出反变换恢复出原始的消息，最后被 信宿接收。而消息在整个传送过程中的任何一点都有可能受到噪声 的干扰。据此，我们可以得到图所示的通信系统一般模型。 10 设调 制速率为 4800 波特，当每个信号码元代表 8bit 二进制代码时，试问 该系统的数据传输速率是多少？r=b log2 n （bit/s）=4800 log2 8 （bit/s）=14400bit/s12 信号带宽与信道带宽的匹配主要考虑什么因素？如果二者不匹配 会产生什么影响？二者匹配最主要考虑的是频带匹配。如

3、果被传输信号的频率范围与 信道频带相匹配，对信号的传输不会有什么影响；如果信号的有效 带宽大于信道带宽，就会导致信号的部分成分被过滤掉而产生信号 失真。实际当中可能出现下列几种情况：（1）如果信号与信道带宽相同且频率范围一致，信号能不致损失地 通过信道；（2）如果信号与信道带宽相同但频率范围不一致，该信号的部分频 率分量肯定不能通过信道。此时，需要进行频率调制把信号的频带 通过频率变换适应信道的频带；（3）如果信号带宽小于信道带宽，但信号的所有频率分量包含在信 道的通带范围内，信号可以无损失地通过信道；(4)如果信号带宽大于信道带宽，但包含信号大部分能量的主要频 率分量包含在信道的通带范围内，

4、通过信道的信号会损失部分频率 成分，但仍可能完成传输；(5)如果信号带宽大于信道带宽，且包含信号相当多能量的频率分 量不在信道的通带范围内，这些信号频率成分将被滤除，信号严重 畸变失真。14 香农公式的用途是什么？ 通信系统一般模型s)(比特/秒)表明当信号与信道加性高斯白噪声的平均功率给 n定时，在具有一定频带宽度的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限值。其主要用途是指出了在信道容量 c、信道带宽b和信噪比 s/n 之间可以通过相互提升或降低取得平衡。例如，在扩频 通信中通过增大信道带宽来降低对信噪比的要求。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

5、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香农公式 c?blog2(1? 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。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。( p94 ) 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

6、 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。如 图所示。2a 单模光纤（a） 裸纤的结构3从不同的角度来看，光纤有哪些分类？ 根据光纤制造材料的成分、折射率的分布、传输模式、工作波长以 及 itu-t 的建议标准可以把光

7、纤按照下表做出分类。（课本 80 、 81页的表 4-1 ）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

8、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，部分光束多模光纤（b） 光纤的尺寸

9、 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。（p156 ） 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：（

10、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。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 。 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

11、。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 7-27-5 。5 什么是蜂窝制移动通信？ bbgaegafeddbccfegadc 蜂窝移动电话网是把若干

12、个相邻的无线小区作为一个无线区群（图 中 ag 小区），再由若干个无线区群组成一个无线服务区，一个区 群中的小区分别使用不同的载频，图中标有相同字母的小区 使用相同的频率，而相邻的另一个区群可以重复使用相同的载频。 本例中小区频率复用因子为 1/7 ，每个小区都有可用信道总数的七分 之一。这种把较大的移动通信服务区分割成许多以正六边形为基本 几何形状的小区，状似蜂窝，故名蜂窝移动通信系统。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

13、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。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

14、 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。第 9 章习题答案1 什么是多媒体系统？它与多种媒体系统有何区别？ 多媒体系统指的是多种表示媒体结合在一起的系统。多媒体系统与 多种媒体系统的重要的区别在于媒体之间的同步性，即在多媒体系 统中

15、，媒体之间是相互关联的，是以时空同步的方式的特点是存在； 而在多种媒体系统中，媒体与媒体之间可以是孤立的，相互间毫无 关系的。2 多媒体通信的主要业务类型有哪些？各自的特点是什么？ 多媒体通信业务主要包括会话型业务、分配型业务、检索型业务和 消息型业务等四种类型。会话型业务一般是指人与人之间的多媒体 通信业务，特点是需要传递视频、声音、图像、数据和文本中的某 一种媒体流或几种媒体流的组合和交互处理。分配型业务是指信息 源与人群之间的信息传递，特点是一种点对多点的业务，既可以是 广播型业务，也可以是点播型业务。检索型业务是指个人与多个信 息源之间的信息检索，特点是用户分布的随地性和信息检索的随时

