基带调制和带通调制

期末总复习Ch1 概述【不要求：1.1~1.5】1、 计算机网络的性能指标：速率 比特为单位 Kb/s(K=10^3) Mb/S Gb/S 依次类推 为额定速率或者标称速率 带宽 最高数据率：b/s ，kb/s （K=2^10，M=2^20）吞吐量 单位时间内通过某个网络的数据量时延 发送时延=数据帧长度（b ）/发送速率（b/s ）传播时延=信道长度（m ）/信道上传播速率（m/s ）处理时延、排队时延时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延时延带宽积=传播时延×带宽往返时间RTT利用率及其计算 UD D -=10 D ：网络当前时延 D 0：网络空闲时时延 U ：利用率 P18~222、 OSI/RM 七层协议：应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层 网络协议及其三要素：语义、语法、同步划分层次及其好处，体系结构，实体、协议、服务和服务访问点。

分层好处：“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

体系结构：OSI 七层协议 TCP/IP 四层协议 五层协议实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程协议：控制两个对等实体（或多个实体）进行通信的规则集合服务和服务访问点：在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。

要实现本层协议，还需要使用下面一层所提供的服务。

服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。

P24~313、 P27图1-16：计算机网络体系结构的三种分层方法。

4、课后习题P33~35Ch2 物理层1、 物理层描述的特性：机械特性，电气特性，功能特性，过程特性。

P36 机械特性 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

电气特性 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

功能特性 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

过程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

无线传感器网络名词解释1、无线自组织网络：是一种不同于传统无线通信网络的技术传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。

而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时由其他用户节点进行数据的转发。

这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。

2、无线传感器网络WSN无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。

传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素3、基带信号：信源（信息源，也称发送端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。

根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

）其由信源决定。

4、模拟调制：调制在通信系统中的作用至关重要。

广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。

在无线通信中和其他大多数场合，调制一般均指载波调制。

调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。

调制方式有很多。

根据调制信号是模拟信号还是数字信号，载波是连续波（通常是正弦波）还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（简称模拟调制）、数字连续波调制（简称数字调制）、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。

5、数字调制：数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。

数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。

在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。

通信原理第三版课后思考题答案樊昌信第⼀章1.1 消息和信息有什么区别？信息和信号有何区别？P1 语⾳，⽂字，图形，图像等都是消息，信息则是消息中包含有意义的内容，或者说有效内容，信息必须转换为电信号，才能在通信系统中传输，所以，信号是消息的载体。

1.2 什么是模拟信号？什么是数字信号？P3 在时间上和幅值上均是连续的信号称为模拟信号，在时间和幅值都离散的信号称为数字信号。

1.3 数字通信有何优点？P3 P4 （1）由于数字信号的可能取值数⽬有限，所以在失真没有超过给定值的条件下，不影响接收端的正确判决。

此外，在有多次转发的线路中，每个中继站都可以对有失真的接收信号加以整形，消除沿途线路中波形误差的积累，从⽽使经过远距离传输后，在接收端仍能得到⾼质量的接收信号。

（2）在数字通信系统中，可以采⽤纠错编码等差错控制技术，从⽽⼤⼤提⾼系统的抗⼲扰性。

（3）可以采⽤保密性极⾼的数字加密技术，从⽽⼤⼤提⾼系统的保密度。

（4）可以综合传输各种模拟和数字输⼊消息，包括语⾳、⽂字、图像、信令等；并且便于存储和处理（包括编码、变换等）。

（5）数字通信设备和模拟通信设备相⽐，设计和制造更容易，体积更⼩，重量更轻。

（6）数字信号可以通过信源编码进⾏压缩，以减少多余度，提⾼信道利⽤率。

（7）在模拟调制系统中，例如调频，接收端输出信噪⽐仅和带宽成正⽐的增长；⽽在数字调制系统中，例如脉冲编码调制，输出信噪⽐随带宽按指数规律增长。

1.4 信息量的定义是什么？信息量的单位是什么？ P2 (1) )(log )(1log I x P x P a a-==为信息量的定义。

信息量的单位为⽐特（Bit)1.5 按照占⽤频带分，信号可以分为哪⼏种？P5 基带信号和带通信号1.6 信源编码的⽬的是什么？信道编码的⽬的是什么？P4 信源编码⽤以减少数字信号的冗余度，提⾼数字信号的有效性；如果是模拟信源（如话筒），则它还包括A/D 转换功能，把模拟输⼊信号转变成数字信号。

通信原理思考题答案第一章绪论1.1消息与信息有何区别？信息和信号有何区别？答：消息必须转换成为电信号，才能在通信系统中传输。

人们接受消息，关心的消息中包含的有效内容就是信息。

信息是消息中包含的有意义的内容，或者说是有效内容。

信号是消息的载体。

1.6信源编码的目的是什么？信道编码的目的是什么？答：信源编码的目的是压缩编码。

信号编码的目的是提高信号传输的可靠性。

1.7何谓调制？调制的目的是什么？答：调制包含调节或调制的意义。

调制的主要目的是使经过编码的信号特性与信道的特性想适应，使信号经过调制后能够顺利通过信道传输。

1.8数字通信系统有哪些性能指标？答：可靠性和有效性。

用一下指标来衡量：传输速率、错误率、频带利用率、能量利用率。

1.10无线信道和有线信道的种类有哪些？答：无线信道的种类：视线传播、地波和天波、散射；有线信道的种类：明线、对称缆和同轴电缆1.13何谓多径效应？答：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。

