通信原理思考题答案讲课稿
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通信原理思考题答案第一章1-3 何谓数字通信?数字通信有哪些优缺点?数字通信即通过数字信号传输的通信。
数字通信具有以下特点:(1)传输的信号是离散式的或数字的;(2)强调已调参数与基带信号之间的一一对应;(3)抗干扰能力强,因为数字信号可以再生,从而消除噪声积累;(4)传输差错可以控制;(5)便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理;(6)便于加密,可靠性高;(7)便于实现各种信息的综合传输。
缺点:一般需要较大的传输带宽。
1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么?(1)信息源:把各种消息转换成原始电信号。
(2)信源编码:一是提高信息传输的有效性,二是完成模/数转换。
(3)加密:保证所传信息的安全。
(4)信道编码:增强数字信号的抗干扰能力。
(5)数字调制:把数字基带信号的频谱搬移到高频处,形成适合在信道中传输的带通信号。
(6)信道是用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
(7)解调:在接收端可以采用相干解调或非相干解调还原数字基带信号。
(8)信道译码:接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码,从中发现错误或纠正错误,提高通信系统的可靠性。
(9)解密:在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密,恢复原来信息。
(10)信源译码:是信源编码的逆过程。
(11)受信者:是接受消息的目的地,其功能与信源相反,即把原始电信号还原成相应的消息。
1-5按调制方式,通信系统如何分类?按调制方式,可将通信系统分为基带传输系统和带通传输(频带或调制)系统。
基带传输是将未经调制的信号直接传送,如音频室内电话;带通传输是对各种信号调制后传输的总称。
1-8单工,半双工及全双工通信方式是按什么标准分类的?解释它们的工作方式并举例说明。
按消息传递的方向与时间关系来分类。
(1)单工通信,是指消息只能单方向传输的工作方式。
如:广播,遥控,无线寻呼等例子。
(2)半双工通信,指通信双方都能收发消息,但不能同时进行收和发的工作方式。
现代通信原理课后思考题答案第⼀章1、什么是数字信号和模拟信号,俩者的区别是什么?凡信号参量的取值连续(不可数,⽆穷多),则称为模拟信号。
凡信号参量只可能取有限个值,则称为数字信号。
区别在于信号参量的取值2、何谓数字通信,简述数字通信系统的主要优缺点数字通信系统是利⽤数字信号来传递信息的通信系统。
优点:抗⼲扰能⼒强、差错可控、易于与各种数字终端接⼝、易于集成化、易于加密处理。
缺点:占⽤频带宽,需要同步3(1)、画出数字通信系统的⼀般模型,简述各⽅框的主要功能1) 信源编码与译码数据压缩(减少码元数⽬和降低码元速率),减⼩传输带宽,提⾼通信的有效性。
模/数转换,当信息源给出的是模拟语⾳信号时,信源编码器将其转换成数字信号,以实现模拟信号的数字传输。
2)信道编码与译码通过加⼊监督码元(纠错/检错)提⾼通信的可靠性。
3)加密与解密通过加扰保证所传信息的安全性。
4)数字调制与解调把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号。
3(2)、画出模拟通信系统的⼀般模型3、(3)画出通信系统的⼀般模型,简述各⽅框的主要功能信息源:把各种消息转换成原始电信号。
发送设备:将信源和信道匹配起来。
接收设备:放⼤和反变换,其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。
受信者:将复原的原始电信号还原成相应信息。
4、在数字通信系统中,其可靠性和有效性指的是什么,各有哪些重要指标?有效性——传输速率(传码率、传信率,频带利⽤率)可靠性——差错率(误码率、误信率)5、按信号的流向和时间分类,通信⽅式有哪些?单⼯、半双⼯、全双⼯6、何谓码元速率和信息速率?他们之间的关系如何?单位时间内传输码元的数⽬,单位时间内传递的平均信息量或⽐特数。
Rb=RB·H (b/s)第⼆章1、什么是随机过程,它具有哪些基本特征?⽆穷多个样本函数的总体叫随机过程。
其⼀,他是时间函数;其⼆,在固定的某⼀观察时刻t1, s(t1)是⼀个不含t变化的随机变量2、随机过程的期望、⽅差和⾃相关函数描述了随机过程的什么性质?期望表⽰随机过程的n个样本函数曲线的摆动中⼼。
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。
通信原理思考题答案1. 什么是通信原理?通信原理是指通过某种媒介将信息从一个地方传输到另一个地方的基本原理。
在现代社会,通信原理已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分,无论是手机通讯、互联网传输还是无线电广播,都是基于通信原理实现的。
2. 通信原理的基本原理是什么?通信原理的基本原理包括信号的产生、调制、传输、解调和接收等环节。
首先,信号的产生是指将要传输的信息转换成电信号或者无线电信号。
接着,通过调制将信号转换成适合传输的形式,比如将模拟信号转换成数字信号。
