通信概论 - 复习资料

通信概论

一 通信基础

通信系统的模型：信源通过传感器把消息转换为原始电信号；发送设备的功能是将信源和信道匹配起来，将信源产生的消息信号转换成适合在信道中传输的信号；接受设备的动能是放大和反转换(滤波、译码、解调等)，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；信宿是传说消息的目的地，将原始电信号还原成相应的消息。

1.简述消息、信息、信号有何区别和联系

消息是信息的物理表现形式，如语音、文字、图片和数据等。信息是消息的内涵。信号是消息或信息的传输载体

2.何为数字通信? .简述数字通信系统的主要优缺点

用数字信号来传递信息的通信（取值离散，时间离散）.优点:抗干扰能力强,差错可控,便于各种数字终端接口,易于集成化,易加密处理保密强度高。缺点：占用信号带宽较大，对同步要求高

3.试述正弦波3个参量的含义

T=Asin(wt+θ) 其中A振幅,w信号角频率, θ信号初始相位。正弦信号的周期就是正弦信号完成一个波形循环所经历的时间

4.信号的频谱是什么

信号频谱：指它所包含的所有频率分量的集合，并通过频域图表示。

5. 信号带宽：信号占有的频率范围。如何计算。 B=最高频率-最低频率

6.传输媒质分为有线,无线两大类;有线信道:明线,对称电缆,同轴电缆,光纤;电磁波的传播方式:地波传播,天波传播,视线传播

7.香农公式:C=B㏒2(1+S/N).含义:当信号与信道高斯白噪声的平均功率给定时,在有一定频带宽度的信道上,单位时间内可能传递的信息量的极限值.只要传输速率小于信道容量,则总可找到一种信道编码方式实现无差错传输。（结论：信道容量受信道带宽、信号功率和噪声单边功率谱的限制；提高信噪比可增大信道容量；噪声功率趋于零，信道容量趋于无穷大；增加信号带宽可以增加信道容量，但无法使信道容量无限增大；信道容量一定时，信道带宽和信道噪声功率比之间可互换）

8.试述复用的含义、目的

解决如何利用一条信道同时传输多路信号的技术,目的是为了充分利用信道带宽或时间资源,提高信道利用率,扩大通信的容量

9.通信系统的性能指标:有效性、可靠性. 模拟通信:有效性-传输带宽,可靠性-信噪比.数字通信:有效性-传输速率和频带利用率,可靠性-差错率(误码率)

10.何谓码元速率和信息速率,他们有什么样的关系?

码元速率RB表示每秒传送的码元数目,信息速率Rb又称比特率表示每秒传送的信息量. Rb= RB㏒2M (M为几进制) η(频带利用率)= RB/B ηb=η㏒2M

二 模拟信号数字化及其传输

1.模拟信号转换数字信号过程:抽样,量化,编码.模拟信号在抽样后,还属于模拟信号

1.1数字基带信号传输过程中受到的干扰：码间干扰，信道加性噪声

2.对于低通模拟信号而言,理论要求抽样频率多大？抽样频率≥2倍最高频率，否则FS<2fH则会产生混叠失真。

3.PCM电话通信系统通常用的标准抽样频率为8kHz,最高频率为3400Hz

4.自然抽样-抽样后信号的脉冲顶部与原模拟信号波形相同; 平顶抽样-抽样信号中的脉冲顶部是平坦的,脉冲幅度等于瞬时抽样值

5.量化的目的

量化是将抽样信号幅值进行离散化处理的过程,将模拟抽样信号变成多电平数字信号.

6.什么叫均匀量化?有何优缺点?非均匀量化的优点?

把输入信号的取值域等间隔分割的量化称为均匀量化. 均匀量化对小输入信号不利. 非均匀量化保证编码位数不变时,以减小大信号的量化信噪比,来提高小信号的量化信噪比.

7.A压缩率特性中若A=1时无压缩效果；μ压缩率特性中若μ=0时无压缩效果. 它们的值越大压缩效果越明显.

8.我国采用的是A律13折线法

9.PCM电话信号中,为什么采用折叠码进行编码?

折叠码具有镜像特性,编码过程简化,误码对于小电压的影响较小,语音信号小幅度出现概率比大幅度要大,折叠码有利于减小语音信号的平均量化噪声.

10.PAM与PCM有什么区别和联系?