多径效应会引起信号衰落。

1.16什么是快衰落？什么是慢衰落？答：通常将由多径效应引起的衰落称为“快衰落”。

衰落的起伏周期可能以若干天或若干小时计，这种衰落就是“慢衰落”。

第二章信号2.11何谓平稳随机过程？广义平稳随机过程和严格平稳随机过程有何区别？答：若一个随机过程X(t)的统计特性与时间起点无关。

广义平稳随机过程的自相关函数与时间起点无关，只与t1和t2的间隔有关。

2.12何谓窄带平稳随机过程？答：若信号或噪声的带宽和其“载波”或中心频率相比很窄。

2.14何谓白噪声？其频谱和自相关函数有何特点？答：白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。

所有频率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。

2.15什么是高斯噪声？高斯噪声是否都是白噪声？答：高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。

1、21世纪是以网络为核心的信息时代，特征数字化、信息化、网络化。

2、三大类网络：电信网络、有线电视网络、计算机网络。

发展最快并起到核心作用：计算机网络。

随着技术的发展，网络技术相互融合。

3、Internet已称为全球最大的和最重要的计算机网络。

两种译名：因特网、互联网。

互联网能体现出Internet最主要的特征：由数量极大的各种计算机网络互连起来而形成的网络。

4、互联网：当今世界最大的计算机网络；互连网：局部范围互连起来的计算机网络。

5、互联网的两个重要特点：连通性、虚拟性、共享性。

6、计算机网络由若干结点和连接这些结点的链路组成。

网络之间可以通过路由器互连，形成更大的计算机网络。

与网络相连的计算机称为主机。

*7、网络把许多计算机连接在一起。

互联网把许多网络通过路由器连接在一起。

与网络相连的计算机常称为主机。

8、互联网基础结构发展的三个阶段：从单个网络ARPANET向互联网发展的过程、建成三级结构的互联网、逐渐形成多层次ISP结构的互联网（主干ISP、地区ISP、本地ISP）。

9、成为互联网正式标准要经过三个阶段：互联网草案（不是RFC文档）、建议标准、互联网标准。

*10、互联网按工作方式可划分为边缘部分（信息处理）和核心部分（分组交换）。

边缘部分由所有连接在互联网上的主机（端系统）组成，由用户直接使用，用来进行通信和资源共享。

核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成，为边缘部分提供服务。

11、计算机的通信时计算机中的进程之间的通信。

端系统之间的通信方式可划分为两大类：客户-服务器方式（C/S）、对等方式（P2P）。

客户是服务请求方，服务器是服务提供方，服务请求方和服务提供方都要使用网络核心部分所提供的服务。

客户程序：被客户调用后运行，主动向服务器发起通信，客户程序必须知道服务器程序的地址，不需要特殊硬件和很复杂的操作系统。

服务器程序：专门用来提供某种服务的程序，可同时处理多个客户请求，系统启动后即自动调用并一直不断运行，被动等待来自客户的请求，不需要知道客户程序的地址，一般需要强大的硬件和高级的操作系统支持。

Part (5) 1.基本概念调制 － 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

广义调制 － 分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。

狭义调制 － 仅指带通调制。

在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。

调制信号 － 指来自信源的基带信号。

载波调制 － 用调制信号去控制载波的参数的过程。

载波 － 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。

已调信号 － 载波受调制后称为已调信号。

解调（检波） － 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。

解调器输入信噪比定义i iS N =解调器输入信号的平均功率解调器输入噪声的平均功率解调器输出信噪比定义2o o 2o o ()()S m t N n t ==解调器输出有用信号的平均功率解调器输出噪声的平均功率 输出信噪比反映了解调器的抗噪声性能。

制度增益定义00//i iS N G S N =门限效应输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化的现象称为门限效应。

