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通信原理801简答题1/51．试画出模拟和数字通信系统的模型框图，并指出数字通信的特点及主要问题。模拟通信系统数字通信系统数字通信系统优点：①抗干扰能力强，且噪声不积累；②传输差错可控；③便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；④易于集成，使通信设备微型化，重量减轻；⑤易于加密处理，且保密性好。缺点：占据系统频带宽。2．简述信道衰落产生的原因，并指出信道衰落对信号传输产生的危害，以及提高信道抗衰落性能的措施。原因：多径传播现象。危害：①频率弥散；②频率选择性衰落；③瑞利衰落。措施：采用分集接收技术。3、图示模拟信号的数字传输过程，指出影响系统输出信噪比的因素及改善系统性能的方法？因素：信道中的噪声、滤波器的设计、抽样频率、量化电平数、量化间隔改善方法：采用多进制调制、部分响应系统、基带传输等技术提高系统的有效性；采用调制、时域均衡、滚降系统等技术提高系统的可靠性。4．举例说明在通信系统中提高频带利用率的常用方法（三种以上）。多进制调制，部分响应系统，基带传输，设计边缘陡峭的滤波器。5．简述最佳接收准则，若信道特性为C（w）=1，系统特性为H（w），试画出最佳基带系统的结构框图。最佳接收准则：2则判为,)1()2()()(若;1则判为,)1()2()()(若2121sspspyfyfsspspyfyfssss6、试举例说明多径信道传输的危害？改善多径信道特性有哪些有效措施？危害：①频率弥散；②频率选择性衰落；③瑞利衰落。措施：分集接收。7、什么是符号间干扰，图示说明？怎么消除符号间干扰？符号间干扰：接收信号中除当前码元以外的所有码元在抽样时刻的总和部分响应系统、滚降系统8、什么是门限效应？举例说明它可能出现在哪些调制方式中？门限效应：输入信噪比下降到一个特定的数值之后，输出信噪比急剧恶化的现象，该特定的通信原理801简答题2/5输入信噪比称为门限。AM包络检波和FM解调9．举例说明现行的有线电话系统，移动通信系统以及无线市话（小灵通）系统所采用的调制方式？有线电话系统：PCM；无线市话：QPSK4，移动通信中的CDMA和GSM分别为QPSK和GMSK调制10．什么是奈奎斯特速率？什么是奈奎斯特带宽？若系统带宽为W，则系统无码间干扰传输时的最高传码率2W（baud），该传码率称为奈奎斯特传输速率。换言之，2W（baud）信号所需带宽为W(hz)，该带宽称为奈奎斯特带宽。11．数字信号的最佳接收准则是什么？其物理意义是什么？最大似然比准则。物理意义：发送A1落在S2域，发送A2落在S1域概率最小，哪个相似即判哪个。12．通信系统中调制器的作用是什么？何谓线性调制？何谓非线性调制？调制器作用：频谱搬移。线性调制指输出已调信号的频谱和调制信号的频谱呈线性搬移关系。非线性调制指输出已调信号的频谱结构与原信号的频谱结构有很大不同，除了搬移外，还增加了很多频率成分。13．什么是宽平稳随机过程？什么是严平稳随机过程？它们之间有什么联系？若随机过程的数学期望与时间无关，相关函数仅与时间间隔有关，则称之为宽平稳随机过程；若随机过程)(t的n维概率密度函数满足下述条件，则称为严平稳过程),,;,,(),,;,,(21212121nnnntttxxxftttxxxf。严平稳一定是宽平稳的，反之不一定成立。14．窄带高斯噪声有哪两种表达式？它们各具有什么样的统计特性？)](cos[)()(ttwtatc，若ξ(t)是一个均值为0，方差为2的窄带平稳高斯过程，则)(ta的一维分布服从瑞利分布，)(t的一维分布服从均匀分布，并且就一维分布而言，)(ta与)(t统计独立。twttwttcsccsin)(cos)()(，若若ξ(t)是一个均值为0的窄带平稳高斯过程，则)()(ttsc和是均值为0的平稳高斯过程，而且方差也相同。15．什么是群延时频率特性？它与相位频率特性有何联系？群延迟特性：相位频率特性对频率的导数，用来衡量信道对各频率分量产生的延迟。16．写出香农公式表达式，简述香农公式的意义？)