通信原理与通信技术考试必备

1章 1） 什么是模拟信号，什么是数字信号？二者的区别？ 模拟信号：参量（因变量）取值随时间（自变量）的连续变化而连续变化的信号。 数字信号：自变量取离散值，因变量取有限个经过量化的离散值信号。 二者的区别：模拟信号是将原有信号的一些特征未经编码直接通过载波的方式发出时连续的 数字信号是通过数学方法对原有信号进行处理、编码成二进制信号后，再通过载波的方式发送编码后的信 号，是离散的。 （模拟信号的取值为无线多个，而数字信号取值为有限多个，通常为“0”和“1” ） 2） 为什么要对模拟信号进行抽样，对抽样间隔有什么要求？ 为了对模拟信号进行数字传输提高通信质量，首先要将模拟信号转换成数字信号，而这种 A/D 转化的第一 步就是对模拟信号进行抽样，把模拟信号转化成离散信号。为了能从抽样后的信号中无失真的回复出原始 的信号，要求抽样频率大于原始信号的最高频率。 3） 为什么要对离散信号进行量化？ 离散信号尽管在时间上市离散的，但在幅度上取值却又无限多个，没有从本质上改变模拟信号，因此没有 使用价值。因此只有把离散信号进行量化，把无穷个取值变成有限个，把离散信号转化成数字信号才能使 模拟信号发生质变。可见，离散信号时模拟信号通往数字信号的桥梁。 4） 数字通信系统的优点，缺点？ 对于数字通信：有效性主要是指传输率和频带利用率 5）可传输多种形式的消息，增强了灵活性和通用性。 数字通信的缺点：是以牺牲带宽所换来的，因而其频带利用率低。 5） 模拟通信系统中一般模型，以及各部分作用。 信息源 可靠性是指差错率。 数字通信的优点：1） 抗干扰性好 2）便于加工处理 3）差错可控，传输质量高 4）易于加密，且保密性好
2） PCM 复用与数字复接有何区别，目前普遍采用数字复接的理由是什么? 【答】PCM 复用：对多路的话音信号直接编码复用的方法。缺点是编码速度非常高，对电路及元器件 的精度要求很高，实现起来比较困难。 数字复接：将 PCM 复用后的低速率信号再进行时分复用，形成更多路的数字通信。优点是经过数字复 用后的数码率提高了，但是对每一个基群的编码速度则没有提高，实现起来容易，因此目前广泛采用数字 复接来提高通信容量。 3） 数字复接分几种，复接的方式有几种？ 【答】数字复接的方法分：同步复接、异源复接、异步复接。复接的方式分：按位复接、按字复接、 按帧复接。 6章 1） 数字基带传输的基本结构及其功能？
调制器
信道
解调器
受信者
噪声源
各部分的作用： 信息源：将各种消息转换成电信号（基带信号）即完成非电量——电量之间的转换； 调制器： 信道： 6） 通信系统的分类？ 按信号特征分类：电话通信、数据通信、图像通信、遥控通信； 按信号特征分类：模拟通信和数字通信； 按传输媒质分类：有线通信和无线通信； 按工作波段分类：长波通信、短波通信、微波通信和光通信； 按信号的复用分类：频分复用、时分复用和码分复用； 按传输方式分类：基带传输和带通传输。 7） 通信系统的主要性能指标？ 有效性、可靠性、使用性、经济性、标准型、可维护性。 2 章 模拟调制 1） 什么是调制？ 调制：让载波的某个参数（或几个）随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或方式 2） 调制的作用？ 调制时对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合信道传输的形式的过程，就是使载波随信号改
3MHz ，考虑留出保护带（各路信号频谱
1.5MHz ，考虑留出一定的保护带，10MHz 带宽的信道