同步解调器不存在门限效应。

2. 调制的目的提高无线通信时的天线辐射效率。

把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。

扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。

3．基本规律和技巧 第一部分 线性调制前提：信道和滤波器都是理想的，幅频特性是常数1，所有的载波振幅也为1。

1、一般情况下，一个基带信号（或低通信号）乘以高频正弦或余弦载波后，平均功率减半，若再通过单边带滤波器，平均功率又减半，这是由于上下边带所携带功率相等的缘故。

2、具有窄带噪声形式（例如单边带调制信号）的已调信号通过相干解调器后，平均功率减为四分之一，这是由于其正交分量被滤除的缘故。

其余形式的已调信号通过相干解调器后，平均功率减半。

3、包络检波器输出有用信号等同原调制信号，故其平均功率与调制信号平均功率一致；输出噪声与输入噪声平均功率一致。

2物理层2.1基本概念物理层的主要任务——确定与传输媒体接口的一些特性四个特性：机械特性——指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线的数目和排列、固定的所锁定装置等电气特性——指明接口电缆各条线上出现的电压范围功能特性—-指明某条线上出现的某条电平的电压表示何种意义过程特性—-指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序2.2数据通信的基础知识数据通信系统的三大部分——源系统、传输系统、目的系统数据-—运送消息的实体信号——数据的电气或电磁表现模拟的—-表示消息的参数的取值是连续的数字的——表示消息的参数的取值是离散的码元-—在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值表示的基本波形单工通信（单向通信）-—只能有一个方向的通信不允许反方向的交互半双工通信(双向交替通信）——通信的双方都可以发送消息，不允许同时发送或接收全双工通信（双向同时通信）——通信双方可以同时发送接收消息基带信号——来自源的信号调制-—基带信号含有信道不能传输的低频分量或直流分量,必须对基带信号进行调制基带调制(编码）——仅仅变换波形，变换后仍是基带信号带通调制—-使用载波调制，把信号的频率范围搬到较高频段,并转换为模拟信号带通信号--经过载波调制后的信号（仅在一段频率范围内能通过信道)基本带通调制方法——调幅(AM)、调频(FM)、调相（PM）码间串扰——在接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限的现象奈式准则--在任何信道中,码元的传输速率是有上限的，传输速率超过此上限就会出现严重的码间串扰，使接收端对码元的判决成为不可能数据的传输速率（比特率)—-每秒传输的比特数即二进制数字（0或1），单位bit/s、b/s、bps 码元传输率（波特率)—-每秒信道传输的码元个数，单位B传信率(比特率）与传码率(波特率)的关系——（N为码元的进制数）比特率=n＊波特率（n为每个码元的比特,二进制时带1比特，三进制时带2比特,八进制带3bit）信噪比—-信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记为S/N，单位分贝(dB）信噪比（dB）=10log10(S/N）（dB) 如当S/N为10时信噪比10,S/N为1000为30香农公式——信道极限信息传输率C = W log2（1+S/N）b/sW信道带宽（单位Hz)、S信道内所传信号的平均功率、N为高斯噪声功率奈氏准则公式--C=2WRb=2WRBlog2N即每赫带宽理想低通信道的最高码元传输率是每秒2个码元2。

第1章通信基础1．通信系统的一般模型：任何一种通信系统的核心包括信源、发送设备、传输媒质（信道）、接收设备和信宿5部分。

1）信源：作用是通过传感器把消息转换为原始电信号，即完成非电量—电量的转换。

2）发送设备：功能是将信源和信道匹配起来，将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。

3）信道：指传输信号的通道，可分为有线的和无线的两类。

4）接收设备：功能是放大和反变换，目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。

5）信宿：是传送消息的目的地。

功能是将复原的原始电信号还原成相应的消息。

2．模拟通信系统主要由模拟信源，调制器、信道、解调器和信宿以及噪声源组成；模拟通信系统包含两种重要的变换：1）消息原始电信号（基带信号），完成这种变换和反变换的是信源和信宿。