1(log2NSBC，B：信道带宽，S：信道输出信号功率，N：信道输出的加性高斯白噪声功率。增大信号功率或减小加性高斯白噪声功率都可以提高信道容量。增加信道带宽B，可以提高信道容量但不能无限制增加（极限数值044.1nS），香农信道公式给出了通信系统所能达到的极限信息传输速率。通信原理801简答题3/517．DSB和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同？为什么？相同。在相同的输入信号功率和相同的单边噪声功率谱密度情况下，两者输出信噪比相同。18．什么是频域均衡？什么是时域均衡？时域均衡用什么方法实现？频域均衡：用滤波器的频域特性补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的整个基带系统的总特性满足实际性能要求。时域均衡：直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个基带系统的冲激响应满足无失真条件。插入横向滤波器。19.PCM,DPCM和增量调制的联系与区别？PCM:将模拟信号抽样量化,然后使已量化值变换成代码增量调制：可以看成PCM的特例，是用一位二进制去表示模拟信号的方式。同时，增量调制也可以看成是量化电平为2，预测器延迟为的DPCM。DPCM：对增量调制的改进，在增量调制中，不管误差信号如何，增量保持固定不变，而在ＤＰＣＭ中，增量的数值随误差信号的变化量而取Ｍ个电平之一20.数字基带信号由哪些组成？由基带信号形成器（发送滤波器），信道，接收滤波器，抽样判决器。21.（x1,x2,L,xn）和（y1,y2,L,yn）为正交码的充要条件是什么？x1×y1+x2×y2+L×L+xn×yn=022.什么是码间干扰？对信号质量有什么影响？什么叫时域均衡？要实现彻底的无码间干扰横向滤波器长度为多少？所谓码间干扰就是接收信号中除当前接收码元以外的的其它码元在抽样时刻上的总和。影响：会使信号产生畸变造成误判。时域均衡就是指在时域中对接收信号进行一定的处理，在接收滤波器后加上一个横向滤波器以减少码间干扰。要实现彻底的无码间干扰横向滤波器长度为无限长。23.MSK的特点是什么？与FSK的联系与区别是什么？MSK的改进型名称是什么？适用于什么通信系统？特点：①已调信号的振幅恒定。②信号的频率偏移严格的等于±1/4Ts,相应的调制指数h=1/2。③以载波相位为基准的信号相位在一个码元期间准确的线性变化±π/2。④在一个码元周期内，信号应该包含四分之一载波周期的整数倍。⑤码元转化时刻信号的相位是连续的而没有产生突跳。MSK是连续相位的FSK，MSK的改进型名称是GMSK,适用于GSM移动通信系统。24、试探讨基带系统无码间干扰的条件是什么？写出无码间干扰滚降系统频带利用率的表达式。举例说明哪些信道满足无码间干扰的条件。时域h(k𝑇𝑠)={1𝑘=00其他，频域∑𝐻(𝜔+2𝜋𝑖𝑇𝑠)=𝑇𝑠+∞𝑖=－∞,|ω|≤𝜋𝑇𝑠,η=21+𝛼𝐵𝑎𝑢𝑑/𝐻𝑧例如恒参信道：光纤信道、卫星中继信道、无线电视距中继信道25、什么是二进制确知信号的最佳判决准则？试画出二进制确知信号最佳接收机的结构。通信原理801简答题4/526、简述m序列特点是什么？根据特征多项式𝑓(𝑥)=𝑥4+𝑥+1,画出m序列产生器。M序列特点：①均衡性：0的数目与1的数目基本相等；②游程分布：长度为k的游程数目出现的概率为12𝑘;③移位相加性：Mp⊕Mq=Ms,其中Mp和Mq是经任意次延迟产生的序列且Mp≠Mq;④自相关函数：仅有两种取值（1和−1𝑚）；⑤功率谱密度：T0→∞,𝑚𝑇0→∞时，近似于白噪声特性。M序列发生器结构：课本P385,图12-327、载波同步是实现相干解调的基础，试论述提取载波同步的平方环法。平方环法：用锁相环代替平方变换法中的窄带滤波器，简要框图如下所示（详图见课本P412）：28、试论述线性编码即基带传输码型应该具备哪一些条件或要求。