通信原理课后思考题

1.1 如何评价数字通信系统的性能？

• 有效性（单位时间内的信息传输量）

信息传输速率，一般用波特率（BPS ）或比特率（bps ）为单位，频带利用率

• 可靠性（系统抗噪声性能）

对模拟（连续）系统，主要是考察接收端输出的信号、噪声功率比（信噪比）

对数字（离散）系统，主要是考察符号的差错率（误码率）

2.1 什么是误码率？什么是误信率？它们之间的关系如何？ 误码率: 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例，或者更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。 误信率:又称误比特率，是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。 在二进制系统中，误码率=误信率；但在多进制系统中，误码率 > 误信率 误码率Pe 与误信率Pb 的关系Pb=MPe/2(M-1) ，M 为进制

2.2 什么是码元速率？什么是信息速率？它们之间的关系如何？

码元传输速率，又称为码元速率或传码率。其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为"波特",常用符号"Bd"表示。

信息传输速率又称为信息速率和传信率。通常定义每秒钟传递的信息量为传信率，单位是比特/秒(bit/s 或bps)。

在N 进制下，设信息速率为

，码元速率为, 则有

2.3 什么是随机过程的数学期望和方差？它们分别描述了随机过程的什么性质？ 数学期望:表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。即均值

方差:表示随机过程在时刻t 对于均值a(t)的偏离程度。即均方值与均值平方之差。 数学期望和方差描述了随机过程在各个孤立时刻的特征，但没有反映随机过程不同时刻之间的内在联系。

2.4 平稳随机过程通过线性系统时，输出随机过程和输入随机过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？

系统输出功率谱密度是输入功率谱密度与系统传递函数的平方的乘积。

)()()(2

ωωωξξP H P =

3.1 低通型采样定理和带通型采样定理有什么区别？

低通型采样定理：

奈奎斯特定理，fs > 2B = 2fH

带通型采样定理：

对于带通型信号，如果按fs ≥2fH 抽样，虽然能满足频谱不混叠的要求。但这样选择fs 太高

了，它会使0~fL 一大段频谱空隙得不到利用，降低了信道的利用率。

设带通信号的最高频率f H 与带宽B 的关系： fH = nB + kB 0k ＜1 则：fs = 2B( 1 + k / n )

3.2 量化噪声是如何产生的？如何分析模拟信源数字化过程中的量化噪声功率？

量化噪声及量化误差，量化就是利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程，即将幅度连续的抽样变成取值离散的抽样，所以必定会产生误差

假设输入信号m(t)是均值为零，概率密度为f(x)的平稳随机过程，为方便起见，用m 表示m(kTs)，mq 表示mq(kTs)，则量化噪声功率表示为均方误差（即平均功率）

{}

⎰-=-=dx x f m x m m E N q q q )()()(22

3.3 为什么要采用非线性量化？

非线性量化及非均匀量化，是一种在整个动态范围内量化间隔不相等的量化。信号幅度越小，量化间隔Δv 也小；反之亦反。

优点：

首先，当输入信号具有非均匀分布的概率密度(实际中常常是这样)时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信噪比；其次，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样

值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。

3.4 常用的非线性量化有几种？各有什么特点？ 常用的非线性量化有律压缩和A 律压缩。律15折线，A 律13折线

4.1 A 律的13折线编码方法要点及其特点是？

对x 轴不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分； 对y 轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把x ，y 各对应段的交点连接起来构成8段直线。其中第1、2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。正、负双向共有2×(8-1)-1=13 折，故称其为13折线

4.2 PCM 系统噪声来源主要有哪些？

量化噪声和信道加性噪声

4.3 如何分析PCM 系统输出信噪比？ 详见第四讲ppt12-22页

接收端输出)()()()(t n t n t m t m e q o ++= )(t m o －输出信号成分 )(t n q －量化噪声引起的输出噪声 )(t n e －信道加性噪声引起的输出噪声 系统输出端信噪比

5.1 数字基带信号频谱分析意义何在？

通过频谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含的频谱分量，有无直流分量，有无定时分量等。这样，才能针对信号谱的特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可从信号中提取定时信号。

5.2 如何分析数字基带信号频谱？

见ppt27-33页

5.3 数字基带信号码型的一般要求有哪些？

基带信号的编码应尽量使频带压缩，使编码后所使用的数字信号的速率尽量低。

尽量减少直流、甚低频及高频分量。

提高码元同步分量，保证同步提取电路稳定可靠的工作

误码扩散少,一个信号出错不扩散到其他信号尽量不出现长“0”和长“1”，长“0”或长“1”无法提取定时信号，使同步被破坏

能够检测信号质量，对噪声和码间串扰具有较强的抵抗力和自检能力

编译码设备简单

5.4 0 、 1等概率双极性信号功率谱密度计算，是否适合用于基带传输?

适合

6.1码间干扰是如何产生的？

除第k个码元以外的其他码元波形在第k个抽样时刻上的总和，它对当前码元的判决起着干扰的作用，所以称为码间干扰。

6.2如何理解奈奎斯特第一准则的物理意义？

满足拉奎斯特第一准则的数字基带传输体统无码间干扰

6.3如何判断数字基带传输系统是否存在码间干扰？ppt

把H(ω)波形在ω轴上以2π/TB间隔切开，然后分段沿ω轴平移到（ -π/TB ，π/TB）区间内，将它们叠加起来求和，只要其结果是叠加出一个固定值（水平线），则当以1/ TB速率传输基带信号时，无码间串扰。当以高于1/ TB速率传输基带信号时，存在码间串扰。

7.1 2ASK、2FSK、2PSK是如何实现的？

2ASK ppt第9页 2FSK ppt第15页 2PSK ppt第21页

7.2分析2ASK、2FSK、2PSK已调信号功率谱密度的思路是？

ppt 11-14页 2FSK 17-20页 2PSK ppt24-26页

7.3为什么要采用2DPSK？2DPSK是如何实现的？

2PSK绝对移相键控：以载波的不同相位直接表示相应的数字信息