2) 基带信号已调信号（带通信号），完成这种变换和反变换的是调制器和解调器。

3．数字通信系统由信源、信源编码、加密、信道编码、数字调制、信道、数字解调、信道译码、解密、信源译码、信宿和噪声源组成。

1）信源编码的主要功能之一是对模拟信号进行模数转换；功能之二是除去冗余信息，提高传输的有效性。

2）加密是为了提供通信的保密性，防止没有授权的用户获得信息或将差错信息加入到系统中。

3）信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓的“抗干扰编码”。

接收端的信道译码按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统的可靠性。

4）数字调制把数字基带信号转换成与传输信道匹配的信号波形。

基本的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。

数字解调是数字调制的逆过程。

5）除了上述功能单元之外，还有多路复用、扩频和同步技术。

多路复用和多址接入是把不同特性和不同信源的信号进行合成，以便共享通信资源。

扩频技术在实现抗干扰和保密性方面具有重要作用。

同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的提前条件。

简答题：1、数字通信有何优点答案：差错可控；抗干扰能力强,可消除噪声积累；便于加密处理,且保密性好；便于与各种数字终端接口,可用现代化计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储；便于集成化,从而使通信设备微型化;难度：较难2、在PCM 系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案： )/(22/H f B q N S =,所以PCM 系统的输出信号量噪比随系统的带宽B 按指数规律增长;难度：难3、非均匀量化的目的是什么答案：首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次,非均匀量化时,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;难度：较难3、 什么是奈奎斯特准则 什么是奈奎斯特速率答案：为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W 处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度：难4、 什么是带通调制 带通调制的目的是什么答案：用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度：难5、 若消息码序列为1101001000001,试写出AMI 和HDB3码的相应序列;答案：AMI ：+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3：+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度：难6、 什么是多径效应答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度：中8、什么是调制 调制在通信系统中的作用是什么答案：所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是：将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能;难度：难9、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案：m FM f FM f B m G 223=;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度：难10、什么是码间串扰 它是怎样产生的 对通信质量有什么影响答案：码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度：难11、如何评价模拟通信系统及数字通信系统的有效性和可靠性答案：模拟通信系统：已调信号带宽越小,有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好; 数字通信系统：频带利用率越高,有效性越好,误码率越小,可靠性越高;难度：中12、简述CRC 编码校验过程答案：a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'＝Rx,则认为传输正确；若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度：难13、试画出DPSK 系统差分相干解调系统框图;答案：难度：较难14、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案：调制会产生两种噪声：一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度：较难15、数字通信有哪些特点答案：与模拟通信相比,数字通信的优势主要有：抗干扰能力强,数字信号可以再生而消除噪声积累；传输差错可控,能改善传输质量；易于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；易于加密,可靠性高；易于实现各种信息的综台传输;但数字通信的缺点是：系统设备复杂,对同步要求高,比模拟通信占据更宽的系统频带等;难度：中16、按消息的物理特征,通信系统如何分类答案：按消息的物理特征,通信系统可以分为电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等;难度：中17、按调制方式;通信系统如何分类答案：按调制方式,通信系统可以分为基带传输系统和频带调制传输系统;难度：易18、按传输信号的特征,通信系统如何分类答案：按传输信号的特征,通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统难度：易19、按传送信号的复用方式,通信系统如何分类答案：按传送信号的复用方式,通信系统可分分为频分复用通信系统、时分复用通信系统和码分复用通信系统等;难度：易20、通信方式是如何确定的答案：对于点与点之间的通信,按消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种;若消息只能单向传输,这种工作方式则为单工通信方式；若通信双方都能收发消息．