16、 性。消息型业务是指人与人之间信息的转发，特点是点对点、点对 多点、多点对点无对实时性要求。4多媒体通信系统的特点是什么？ 多媒体通信系统的特征是集成性、交互性和同步性。10为什么说 ip 电话已超越了传统电话的含义，成为多媒体通信系 统？ 因为它不仅是普通电话业务，而且还包含语音、图像、数据，支持 各种智能业务的双方及多方多媒体通信业务。11ip 电话的基本工作原理是什么？语音信号在 ip 网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、 数字语音封装成 ip 分组、 ip 分组通过网络传送、 ip 分组的解包和数 字语音还原为模拟信号等过程。【篇二：移动通信技术与系统应用答案】xt 第 1

17、章 移动通信概论1.1.1终端的移动性；业务的移动性；个人身份的移动性2移动化、个性化、智能化和虚拟化1.1.2（略）1.1.3（略）1.2.1（略）1 .2.2 （提示：市场与技术的双重推动作用 ）1.2.3（略）1.3.1 abcde abcd1.3.2（略）1.4.1 abcd abcd1.4.2 地球站；跟踪遥测及指令系统；监控管理分系统2传输集群；准传输集群3自组织网络（或对等网络， ad-hoc 网络）4频分多址；时分多址1.4.3 错误，地球站的天线口径越大，发射和接收能力越强，功能 也越强2对。144（略）2（提示：通信距离、工作频段、稳定性、广播方式等方面的优点）3（提示：作

18、用距离、覆盖地区、造价、通信质量等方面的特点）4（提示：移动性、覆盖范围、扩展能力、开发运营成本、传输速 率、抗干扰性和安全性等方面的优点）1.4.5（提示：自组织网络和基础结构网络结构）2（略）第 2 章 移动通信的基本概念2.1.1直射波；反射波；地面波2自由空间传播损耗；绕射损耗2.1.2直射波：从发射天线直接到达接收天线的电波； 反射波：经过大地反射到达收信机的电波； 地面波：沿着地表面传播的电波； 自由空间传播：电磁波在真空中的传播； 自由空间传播损耗：指收、发天线都是各向同性辐射器时，两者之 间的传播损耗； 绕射损耗：电波在直射传播的路径上可能存在山丘、 建筑等障碍物，这些障碍物会

19、引起除了自由空间传播损耗外的附加 损耗，这种附加损耗称为绕射损耗；菲涅尔余隙：设障碍物与发射点 t、接收点r的相对位置如图2-5所 示。图中x表示障碍物顶点p至连线tr的距离，在传播理论中称作 菲涅尔余隙。2.1.3错误。地面波随频率的提高衰减很快。2正确。2.1.4（略）2（略）221多径衰落；脉冲展宽2码间；频率选择性3脉冲响应；衰减指数响应4可通率； t=1-r2.2.2错误。在移动无线电通信中，仅出现镜面反射和漫反射的情 况，被认为是视距传播，而绕射则被认为是非视距传播。正确。2.2.3镜面反射：当无线电波投射到两种不同媒质间的平滑分界面， 并且界面线尺寸与辐射信号波长相比相差很大的情

20、况下，则发生镜 面反射，并服从菲涅耳定律；漫反射：当无线电波投射到粗糙表面，且表面粗糙程度与辐射信号 波长相似时，则产生漫反射，它服从惠更斯原理。 般情况下，漫 反射无线电波的强度小于镜面反射无线电波的强度，因为沿不平表 面传播时散射了能量，使反射无线电波沿发散路径前进； 多径效应：从发射机到接收机，一般均有多条不同时延的直射或反 射传输路径的现象； 瑞利衰落：由于多径传输而产生的干涉型衰落， 即不同传输路径的射线随机干涉的结果； 多径时散现象：多径效应 在时域上将造成数字信号波形展宽的现象。2.2.4（略）2.3.1地形特征 传播环境 基本损耗修正因子2.3.2错误。电波的波长越短，其穿透能

