通信原理思考题

通信原理思考题

第一章

1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？

答：数字通信即通过数字信号传输的通信。

优点：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累；（2）传输差错可控；（3）便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；（4）易于集成；（5）易于加密处理，保密性好。

缺点：传输带宽较大，系统设备较复杂。

1-7 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？

答：频分复用、时分复用、码分复用。

1-8 单工、半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的？解释他们的工作方式并举例说明。答：按消息传递的方向与时间关系来分类。

单双工：消息只能单方向传输的工作方式。例如：广播、遥控、无线寻呼。

半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式。例如：对讲机、检索。

全双工：通信双方可同时进行收发消息的工作方式。例如：电话、计算机间的高速通信。1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？

答：有效性：传输速率和频带利用率。

可靠性：差错率，包括误码率和误信率。

1-12 何谓码元速率和信息速率？他们之间的关系如何？

答：码元速率：又称传码率，定义为单位时间内（每秒）传送码元的数目。

信息速率：又称传信率，定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数。

R b=R B log2M(b/s)

1-13 何谓误码率和误信率？他们之间的关系如何？

答：误码率：错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。

误信率：错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。

N进制中，误信率比误码率更低，在二进制中，误码率和误信率在数值上相等。

第三章

3-2 随机过程的数字特征主要有哪些？分别表征随机过程的什么特性？

答：均值（数学期望）：表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。

方差：表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。

相关函数（包括自相关函数和协方差函数）：表示随机过程在任一两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。

3-3 何谓严平稳？何谓广义平稳？他们之间的关系如何？

答：严平稳：若一个随机过程ξ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关，也就是说，对于任意的正整数n和所有实数Δ有f n(x1,x2,..x n;t1,t2,…t n)=f n(x1,x2,..x n;t1+Δ,t2+Δ,…t n+Δ)，则称该随机过程为严格意义下的平稳随机过程。

广义平稳：1）均值与t无关，为一常数a；2）自相关函数只与时间间隔τ有关。同时满足这两个条件的过程为广义平稳过程。

严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之不一定成立。

3-4 平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱密度的关系如何？

答：性质：1) 平均功率——R(0) = E[ξ2(t)]; 2) 直流功率——R(∞) = E2[ξ(t)]=a2; 3)交流功率—— R(0) - R(∞) = σ2; 4) 偶函数R(τ)= R(−τ);5) | R(τ) | ≤ R(0)

平稳过程的功率谱密度和其自相关函数是一对傅里叶变换关系。

3-7 随机过程通过线性系统时，输出与输入功率谱密度的关系如何？如何求输出过程的均值、自相关函数？

答：输出的功率谱密度等于系统频率响应模值的平方乘以输入功率谱密度。P0(f)=|H(f)|2P i(f)均值：E[ξo(t)]= a·H(0)

自相关函数：输出功率谱密度求傅里叶逆变换或公式

3-10 窄带高斯过程的同相分量和正交分量的统计特性如何？

答：一个均值为零的窄带平稳高斯过程ξ(t)，它的同相分量ξc(t)和正交分量ξs(t)同样是平稳高斯过程，而且均值为零，方差也相同。此外，在同一时刻上得到的ξc(t)和ξs(t)是互不相关的或统计独立的。

3-12 什么是白噪声？其频谱和自相关函数有什么特点？白噪声通过理想低通或理想带通滤波器后的情况如何？

答：如果噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数，则成为白噪声。

δ(t)，对所有τ≠0都有R(τ)=0，即白噪声仅在τ=0频谱为一常数，自相关函数R(τ)=n0

2

处才相关，而在其余任意两个时刻的随机变量都是不相关的。

经过理想低通后为带限白噪声；经过理想带通后为窄带高斯白噪声。

第四章

4-6 何谓多径效应？

答：电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。

4-7 什么是快衰落？什么是慢衰落？

答：快衰落：多径效应造成接收信号快速起伏的现象。

慢衰落：由于天气、季节等引起的变化造成信号的衰落，但衰落的起伏周期较长的现象。4-8 何谓恒参信道？何谓随参信道？它们分别对信号传输有哪些主要影响？

答：恒参信道：信道特性基本不随时间变化或者变化极小。影响：引起幅频特性和相频特性的畸变，从而最终造成码间串扰。

随参信道：信道特性随机变化。影响：引起衰落。

4-17 试述信道容量的定义

答：信道能够传输的最大平均信息速率。

4-18 试写出连续信道容量的表示。由此式看出信道容量的大小决定于哪些参量？

答：C t=B log2(1+S

N )= B log2(1+S

n0B

)信道带宽B、信号功率S、噪声功率谱密度n0

第五章

5-1 何谓调制？调制在通信系统中的作用是什么？

答：调制：就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

作用：1．将基带信号频谱搬移到较高的载波频率上，以较小的发射功率和较短的天线来辐射电磁波。

2．实现信道的多路复用，提高信道利用率。

3．展宽信号带宽，提高系统抗干扰、刚衰落能力。

5-2 什么是线性调制？常见的线性调制方式有哪些？

答：线性调制是指正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。从频谱上来说，已调信号的频谱结构与基带信号的相同，仅频谱位置发生了搬移。

调制方式：调幅、抑制载波双边带调制（DSB）、SSB、VSB

5-3 AM信号的波形和频谱有哪些特点？

答：波形：AM波的包络与调制信号的形状完全相同。

频谱：AM信号的频谱有上边带、下边带和载波分量。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。

5-6 SSB信号的产生方法有哪些？各有何技术难点？

答：滤波法：边带滤波器的制作。

相移法：宽带相移网络Hℎ(ω)的制作。