但不能同时进行收发,这种工作方式则为半双工通信方式；若通信双方可同时进行收发消息,这种工作方式则为全双工通信方式;难度：中未来通信技术的发展趋势如何21、通信系统的主要性能指标是什么答案：通信系统的主要性能指标是传输信息的有效性和可靠性;有效性是指在传输一定的信息量所消耗的信道资源的多少,信道的资源包括信道的带宽和时间；而可靠性是指传输信息的准确程度;有教性和可靠性始终是相互矛盾的;在一定可靠性指标下,尽量提高消息的传输速率；或在一定有效性条件下,使消息的传输质量尽可能提高;根据香农公式,在信道容量一定时．可靠性和有效性之间可以彼此互换;难度：较难22、什么是误码率 什么是误信率 它们之间的关系如何答案：误码率e P 是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例,即码元在传输系统中被传错的概率;误信率b P 是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例,即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率;二进制系统中误码率e P 与误信率相等,但在多进制系统中,误码率e P 与误倍率b P 一般不相等,通常b e P P ;难度：较难23、什么是码元速率 什么是信息速率 它们之间的关系如何答案：码元速率B R 定义为每秒钟传送码元的数目,单位为“波特”,常用符号“B ”表示,又称为码元传输速率或传码率;信息速率b R 定义为每秒钟传递的信息量,单位是比特/秒bit/s 或bps;设通信系统传送N 进制码元,则码元速率B R 与信息速率b R 之间的关系为()s bit N R R B b 2log =或()B NR R b B 2log = 难度：难24、未来通信技术的发展趋势如何答案：未来通信技术主要以数字通信为发展方向;随着光纤通信的不断发展,有线通信将以光纤通信为发展方向,当前主要研究单模长波长光纤通信、大容量数宇传输技术和相干光通信;卫星通信集中体现在调制／解调、纠错编码／译码、数字信号处理、通信专用超大规模集成电路、固态功放和低噪声接收、小口径低旁瓣天线等多项新技术的发展;移动通信的发展方向是数字化、微型化和标准化;难度：难1、什么是多径效应答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中,由于多径传播的影响,会使信号的包络产生起伏,即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号,即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失,即频率选择性衰落;这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应;难度：中2、什么是调制信道答案：调制信道是为了方便研究调制与解调问题而定义的;它是指通信系统中调制器输出端到解调器输入端的部分;难度：中3、什么是编码信道答案：编码信道是为了便于研究数字通信系统中的编码与译码问题而定义的;它是指通信系统中编码器输出端部分到译码器输入端的部分;难度：中4、什么是恒参信道答案：若信道的传输特性基本不随时间变化,即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢, 这类信道称为恒定参量信道,简称为恒参信道;难度：中5、什么是随参信道答案：若信道的传输特性随时间随机快变化,这类信道称为随机参量信道,简称为随参信道; 难度：中6、哪些属于恒参信道答案：目前常见的信道中,明线、对称电缆、同轴电缆、光纤、微波中继、卫星中继等属于恒参信道难度：中7、哪些属于随参信道答案：短波电离层反射信道、对流层散射信道等则属于随参信道;8、如图为传输信道的模型,试写出相互间的关系表达式并作简要解释答案：相互间的关系表达式为：表达式解释：输出中为乘性干扰,主要由信道的传输特性决定；为加性干扰主要指外界叠加的干扰;难度：较难8．简述恒参信道和随参信道对数字信号传输的影响及克服方法答案：恒参信道信号传输的影响是引起幅频特性和相频特性的畸变,从而最终导致产生码间干扰;克服方法主要是采用均衡技术;随参信道对信号传输的影响是引起衰落,克服方法主要是分集接收;难度：较难9．何为香农公式中的“三要素” 简述信道容量与“三要素”的关系答案：香农公式中“三要素”为：信道带宽、噪声功率谱密度和信号平均功率;“三要素”的关系：理论上当时信道容量；即使传输带宽无穷大,此时的信道容量也是有限的,因为此时的噪声功率也趋于无穷大; 难度：难10．试用香农公式来解释调频方式与调幅方式性能上的优劣关系;答案：香农公式表示在信道容量一定的情况下,信道带宽越宽有效性下降,则要求信道提供的信噪比可以越小可靠性提高,即可以提高抗干扰能力;对于调幅方式,其占用的频带要比调频方式占用的频带小,而抗干扰能力则要比调频方式的差,这正好符合香农公式所反映的两者间关系难度：较难1、什么叫抽样、量化和编码答案：抽样：将时间上连续的信号处理成时间上离散的信号；量化：对时间上离散的信号处理,使其在幅度上也离散；编码：将量化后的信号样值幅度变换成对应的二进制数字信号码组过程难度：易2、在PCM系统中,信号量噪比和信号系统带宽有什么关系答案：)/(22/H f BqNS,所以PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽B按指数规律增长;难度：难3、非均匀量化的目的是什么答案：首先,当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时,非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次,非均匀量化时,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;难度：较难4、抽样的任务是什么抽样后的信号称为什么答案：抽样的任务是让原始的模拟信号在时间上离散化,抽样后的信号为PAM信号.