21、力越强。2错误。在移动通信中天线接受电场强度是指长度为 1m的天线感应的电压值。3正确。2.3.3（略）（略）2.4.1蜂窝：基站的覆盖范围；盲点：由于网络漏覆盖或电波在传 播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强 度极弱，通信质量严重低略；热点：由于客观存在商业中心或交通 要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布；频率复用： 将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道）以进 行信号的传输。2.4.2 e d abcdef2.4.3（略）2.4.4（略）2.5.1 移动台子系统（ ms ）；基站子系统（ bss ）；网路子系统（ nss ）；操作支持子系统（

22、 oss ） 外部接口；交换子系统 mss 内部接口；接入子系统内部接口3a接口4持卡者相关信息； ic 卡识别信息2.5.2（略）2.5.3（略）3（略）2.5.4 a d2.6.1热噪声；高斯噪声；白噪声；自然噪声；人为噪声2振荡器；倍频器；调制器3由相同频率的无用信号所造成的干扰；共道干扰4干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内2.6.2错误。蜂窝系统中采用了频率复用技术，显然同频道的无线 小区相距越远，它们之间的空间隔离度就越大，同频道干扰就越小， 但频率利用率就低。错误。降低移动台发射功率可以减少上行同频干扰，降低基站发 射功率可以减少它对其它同频道小区内移动台的干扰，降低基站天

23、 线高度可能并不会减少同频道干扰和邻频道干扰，因为有效天线高 度变化不大。2.6.3 abc abd第 3 章 关键技术3.1.1降低话音编码速率；提高话音质量；波形编码；参数编码； 混合编码2预处理 ;线性预测编码分析 ; 短时分析滤波 ;长时预测 ;规则码激励序 列编码3arm（adaptive multi rate, 自适应多速率）语音编码3.1.2错误。语音编码速率与传输信号带宽成比例关系，即语音编 码速率减半，传输信号所占用带宽也减半，而系统容量增加一倍， 频率利用率可有效提高。正确。3错误。 gmsk 的解调可采用类似于 msk 方式的正交相干解调技术， 也可使用非相干检测解调技术

24、，如差分解调和鉴频器解调等。3.1.3abcde3.1.4（略）（略）321模拟调制；线性调制技术；恒包络抗干扰能力强；易于加密3.2.2abcd3.2.3（略）3.3.1扩频通信；直接序列扩频通信系统；跳频扩频通信系统；跳 时扩频通信系统2传输信息所用信号的带宽远远大于信息本身的带宽3信息论；抗干扰理论4用一定码序列进行选择的多频率频移键控；慢跳频；快跳频；慢 跳频；快跳频5处理增益；抗干扰容限3.3.2错误。由信息论可以知道：在时间上有限的信号，其频谱是 无限的，脉冲信号宽度越窄，其频谱就越宽，在工程估算中信号的 频带宽度与其脉冲宽度近似成反比。错误。扩展频谱换取信噪比要求的降低，即降低接

25、收机接收的信 噪比门限值。4错误。跳频速率越高，跳频系统的抗干扰性能就越好，但相应的 设备复杂性相成本也越高。5错误。抗干扰容限表示系统在干扰环境下的工作性能，它直接反 映了扩频通信系统接收机允许的极限干扰强度。3.3.3 abcdef c3.3.4（提示：扩频通信可行性的理论基础：一是信息论中关于信 息容量的仙农（ shannon ）公式；一是抗干扰理论中柯捷尔尼可夫 关于信息传输差错概率的公式）2（提示：可参考跳频系统的组成方框图，并简述各功能实体）3（提示：可参考跳频系统的组成方框图，并简述各功能实体）3.4.1误码率；信噪比2二重空间接收；发端分集3显分集；交织编码技术；跳频技术；直接

