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 – fL

11.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 log2M

19.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/s

21.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 log24

RB =1200 Baud/s

10分钟内码元共为：10*60*1200 = 70 个