难度：易5、为什么要进行量化 8位二进制码可以表示多少种状态答案：量化是让信号在幅度上离散化,8位二进制码表示28=256种状态6、PCM 通信能否完全消除量化误差 为什么答案：量化是用有限个值代替了无限个值,用量化值和其所代表的样值之差来作为量化噪声,该噪声只能通过增加量化级数,即减小量化级长的方法来减弱,但无法消除;难度：中7、PCM 通信中发端抽样后和收端分路后各有一个3.4KHZ 的低通波波器,这两者作用各有什么不同答案：发端滤波器的作用是：限制输入信号的最高频率,以免抽样电路对该信号抽样时不满足抽样定理而产生折迭噪声,收端滤波器的作用是：从PAM 信号中检出包络线,即取出原始信号的波形低频分量,实现原始模拟信号的还原;难度：较难8、对于均匀量化编码,若信号幅度Vm 小一倍,信噪比变化多少答案： S/N=6n+2+20lgVm/V=20 ,Vm 减小一倍,则S/N 减小6dB难度：较难9、抽样后为什么要加保持电路答案：抽样进为防止相邻话路样值在公共通道上挨得太近会导致串音以及样值脉冲顶部不平坦导致不能选取量化标准.抽样脉冲的宽度通常取得很小,一般远小于一个时隙的宽度,即n 位码宽,所以在抽样后编码前加保持电路,将样值脉宽展宽为一个时隙宽度;难度：难10、非均匀量化的实质是什么答案：压缩扩张和均匀量化结合形成非均匀量化,在发端均匀量化前通过扩张提高小信息的幅度,即可提高信噪比,在收端再通过相逆压缩对小信息幅度还原;难度：较难11、自适应量化的基本思想是什么 自适应预测的基本思想又是什么答案：自适应量化是使量化级差跟随输入信号变化,使不同大小的信号平均量化误差最小,从而提高信噪比；自适应预测的基本思想是使预测系数跟随输入信号而变化,从而保证预测值与样值最接近,即预测误差最小;难度：较难12、PCM 基群系统常用的测试指标有那些答案：传输电平和净衰减、频率特性、总信噪比、空闲信道噪声、路际可懂串音防卫度; 难度：易13、FM 系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何 这一关系说明什么问题 答案：m FM f FM f B m G 223;说明在大信噪比的情况下,宽带调频系统的制度增益是很高的,也就是说抗噪声性能好;难度：难14、根据低通型抽样定理试讨论、何时出现的情况为抽样频率,为信号的最高频率 答案：当时频谱前后相连,采用截止频率为的理想低通滤波器可以还原出信号；当时频谱间有一些空隙,同样可以采用截止频率为的理想低通滤波器还原出信号；在时频谱产生重叠现象,此时还原不出原始信号;显然前两种可以不失真地还原出原始信号,考虑到理想低通无法实现因此实际可行的为难度：中15、简述平顶抽样带来的失真及弥补方法答案：平顶抽样带来的失真的弥补方法：在接收端的低通滤波器前加一个特性为的补偿网络;难度：难16、试比较冲击抽样、自然抽样和平顶抽样的异同点答案：平顶抽样自然抽样由以上两种抽样后的频谱不难看出：两种抽样后的频谱排列规律是一样的,但幅度有所不同,其中自然抽样后的频谱没有产生频谱失真,可以还原出原始信号；而平顶抽样后频谱产生了失真因此还原出的信号存在失真干扰,通常要采取均衡措施;难度：中17、简述带通型信号的抽样不易采用低通型抽样定理进行抽样的原因答案：带通型信号是指信号的带宽的信号,该信号若采用低通型抽样定理进行抽样可以符合抽样要求,但将带来频谱利用不合理,抽样速率较高的现象,因此应采用带通型抽样定理进行抽样可以降低抽样速率;难度：较难1、简述为何要构造群同保护电路试说明此电路工作在不同状态时所起的作用;答案：分析群同步系统可以看出,由于噪声和干扰的影响当有误码存在时,有漏同步的问题,另外由于信息码中也可能偶然出现群同步码,这样就产生假同步的问题;假同步和漏同步都使群同步系统不稳定和不可靠;为此要增加群同步的保护措施,以提高群同步的性能;这就是建立群同步电路的原因;4分常用的保护措施是将群同步保护电路的工作划分为两种状态,即捕捉态和维持态;捕捉态时,判决门限提高,减小假同步概率；维持态时,判决门限降,降低漏同步概率;4分1、信源编码和信道编码有什么区别 为什么要进行信道编码答：信源编码是完成A/D 转换;信道编码是将信源编码器输出的机内码转换成适合于在信道上传输的线路码,完成码型变换;难度：中简述CRC 编码校验过程答案：a 在发端,将待发送数据多项式Tx 乘以x k ,其中k 为生成多项式Gx 的最高次幂;b 将Tx x k 除以生成多项式Gx,得;c 将Tx x k 十Rx 所对应的比特序列作为一个整体送入信道发送;d 在收端,对接收序列对应的多项式)x ('T x k 进行同样的运算,即得到余数多项式(x)R';e 比较两余数多项式Rx 和(x)R';若(x)R'＝Rx,则认为传输正确；若(x)R'≠Rx,则认为传输有错;难度：难1、时分多路复用的概念是什么答：时分多路复用就是在一条信道的传输时间内,将若干路离散信号的脉冲序列,经过分组、压缩、循环排序,成为时间上互不重迭的多路信号一并传输的方式;难度：易2、30/32路PCM 设备的同步,监视,对告码组是如何安排的答：同步码：帧同步码共7位“0011011”,安排在偶帧TS 0的a 2~a 8码位监视码：区分奇偶帧的监视码为1位“1”,安排在奇帧TS0的a2码位.