26、扩频技术4基带跳频；射频跳频5最大比值合并；等增益合并；选择式合并3.4.2错误。分集数n越大，分集效果越好，即分集增益正比于分 集的数量n，且分集增益的增加随着 n的增加而逐步减少。2错误。相关器的数目越多，系统获得的增益越大，但设备的复杂度也随之增加。当相关器的数目增加到一定程度时，系统获得的增 益将缓慢增加。3正确。4正确。5错误。合并可以在检测器以前，即中频和射频上进行合并，且多 半是在中频上合并；也可以在检测器以后，即在基带上进行合并。3.4.3 c abcde c344分集技术的本质：采用两种或两种以上的不同方法接收同一信号以克服衰落；它的作用：在不增加发射机功率或信道带宽的情 况

27、下充分利用传输中的多径信号能量，以提高系统的接收性能。它 的基本思路：将接收到的多径信号分离成不相关的(独立的)多路 信号；然后将这些信号的能量按一定规则合并起来，使接收的有用/宀 口 .厶 曰u信号能量最大从信号传输的方式来看，分集技术分为显分集和隐分集两大类，显分集又分为宏分集和微分集(包括空间分集、频率分集、时间分 集、极化分集、路径分集、场分量分集、角度分集等)；隐分集又 分为交织编码技术、跳频技术、直接扩频技术等3.5.1频谱利用率发送功率、编码速率、编码方式3.5.2 d3.5.3它动态地跟踪信道变化，根据信道情况确定当前信道的容量，进而改变传输信息的符号速率、发送功率、编码速率和

28、编码方式、 调制的星座图尺寸和调制方式等参数，因此可以最大限度地发送信 息，实现更低的误码率，并减轻对其他用户的干扰，满足不同业务 的需求，提高系统的整体吞吐量。3.6.1子载波集中式(locolized )和分布式(distributed )3.6.2 d b3.6.3它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中 的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。由于这种技术 具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外 界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。其主要思想是： 将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子 数据流，调制到在每个子信道上进行

29、传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰（ici ）。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个 子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且 由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变 得相对容易。3.7.1信道调制 载波频率 a/d 变换 射频天线3.7.2 abcd a3.7.3（略）3.8.1信号处理 接收准则 自适应算法3.8.2 abd d3.8.3从某种角度可将智能天线看作是更灵活、主瓣更窄的扇形天线， 智能天线的又一个好处是可减小多径效应3.9.1分集空间复用增益 空间分集增益3.9.2 abcd

30、ad3.9.3（略）3.10.1多用户检测是根据算法输出是否是输入的线性变换 迫零线性块均衡 （zf-ble） 法 最小均方误差线性块均衡 （mmse-ble） 法降低干扰 扩大容量 削弱 “远近效应 ”的影响 降低功控的要求3.10.2 （略 ）3.11.1认知能力 重构能力频谱空穴动态频谱分配（dsa ）3.11.2 （略 ）第 4 章 gsm （全球数字移动通信）系统4.1.1 移动特别小组； group special mobile ； gsm ；全球移动 通信系统； globa1 system for mobile communications 移动台子系统；基站子系统；网络子系统；

31、管理子系统4.1.2 abcd2abd3b4.1.3 1982 年北欧向 cept （欧洲邮电行政大）提议成立了一个在 欧洲电信标准学会（ etsi ）技术委员会下的 “移动特别小组（ group special mobile ） ”，简称“gsm”，来制定有关 900mhz频段的公共 欧洲电信业务的标准和建议书； 1991 年在欧洲开通了第一个系统， 同时 mou 组【篇三：扩频通信】有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过 一个独立的码序列（一般是伪随机码）来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接 收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。 中文名扩频通信外文名spread sprectrum communications定义扩展频谱通信与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三 大高技术通信传输方式。理论基础式中： c-信息的传输速率 s- 有用