PCM要在PAM的基础上经过量化和编码得到,二者都用脉冲幅度表达信号强弱

11.PCM信号带宽：B=Rb=Nfs,最小传输带宽（奎斯特带宽）为B的一半

12.简述单极性码和双极性码的特点：单极性用零电平和高电平区别0和1；双极性码用正、负电平表示1和0，无直流分量有利于传输，不会受到信道特性变化的影响。

13.简述AMI和HDB3的优缺点:AMI码是传号交替反转码，将二进制消息代码1交替变换为线路码的+1和-1，优点是频谱不含直流成分，高低频分量少，能量集中在频率1/2码速处。HDB3是AMI的改进，使得连续的0不得超过3个，有利于定时信息的提取。

14．传号差分码，电平跳变表示1，不变表示0,；反之为空号差分码。

15.双相码0用01表示，1用10表示，含有丰富的定时信息，无直流分量，编码简单，但占用带宽比原信码大1倍。CMI中1交替用11和00表示，0用01表示，含丰富定时信息，不会出现3个以上的连码，可用来宏观检错。

16.码间串扰是由于数字基带系统传输总特性不理想，导致接收脉冲的波形展宽和拖尾，使脉冲之间发生交叠。

17.眼图可以看出码间串扰和噪声对信号的影响程度，眼睛越大，码间串扰小，噪声越大，线条越粗，眼睛越小。眼睛最大是最佳抽样时刻，抽样时刻上下两阴影区的间隔距离之半称为噪声容限。

三 调制和解调

1.何谓调制?调制在通信系统中的作用?

调制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：把基带信号的频谱搬至较高的频率上，获得较高的发射效率；并把多个基带信号搬移到不同的载频处实现信号多路复用，提高信道利用率；扩展信号带宽，提高系统抗干扰和抗衰弱能力。

2.什么是幅度调制?

幅度调制是用基带信号去控制高频正弦载波的振幅，使其随机带信号的规律作线性变化。（实质就是频谱搬移）

3.调幅（AM）常规双边带调制，一般采用包络检波。

4.SSB信号产生的方法有哪些? 滤波法、相移法

5.VSB滤波器的传输特性应满足什么条件?

应满足残留边带滤波器的特性应在载频两边具有互补对称特性

6.什么是FM频率调制?什么是相位调制?二者关系?

频率调制（FM）使载波的频率随基带信号的规律变化；相位调制（PM）使载波的相位随机带信号而变化。二者调制过程中，载波的幅度都保持不变。

7.简述FM频率调制的特点和应用

特点：与幅度调制相比，优势是具有较高的抗噪声性能，代价是占用比幅度调制更宽的带宽

8.比较FM、DSB、SSB、VSB和AM的抗噪声性能和频谱利用率以及他们的特点和主要应用场合

DSB双边带，应用场合少；SSB单边带带宽为DSB一半，节省功率，不易实现；VSB残留边带，类似SSB但并不完全抑制一个边带，残留一小部分，应用广泛，易实现。

（好→差）抗噪声性能：FM，DSB/SSB,VSB，AM；频谱利用率：SSB，VSB，DSB/AM，FM；功率利用率：FM，DSB/SSB，VSB，AM；设备复杂度：AM，DSB/FM,VSB,SSB

10.什么是数字调制?与模拟调制相比有哪些异同点?

数字调制：把数字基带信号变换为数字带通信号的过程。数字调制与模拟调制基本原理相似，但数字信号有离散取值的特点

11.数字调制的基本方式有哪些?分别简述产生和解调的方法和特点，其中哪种有优势？ 2ASK二进制幅移键控，利用载波的幅度变化来传递信息。产生信号方法：模拟调制法、键控法。解调方法：非相干解调、相干解调。带宽：B=2fs 其中(fs=1/Ts是基带信号的谱零点带宽,等于基带信号的码元速率)

2FSK二进制频移键控，利用载波的频率变化来传递信息。产生信号方法：模拟调频电路、键控法。解调方法：非相干解调、相干解调。带宽：B=|f2-f1|+2fs

2PSK二进制相移键控，利用载波的相位变化来传递信息（即载波相位的绝对数值，称：绝对相移。可表述为一个双极性基信号与一个正弦载波的相乘）。产生信号方法：模拟调制法、键控法。调制方法：通常采用相干解调。带宽：B=2fs

2DPSK二进制差分相移键控，利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息（称：相对相移）。产生信号的方法：差分编码和2PSK调制组成。解调方法：相干解调+差分译码或差分相干解调。带宽：B=2fs

其中2DPSK克服了2PSK解调中出现反向工作的现象。 优势排列：（优-劣）

误码率，抗噪性能：2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK；频带利用率2FSK最低

12.何谓多进制数字调制？与二进制数字调制相比较，多进制数字调制有哪些优缺点？ 多进制数字调制是使一个码元传输多个比特的信息过程。优缺点：提高了频带利用率，抗噪声能力低于二进制调制系统，并且要增加了信号功率和实现上的复杂性。

13.可用于数字调制的方法是QAM正交振幅调制，频谱利用率高，采用正交调幅法和复合相移法。解调通常采用正交相干解调。

四 电话系统

（呼损率：交换机引起呼叫失败的概率；话务量：反映话源在电话通信使用上的数量需求，与呼叫强度和平均占用时常有关）

1.电话系统是由哪几个部分组成的?电话网按范围可分为哪几种?

电话系统是为广大用户提供点对点话音通信业务的通信系统。它由电话机、用户环路、交换机组成。按范围可分为：本地网、长途网

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l26h.html