2021年自考通信概论笔记

第一章1.消息、信息与信号有何区别和关系？信息是人们本来不知而待知内容，通惯用语言、文字、音乐、数据、图片或活动图像等不同物理体现形式（称之为消息）来表达。

信息是消息内涵，消息是信息外在形式。

发送设备可以将信源产生信号转变成适合在信道中传播信号。

2.数字信号和模仿信号区别是什么？分别给出两种信号例子。

麦克风（声音->音频信号）、摄像机（图像->视频信号），这些都属于模仿信源，送出是模仿信号；电传机（键盘字符->数字信号）、计算机等各种数字终端设备是数字信源，输出是数字信号。

3.画出通信系统普通模型，并简述各小方框重要功能。

信源是消息发源地，其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号，即完毕非电量－－电量转换。

依照消息种类不同，信源可分为模仿信号和数字信号。

发送设备功能是将信源和信道匹配起来，其目是将信源产生消息信号变换成适合在信道中传播信号。

发送设备涵盖内容诸多，可以是不同电路和变换器。

信道是指传播信号通道，可分为有线和无线两大类。

噪声源是信道中噪声及分散在通信系统其她各处噪声集中表达。

接受设备功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目是从受到干扰和减损接受信号中对的恢复出原始电信号。

信宿是传送消息目地。

其功能与信源相反，即将复原原始电信号还原成相信消息，如扬声器等。

4.何谓数字通信？运用数字信号来传递信息通信系统称为数字通信系统。

5.简述数字通信系统重要优缺陷。

重要长处：1) 抗干扰能力强，且噪声不积累。

2) 传播差错可控。

3) 便于与各种数字终端接口，用当代计算技术对信号进行解决、加工、变换、存储，形成综合业务网。

4) 易于集成化，从而使通信设备微型化、且重量轻，成本低。

5) 易于加密解决，且保密强度高。

重要缺陷：1) 比模仿通信占用更宽信道带宽。

2) 数字通信对同步规定高，因而系统设备比较复杂。

6.何谓单工、半双工和全双工通信？并各举一例。

单工通信指消息只能单方向传播工作方式，例如，广播、遥测、遥控、无线寻呼等。

半双工通信指通信双方都能收发消息，但不能同步进行收和发工作方式，例如，使用同一载频普通对讲机、询问及检索等。

全双工通信指通信双方可同步进行收、发消息工作方式，例如，电话（或手机）通信。

7.试述正弦波3个参量含义。

1) 振幅指信号高度或强度。

2) 周期指信号完毕一种波形循环所要经历时间。

频率指信号在1s内完毕周期数。

3) 相位描述了波形相对于时间零点位置，或者说，描述了波形沿时间轴向前或向后平移偏移量。

8.试述周期和频率之间关系。

周期指信号完毕一种波形循环所要经历时间。

频率指信号在1s内完毕周期数。

周期和频率互为倒数。

9.信号频谱是什么？信号频谱是指它所包括所有频率分量集合，并且通过频域图表达。

换言之，频谱是描述信号幅度（或相位）随频率变化关系图。

10.信号带宽怎么计算？信号带宽是指信号占有频率范畴。

严格来说，信号带宽是信号振幅频谱中正频率某些宽度。

它等于信号最高频分量与最低频分量频率差。

设fH为信号最高频率，fL为信号最低频率，则信号带宽B计算公式为：B = fH – fL11.传播媒质分为哪两大类？传播媒质是可以传播电（或光）信号物质，可分为：无线信道和有线信道两类。

12.有线信道有哪些？有线信道可分为：明线、对称电缆、同轴电缆、光纤等。

13.电磁波传播方式有哪些？电磁波传播方式重要有3种：1) 地(面）波(ground wave)传播。

地波指频率较低(大概2MHz如下)电磁波，有绕射能力。

是调幅广播传播方式。

2) 天波(sky wave)传播。

在高频(2-30MHz)波段，电磁波可以被电离层放射。

3) 视线(line of sight)传播。

频率高于30MHz电磁波将穿透电离层，不能被反射回来。

此外，它沿地面绕射能力也很小。

因此，它只能类似光波、微波那样作视线传播。

14.天线架设高度与视线传播距离关系是什么？设收发天线间距离为D = 2d（km），收发天线高度均为h（m），且h是两天线间保持视线最低高度，则天线高度和传播距离关系可用下式表达：h = D*D8r ≈ D*D50式中，r为地球半径，它近似等于6370km。

15.香农公式具备什么指引意义？1) 信道容量C受“三要素”，即B、S、n0限制。

2) 提高信噪比（S/N），可以增大信道容量。

3) 若噪声功率趋于零（或噪声功率密度趋于零），则信道容量趋于无穷大。

4) 增大信道带宽B可以增长信道容量，但不能使信道无限制增大。

5) 信道容量C一定期，信道带宽B和信号噪声功率比S/N之间可以互换。

当信噪比S/N较大时，可以用较小信道带宽B传播信息，此为用信噪比换取带宽；反之，用增大带宽办法，可以换来信噪比减少。

16.试述复用含义、目和分类？1) 复用就是解决如何运用一条信道同步传播多路信号技术。

2) 其目是为了充分运用信道频率或时间资源，提高信道运用率，扩大通信容量。

3) 当前惯用复用技术重要有：频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）、波分复用（WDM）等。