对告码：帧失步对告码安排在奇帧TS0的a3码位,失步用“1”表示,同步用“0”表示; 难度：难3、第23路信令在什么位置答：在F 8的TS16的后4bit难度：较难4、对某一话路来说,每秒抽样多少个样值 对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次解：一路信号,每秒抽样8k 次,对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度：易5、对于30/32路PCM 基群端机来说,每秒钟共抽样多少次答：对PCM 基群来说,每秒共抽样30×8k=240k 次难度：中6、定时系统要产生哪些脉冲信号 它们的作用如何答： CP 主时钟脉冲：控制PCM 设备的发送速率;D1~8位脉冲：用于编解码CH1~30路脉冲：用于抽样和分路;F0~F15 复帧脉冲：供信令信号用难度：难6、什么是准同步复接和同步复接答案；同步复接是指被复接各输入支路的时钟都是由同一个总时钟统一供给,即各支路的时钟频率完全相等的复接方式;准同步复接是指参与复接的各低次群使用各自的时钟,但各支路的时钟在一定的容差范围内,这种复接方式在复接前必须将各支路的码速都调整到统一的规定值后才能复接;难度：中7、说明正码速调整的含义答案：又称为“脉冲插入法”,是能过插入一些脉冲来调整各支路数码率,从而达到被复接的各支路的数码率完全一致的目的;难度：中8、SDH与PDH相比有何优点：答案：1. 1.5M和2M系列在STM-1等级上得到统一;2. 采用模块化结构,方便网络的组建;3. 采用字节复用,适用交换技术发展;4. 帧结构中安排了大约占信息5%的维护管理比特,使网管功能大大加强;5. 将标准光接口综合进多种不同网元;6. 采用同步复用,上下电路方便7. 和现有的PDH能完全兼容,同时还能容纳各种新的业务信号;难度：中9、简述PCM30/32路基群速率2Mb/s复接到STM-1的复接步骤答案：标称速率为2Mb/s的信号先进入C-12,作适配处理后的C-12输出速率为2.224Mb/s,现加上VC-12POH便构成了VC-12,速率为2.24Mb/s.TU-12PTR用来指明VC-12相对于TU-12的相位,经速率调整后和相位对准后的TU-12,速率为 2.304Mb/s;再经均匀的字节间插组成TUG-23×2.304Mb/s,7个TUG-2经同样的单字节间插组成TUG-3加上塞入字节后速率达49.536Mb/s;然后由3个TUG-3经单字节间插并加上高阶POH和塞入字节后,构成VC-4净负荷,速率为150.336Mb/s,再加上0.576Mb/s的AU-4 PTR就组成AU-4,速率为150.912Mb/s,单个AU-4直接进入AUG,一个AUG加上容量为 4.608Mb/s的段开销即为STM-1的标称速率为155.52Mb/s;难度：难1、什么是奈奎斯特准则什么是奈奎斯特速率答案：为了得到无码间串扰的传输特性,系统传输函数不必须为矩形,而容许具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称,称为奈奎斯特准则;同时系统达到的单位带宽速率,称为奈奎斯特速率;难度：难2、若消息码序列为1101001000001,试写出AMI和HDB3码的相应序列;答案：AMI：+1-10+100-100000+1-1+10-100+100000-1HDB3：+1-10+100-1000-v0+1-1+10-100+1000+v00-1难度：难3、什么是码间串扰它是怎样产生的对通信质量有什么影响答案：码间串扰是由于系统传输总特性不理想,导致前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰;码间串扰严重时,会造成错误判决;难度：难4、增量调制中会产生哪两种噪声,分别是怎样形成的,如何改善答案：调制会产生两种噪声：一般噪声和过载量化噪声,前者是有在量化时抽样值与量化电平的误差产生的,后者是由于台阶信号的变化速度赶不上模拟信号的变化速度造成的,要改善前者可通过减小量化台阶,改善后者可通过增大采样频率来实现难度：较难5、什么叫奈奎斯特准则答案：奈奎斯特准则:理想低通特性数字脉冲的传输速率fb是等效理想低通信道截止率fc 的两倍,即以fb=2fc的速率传输信号时,可实现无码间干扰传输;当数字信号序列通过某一信道传输时,无码间干扰的极限速率是fb=2fc,信道最大传输利用率为2b/s·Hz难度：难6、AMI码的缺点是什么答案：不能限制长连O和长连1,不利于时钟提取;难度：易7、带限传输对数字信号有什么影响码间干扰是怎样形成的答案：理论上数字信息的频带为无穷大,这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时,由于实际信道带宽有限,信号波形必然会产生失真,从而产生码间干扰.难度：较难8、怎样用示波器观察眼图,眼图恶化说明什么含义答案：示波器采用外同步,扫描同期必然为TB码元同期或TB的整数倍,这样,就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起,这样在荧光屏上显示类似人眼的图形;眼图恶化说明信噪比降低,误码率增加;难度：较难1、什么是调制调制在通信系统中的作用是什么答案：所谓调制,是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程;作用是：将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号；实现信道的多路复用；改善系统抗噪声性能;难度：难2、什么是带通调制带通调制的目的是什么答案：用调制信号去调制一个载波,使载波的某个些参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制;调制的目的是实现信号的频谱搬移,使信号适合信道的传输特性;难度：难3、常用的数字键控方式用哪些ASK幅度键控：用基带数字信号对高频载波信号的幅度进行控制的方式;FSK移频键控：用基带数字信号对载波信号的频率进行控制的方式2PSK绝对移相键控：用基带数字信号对载波的相位进行控制方式2DPSK相对移相键控：2DPSK信号的产生方法和绝对移相一样,只需将输入码序列先变换为相对码序列,然后用此相对码去进行绝对移相,便可以获得 2DPSK信号;难度：难4、模拟和数字调制其原理是一样的,但在实现时为何数字调制却不采用模拟调制电路来实现答案：这是由于数字信号可以看作是模拟信号的特殊情况,因此从调制的原理上看是完全一致的,数字调制不采用模拟调制器来实现的原因是数字调制可以利用数字信号的开关特。