（1）不含直流，且低频分量尽量少；（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接受码流中提取定时信号；（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；（5）具有内在的检错能力；（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。29、试论述调制的目的和意义是什么。（1）提高无线通信时的天线辐射效率；（2）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；（3）扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可以实现传输带宽与信噪比之间的互换。30．部分响应技术的主要优缺点是什么？主要优点：改善传输信号频谱特性，压缩传输频带，使频带利用率提高到理论上的最大值，并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度的要求。主要缺点：因为人为地引入码元串扰，降低了系统的可靠性。31．为什么FM通信系统中要采用预加重/去加重技术？因为FM采用非相干解调时，在小信噪比情况下会产生门限效应，导致输出信噪比出现急剧恶化的现象，所以采用预加重/去加重技术来保持输出信号不变，有效降低输出噪声，以达到提高输出信噪比的目的。32．ΔM系统在什么条件下不过载？PCM系统在什么条件下不过载？当△M系统台阶斜率大于等于输入信号变化的斜率时，△M系统不会发生过载；PCM输入信号的变化范围小于量化器的动态变化范围时，PCM系统不会发生过载。33．什么是2PSK系统的相位模糊现象？相位模糊现象指恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变成“0”，“0”变成“1”，判决器输出的数字信号全部出错。34．简述在连贯式插入法中，一般选择作为帧同步码的理由。连贯式插入采用特殊的群同步码组，集中插入在信息码组的前头，使得接收时能够容易地立即捕获它。因此要求群同步码的自相关特性曲线具有尖锐的单峰，以便容易地从接收码元序列中识别出来。而巴克码的自相关函数正好具有尖锐的单峰。35、从信道相干带宽和信号带宽的关系论述什么是频率选择信道，什么是平坦衰落信道。当信号带宽大于信号相干带宽时，将会产生明显的频率选择性衰落现象，此时称该信道通信原理801简答题5/5为频率选择性信道；反之，当信号带宽小于信号相干带宽时，不会产生频率选择性衰落现象，此时该信道称为平坦衰落信道。36、试介绍奈奎斯特第二准则，并介绍部分响应系统的目的和意义。奈奎斯特第二准则：课本P155;部分响应系统的目的和意义:提高频带利用率。37、什么是匹配滤波器？其输出的最大信噪比为多少？写出其传输特性与信号频谱的关系式。输出信噪比最大的线性滤波器称为匹配滤波器。其输出的最大信噪比为2𝐸𝑛0,其传输特性与信号频谱的关系式为：H(𝑓)=𝑘𝑆∗(𝑓)𝑒−𝑗2𝜋𝑓𝑡038、试画出16PSK的星座图，并进行格雷编码，并解释这种编码的好处。课本P230图8-3（b）好处：相邻相位所代表的两个比特只有一位不同。由于因相位误差造成错判至相邻相位上的概率最大，故这种编码使之仅造成一个比特误码概率最大。39、载波同步是实现相干解调的基础。载波同步的方法有几种？简单作图并说明原理。载波同步的方法有两大类，一类是有辅助导频时的载波提取，另一类是无辅助导频时的载波提取，包括：（1）平方环法（2）科斯塔斯环法（3）再调制器法等。具体原理：课本P412~41540、试论述什么是OFDM与OFDMA信号，他们各有什么优缺点？OFDM是正交频分复用，OFDM信号采用多进制、多载频、并行传输。优点：它具有优良的抗多径衰落能力和对信道变化的自适应能力，适用于衰落严重的无线信道中。缺点：①对信道产生的频率偏移和相位噪声很敏感；②信号峰值功率和平均功率的比值较大，这将会降低射频功率放大器的效率。将OFDM技术应用在移动通信或无线通信中就变成了正交频分多址OFDMA。41、什么是四进制确知信号的最佳形式？画出接收确知四进制信号的最佳接收机结构。QPSK是四进制确知信号的最佳形式