17.频分复用和时分复用特点和区别是什么？时分复用特点是各路信号在频率上是重叠，而在时间上是分开，即任一时刻上，信道中中有一路信号在传播。

频分复用特点是各路信号在频率上是分开，即频谱互不重叠，而在时间上是重叠。

18.何谓码元速率和信息速率？它们之间关系如何？1) 码元速率RB，又称波特率。

它表达每秒传送码元数目，单位为波特。

码元长度（或称码元周期）为T（s）时，有RB =2) 信息速率Rb，又称比特率。

它表达每秒传送信息量（或比特数）。

由于信息量单位是比特（bit），因此Rb单位为比特/秒（bit/s）。

3) 每个码元具有若干比特。

普通，规定二进制信号每个码元含1bit信息量，则一种四进制码元携带2bit信息量，一种M进制码元携带log2M信息量。

因而，比特率、波特率和信号进制数M有如下关系： Rb = RB log2M19.码元速率相似时，十六进制信息速率是二进制多少倍？十六进制：Rb = RB log216 =4RB二进制： Rb = RB log22 = RB因此码元速率相似时，十六进制信息速率是二进制信息速率4倍。

20一种八进制数字传播系统，若码元速率为2400Baud，试求该系统信息速率。

Rb = RB log2M = 2400*log28 =7200 bit/s21.已知某四进制数字传播系统信息速率为2400 bit/s，接受端在10分钟内共收到9个错误码元，试计算该系统误码率Pe。

2400 = RB log24RB =1200 Baud/s10分钟内码元共为：10*60*1200 = 70 个Pe = =1.25* 10 -522.已知某持续信道传播带宽为50MHz，且信号噪声功率比为30dB（即1000），试求该信道信道容量。

C = Blog2(1+ )第二章1.模仿信号在抽样后，属于模仿信号还是数字信号？模仿信号2.对于低通模仿信号而言，理论上规定抽样频率多大？一种频带限制在（0，fH）内模仿信号抽样频率f S ≥2fH3.试问PCM电话通信通惯用原则抽样频率等于多少？PCM抽样频率fs是依照抽样定理来拟定。

若信号最高频率为fH，则fs≥2fH。

8kHz4.抱负抽样、自然抽样和平顶抽样PAM信号在波形上以及频谱构造上均有什么区别？自然抽样PAM信号脉冲顶部和原模仿信号波形相似。

平顶抽样PAM信号脉冲顶部是平坦，脉冲幅度等于瞬时抽样值。

5.试问信号量化目是什么？量化是将抽样信号幅值进行离散化解决过程。

6.什么叫均匀量化？它特点和缺陷各是什么？把输入信号取值域等间隔分割量化称为均匀量化。

缺陷：均匀量化对于小输入信号很不利。

特点：ΔV是拟定，因而Nq固定不变。

7.试问对电话信号进行非均匀量化有什么长处？8.试问在A压缩律特性中，若选用A= 1，有无压缩效果？A=1时无压缩，A值越大压缩效果越明显。

9. 试问在μ压缩律特性中，若选用μ=0，有无压缩效果？μ=0时，压缩特性时一条通过原点直线，故没有压缩效果。

10.试问国内采用电话量化原则，是符合13折线律还是15折线律？13折线律11.试问在PCM电话信号中，为什么惯用折叠码进行编码？由于语音信号小幅度浮现概率比大幅度大，因此折叠码有助于减小语音信号平均量化噪声。

12.PAM与PCM有什么区别和联系？PAM是脉冲载波幅度随调制信号变化一种调制方式。

PCM是一种典型语音信号数字化编码方式。

它是将模仿信号变换成二进制数字信号惯用办法。

13.改进弱信号量化信噪比，普通可采用什么技术？14.若低通信号m(t)频带范畴为0-108kHz，则可以无失真恢复信号最小频率为多少？fS = 2fH =216Khz15.设输入信号抽样值为-131个量化单位，采用A律13折线编码，试求此时编码器输出PCM 码组。

C1C2C3C4C5C6C7C8=0100000016.设输入抽样脉冲值为-95量化单位，采用13折线A律编码，试求此时编码器输出PCM码组。

C1C2C3C4C5C6C7C8=0110111，量化误差为3个单位17.已知信号f(t)=6.4×sin(8000πt)，按奈奎斯特速率进行抽样后，进行64个电平均匀量化编码，采用自然二进码。

试求：1)量化间隔ΔV； 2)码元出特律。

18.简述单极性码和双极性码特点。

单极性码频谱中具有直流分量和丰富低频分量，不利于传播。

双极性码频谱中无直流分量，有助于在信道中传播，且抗干扰能力也较强。

19.简述AMI码和HDB3码优缺陷？AMI码长处是，由于+1与-1交替，AMI码频谱中不含直流成分，且高、低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处。

AMI码缺陷是，当原信码浮现“0”串时，信号电平长时间不跳变，导致提取定期信号困难。

HDB3码保存了AMI码长处，且连“0”个数不超过3，有助于定期信息提取。

20.什么是传号差分码？画出相应于消息代码10110…差分码波形。

21.简述双相码和CMI码特点。

双相码只有极性相反两个电平。

由于双相码在每个码元周期中心点都存在电平跳变，因此在频谱中具有丰富位定期信息。

又由于这种码正、负电平各半，因此无直流分量，编码过程也简朴。

缺陷是占用带宽比原信码大1倍。

CMI码有较多电平跃变，因而具有丰富定期信息。

此外，由于10为禁用码组，不会浮现3个以上连码，这个规律可用来宏观检错。

22．研究数字基带信号功率谱意义何在？信号带宽怎么拟定？频谱分析意义在于，可以拟定信号带宽，还可以明确能否从信号中直接提取定期分量。

信号带宽=最高频率-最低频率23.什么是码间串扰？它是如何产生？对通信质量有什么影响？码间串扰是指前面脉冲拖尾蔓延到相邻码元抽样时刻上，从而干扰了信号检测过程。

24.什么是眼图？它有什么用处？由眼图模型如何拟定抽样时刻、噪声容限？图眼是一种预计和观测系统性能实验手段。