什么是基带信号和带通信号？他们有何区别？宽带传输和基带传输各⾃的特性基带传输：由计算机或终端产⽣的数字信号，频谱都是从零开始的，这种未经调制的信号所占⽤的频率范围叫基本频带（这个频带从直流起可⾼到数百千赫，甚⾄若⼲兆赫），简称基带（base band）。

这种数字信号就称基带信号。

举个简单的例字拉：在有线信道中，直接⽤电传打字机进⾏通信时传输的信号就是基带信号。

⽽传送数据时，以原封不动的形式，把基带信号送⼊线路，称为基带传输。

基带传输不需要调制解调器，设备化费⼩，适合短距离的数据输，⽐如⼀个企业、⼯⼚，就可以采⽤这种⽅式将⼤量终端连接到主计算机。

另外就是传输介质，局域⽹中⼀般都采⽤基带同轴电缆作传输介质，不过如果你打算⽤光纤，我也绝对没有异议。

频带传输：上⾯的传输⽅式适⽤于⼀个单位内部的局域⽹传输，但除了市内的线路之外，长途线路是⽆法传送近似于0的分量的，也就是说，在计算机的远程通信中，是不能直接传输原始的电脉冲信号的（也就是基带信号了）。

因此就需要利⽤频带传输，就是⽤基带脉冲对载波波形的某些参量进⾏控制，使这些参量随基带脉冲变化，这就是调制。

经过调制的信号称为已调信号。

已调信号通过线路传输到接收端，然后经过解调恢复为原始基带脉冲。

这种频带传输不仅克服了⽬前许多长途电话线路不能直接传输基带信号的缺点，⽽且能实现多路复⽤的⽬的，从⽽提⾼了通信线路的利⽤率。

不过频带传输在发送端和接收端都要设置调制解调器。

但是，在基带传输中我们常常会有⼀个深有体会的问题，就是等等等等等等等——在这种情况下，我们就⾮常羡慕并向往⼀种传输了，这种传输的名字就叫——宽带传输。

所谓宽带，就是指⽐⾳频（4KHZ）带宽还要宽的频带，什么？⾳频带宽有多宽你也不知道？OK，简单⼀点就是包括了⼤部分电磁波频谱的频带拉。

使⽤这种宽频带进⾏传输的系统就称为宽带传输系统，它简直就可以容纳所——有的⼴播，并且还可以进⾏⾼速率的数据传输。

对于局域⽹⽽⾔，宽带这个术语专门⽤于使⽤传输模拟信号的同轴电缆，可见宽带传输系统是模拟信号传输系统，它允许在同⼀信道上进⾏数字信息和模拟信息服务。

基本数字调制什么是数字调制？在通信领域中，数字调制（Digital Modulation）是一种将数字信号转换成模拟信号的过程。

在数字通信中，信息以离散的形式传输，因此需要将数字信号转换为模拟信号以便在信道中传输。

数字调制技术所做的就是通过将数字信号调制到高频载波上，使其能够在信道中传输。

数字调制可以分为基带调制和带通调制两种方式。

基带调制是将数字信号直接调制到基带频率上，这种方式适用于短距离传输。

而带通调制则是将数字信号调制到射频频率带上，这样可以实现远距离传输和抗干扰能力强。

基本数字调制的分类基本数字调制主要包括以下四种调制方式：1.ASK（Amplitude Shift Keying）调制： ASK调制是一种将数字信号调制到载波上的调制方式。

在ASK调制中，载波的幅度会根据数字信号的取值而变化。

即当传输的比特为1时，载波的幅度为A，当传输的比特为0时，载波的幅度为0。

这种调制方式简单易实现，但对噪声和干扰比较敏感。

2.FSK（Frequency Shift Keying）调制： FSK调制是一种将数字信号调制到载波频率上的调制方式。

在FSK调制中，载波的频率会根据数字信号的取值而改变。

即当传输的比特为1时，载波的频率为f1，当传输的比特为0时，载波的频率为f2。

这种调制方式在抗干扰能力方面较好，但调制复杂度较高。

3.PSK（Phase Shift Keying）调制： PSK调制是一种将数字信号调制到载波相位上的调制方式。

在PSK调制中，载波的相位会根据数字信号的取值而改变。

即当传输的比特为1时，载波的相位为θ1，当传输的比特为0时，载波的相位为θ2。

这种调制方式适用于高速传输，但对抗多径传播的干扰较为敏感。

4.QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制： QAM调制是一种将数字信号同时调制到载波的幅度和相位上的调制方式。

在QAM调制中，载波的幅度和相位会根据数字信号的取值而变化。

基带调制和带通调制基带调制和带通调制1.引言基带调制和带通调制是通信系统中两种常见的调制技术。

它们在信号传输和接收中扮演着重要角色。

本文将就基带调制和带通调制的概念、原理以及在实际应用中的运作进行深入探讨。

2.基带调制的概念与原理2.1 基带调制的定义基带调制，顾名思义，是指将信号的频谱置于低频范围内进行调制。

在基带调制中，信号的原始频谱被转移到了低频范围，以便能够更好地适应传输通道。

2.2 基带调制的原理基带调制的过程主要包括三个步骤：信号采样、量化和编码。

原始信号会经过采样，将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。

采样得到的信号将以一定的步长进行量化，将连续的信号转化为离散的信号。

信号会被编码为数字序列，并通过传输介质进行传输。

3.带通调制的概念与原理3.1 带通调制的定义带通调制是指将信号的频谱移到一个较高频率区间进行调制。

带通调制使得信号能够更好地适应传输通道，并减少对基带频段的干扰。

3.2 带通调制的原理带通调制的过程主要包括两个步骤：调制和混频。

原始信号会经过调制，将其频谱转移到带通频段内。

调制后的信号会与一个高频载波信号进行混频，得到最终调制后的信号。

4.基带调制和带通调制的比较4.1 频谱特性基带调制将信号的频谱置于低频范围内，而带通调制将信号的频谱移到一个较高的频率区间。

基带调制更适用于短距离通信和低速率的数据传输，而带通调制适用于长距离通信和高速率的数据传输。

4.2 抗干扰性能由于基带调制的频谱范围较窄，容易受到干扰的影响。

而带通调制的频谱范围较宽，抗干扰性能相对较强。

4.3 复杂度和成本基带调制的原理相对简单，实现成本较低。

而带通调制需要使用混频器等辅助设备，相对复杂一些。

5.基带调制和带通调制在实际应用中的运作5.1 基带调制的应用基带调制广泛应用于音频信号传输、低速率数据传输以及短距离无线通信等领域。

蓝牙耳机中使用的音频传输技术就采用了基带调制。

5.2 带通调制的应用带通调制常用于调频广播、移动通信、无线局域网等需要高速率和远距离传输的场景。