3） 抽样的信号频谱在什么条件下发生混叠? 当抽样频率低于模拟信号最高频率的 2 倍时。 4） 量化的目的？什么是均匀量化？它的缺点是什么？ 量化的目的是将抽样信号在幅值上进行离散化处理，即将无线个可能的取值变为有限个。 均匀量化是量化间隔相等的量化。其主要缺点是：无论抽样值的大小如何，量化噪声的均方根值都不变， 因此当信号较小时，信号的量化信噪比也很小，难以满足通信系统的要求。 5） 为什么要进行压缩和扩张？ 压缩和扩张的目的是在不增加量化级数的前提下，利用降低大信号的量化信噪比来提高小信号的量化信噪 比。即信号幅度小时，量化间隔小，量化误差小，信号幅度大时，量化间隔大，量化误差大。保证了信号 在较宽的动态范围内满足通信系的要求，克服了均匀量化的缺点，方法是发信端加压缩器，对信号进行压 缩处理；收信端家扩张器，对信号进行扩张处理，压缩器和扩张器总的传输函数应为常数（也就是线性变 换） 6） 计算 3-7 3-8 3-7 对 10 路带宽均为 300～3400Hz 的话音信号进行 PCM 时分复用传输。抽样速率为 8kHz，抽样后进行 8 级量化，并编为自然二进制码，求传输此复用信号信息传输速率。 【解】因为抽样后进行 8 级量化，所以编码位数为 3。
调相： m 减小为 1/5，KPM 不变，带宽不变。
m

f max fm
m 增加 5 倍时， FM 下降 5 倍，带宽下降 5 倍
作业 2-7 2-7 设信道带宽为 10MHz，信号带宽为 1.5MHz。若采用 FDM 进行多路传输，试问该信道最多可传输几路 信号？ 【答】若采用双边带调制，则每路信号带宽为 W 2 1.5 之间的空白带） ，10MHz 带宽的信道最多可复用 3 路信号。 若采用单边带调制，则每路信号带宽为 W 最多可复用 6 路信号。 6） 3章 1） 什么是时分复用，它与频分复用的主要区别？ 时分复用：及时将将提供给整个信道的时间分成若干时间片，并将这些时隙分配给每一给信号源使用，没 一路信号在自己的时隙内独占整个信道。 频分复用的每一个信号占用不用的频率区间，相同的时间区域；时分复用的每一个信号占用不同的时间区 域，相同的频率区间。频分复用保留了频谱的个性，时分复用保留了波形的个性。 2） 什么时候用时分复用，什么时候用频分复用？ 【答】FDM 是一种利用频谱搬移在一个物理信道中传输多路信号的技术，所以，要进行 FDM，首先要求信道 的通频带必须大于预复用各路信号频谱宽度总和的二倍（对于双边带信号而言） ，且各路载波能够实现。其 次，该信道的频率资源不紧张，允许用比较宽的频带传输信号。最后，对电路的复杂性和经济性要求不苛 刻 在 PCM 和数据通信中，一般都采用（时分复用）TDM，以提高信道利用率。
3-8
Rb RB n f s k Rb 10 8 10 3 3 2.4 10 5 bit / s 设一个模拟信号 f (t ) 9 10 cos t ，若对 f (t)进行 41 级均匀量化，求编码所需的二进制码组
长度和量化台阶。 【解】因为 25<41<26 所以二进制码组长度 K 应取 6。 量化台阶： 4章 1） 简单增量调制原理，并画框图 增量调制器的（编码器框图） ； 对调制时和解调时画出各点的波形
变的技术。 调制的目的是实现频谱的搬移 3） 频分复用、特点、使用条件（什么情况下适合） 频分复用：为了使若干独立的信号能在一条公共通路上传输，而将其分别配置在分立的频带上的复用。 频分复用技术的特点是：所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输 延时。 使用条件：要求总频率带宽大于各子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰， 应在各子信道间设立隔离带，这样就保证了各信号之间互不干扰 4） 对于幅度调制的 4种 区别 窄带的带宽 常规双边带条幅（AM）抑制载波双边带调幅（DSB-SC） ，单边带调制（SSB） ，残留边带调制（VSB） 5） 调频波计算和调相波 调频波的定义：载波的频率按信号波的振幅变化而变化， 调相波的定义：载波的相位按信号波的振幅变化而变化。 调频信号的带宽：
2-8 已知一个受 1kHz 正弦调制信号调制的角调制信号为
s(t ) 100 cos( c t 25 cos m t )
（1） （2） 若为调频波，求 ωm 增加 5 倍时的调频指数和带宽； 若为调相波，求 ωm 减小为 1/5 时的调相指数和带宽。
FM
K FM A
【解】(1) 调频： （2）
码型变换器 发送滤波电 接受滤波 信道 电路 噪 位定时提取 电路 器 取样判决器 码元再生
2） 简单说明双向码和双向差分码的优缺点？ 3） 码间串扰的产生、影响？ 从时域和频域分析的基本 原理可知， 任何信号的频域波形和时域波形不可能在各自的频率轴和时间轴上同 时受限，所以信号经过频域受限的系统传输后在时域上的波形必定是无限延伸的。这样的波形传输过程中 前面的码元对后面的若干码元都将产生干扰，称为码间串扰。 码间串扰产生式因为在抽样时，理想状态时在一定的抽样时刻只有与其对应的一个波形在此刻被取值，而 在实际的系统中还有另外的波形在同一时刻被取值。这样会产生码间串扰。 码间串扰会导致判决电路对信号产生误判，使得信号失真，从而引起通信质量下降。 4） 已知二进制数字信息序列为 010011000000100111 ，画出它所对应的双极性非归零码、传号差分码、 CMI 码、数字双向码的波形和条件双向码。 传号反转码（CMI）码：1 交替的用 00 和 11 两位码来表示，而 0 用固定地用 01 来表示。 数字双向码：它用一个周期的方波表示 1，用方波的反向波形表示 0，并且都是素双极性非归零码。如 10 来表示 0 ，01 来表示 1. 条件双向码：1 反向的方波来表示，0 同向的方波来表示。
0
双极性 +E 非归零码 -E 传号 +E
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
Biblioteka Baidu
1
0
0
1
1
1
非归零码 -E
CMI 码 数字 双向码 条件 双向码
6-2 已知数字码元序列为 10011000000110000101，画出它所对应的单极性归零码、AMI 码和 HDB3 码的 波形。 【解】各种码波形如下图所示：
V 19 (1) 20 0.488V 41 41
求 和
抽样判决
积分器
增量调制：这种只用一位二进制编码将模拟信号变为数字序列的方法（过程）就称为增量调制。 为了完成整个通信过程，发送端调制出的信号必须在接收端通过解调回复出原始模拟信号。△M 信号的解 调比较简单，用一个和本地解码器一样的积分器即可。 2） 在。 。 。 。 。 。△M 中 抽样频率越高 ，噪声越小，对信号有什么影响？ 在△M 调制中，抽样频率越高，量化噪声越小，但增大 Fs,就增加了信号的传输带宽，降低了频带利用率。 3） 简单的 △M 和 PCM 的异同点? 增量调制是在 PCM 的基础上发展起来的另一种模拟信号数字传输方法，可以看成 PCM 的一个特例，它具 有码位少（只有一位） 、编码设备简单。单路是不需要同步优点，它所产生二进制代码表示模拟信号前后两 个抽样值的差别，而不是代表抽样值的大小。 4） 增量总和原理 ，调制器框图， 解调器的框图 增量总和调制和解调原理框图
加 积分器 抽样判决 低通滤波器
5章
1） 数字复链与同步数字系列 按 CCITT 建议，两种制式的 PCM 高次群复用系列中，各次群的话路数和速率分别是多少？ 【答】两种制式的 PCM 高次群复用系列中，各次群的话路数和速率如下表: 群号 速率 一次群 二次群 三次群 四次群 五次群 2.048Mb/s 8.448 Mb/s 34.368 Mb/s 139.264 Mb/s 564.992 Mb/s 2M 系列 路数 30 30×4=120 120×4=480 480×4=1920 192×4=7680 速率 1.544 Mb/s 6.312 Mb/s 32.064 Mb/s 97.728 Mb/s 397.200 Mb/s 1.5M 系列 路数 24 24×4=96 96×5=480 480×3=1440 1440×4=5760
BFM 2f max (1
1
FM
) 2(f max f m ) 2( FM 1) f m
其中，
f m 是输入信号的最高频率 f max 是最大频偏
BPM 2f max (1 1
调相带宽：
PM
) 2( f max f m ) 2( PM 1) f m