然后,信号通过传输介质传输到接收端,经过解调将信号还原成原始信息。
3. 通信原理中的调制技术有哪些?常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
幅度调制是通过改变信号的幅度来实现信息的传输,频率调制是通过改变信号的频率来传输信息,而相位调制则是通过改变信号的相位来传输信息。
4. 通信原理中的传输介质有哪些?通信原理中常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质包括电缆、光纤等,而无线传输介质则包括无线电波、红外线等。
不同的传输介质适用于不同的通信场景,有线传输介质适用于固定通信,而无线传输介质适用于移动通信。
5. 通信原理中的信道编码有什么作用?信道编码是为了提高通信系统的抗干扰能力和纠错能力而采用的一种技术。
通过信道编码,可以在传输过程中对信号进行编码和解码,从而提高信号的可靠性和稳定性,减少传输过程中的误码率。
6. 通信原理中的多路复用技术有哪些?多路复用技术是指将多个信号通过同一个传输介质进行传输的技术。
常见的多路复用技术包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)等。
这些技术可以有效地提高传输介质的利用率,实现多个信号同时传输。
7. 通信原理中的调制解调器有什么作用?调制解调器是通信系统中的重要设备,它可以将数字信号转换成模拟信号进行传输,并在接收端将模拟信号转换成数字信号。
通信原理实验指导书思考题答案实验一思考题P1-4:1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用?答:位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题,在整个通信系统中,发送端按照确定的时间顺序,逐个传输数码脉冲序列中的每个码元,在接收端必须有准确的抽样判决时刻(位同步信号)才能正确判决所发送的码元。
位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻,即把每个码元加以区分,使接收端得到一连串的码元序列,这一连串的码元序列代表一定的信息。
通常由若干个码元代表一个字母(符号、数字),而由若干个字母组成一个字,若干个字组成一个句。
帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。
尤其在时分多路传输系统中,信号是以帧的方式传送的。
克服距离上的障碍,迅速而准确地传递信息,是通信的任务,因此,位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
2、自行计算其它波形的数据,利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答:在实验前,我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005(2864)并存放在固定的地址中。
当单片机U006(89C51)检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后,一方面通过预置分频器调整U004(EPM7128)中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示);另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类,通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间,输出相应的数字信号。
该数字信号经过D/A转换器U007(TLC7528)和开关电容滤波器U008(TLC14CD)后得到所需模拟信号。
自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路,最好先用万用表描出整个硬件电路。
此题建议让学生提供设计思路,在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。
提示如下:工作流程同已有的信号源,波形的数据产生举例如下:a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点,表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005(2864)并存放在后续的固定的地址中,根据单片机U006(89C51)编程选中对应U005的地址,循环周期显示输出即为我们所设计的波形。
通信原理思考题答案1.1 无线广播和电视是常见的数字通信系统,其中信息源指从声音或影像转换而成的原始电信号,受信者指从复原的原始电信号转换成的声音或影像,信道则是载有声音和影像的无线电波。
1.2 数字信号的参量仅能取有限个值,而模拟信号的参量可以取连续值。
电信号参量的取值是连续的或离散可数的是两者的根本区别。
1.3 数字通信系统是指传输数字信号的通信系统。
其优点包括抗干扰能力强、传输差错可以控制、便于加密处理、便于存储、处理和交换、设备便于集成化和微机化、便于构成综合数字网和综合业务数字网。
缺点是占用信道频带较宽。
1.4 数字通信系统的一般模型中包括信源编码与译码、信道编码和译码、加密与解密、数字调制和解调、同步等功能,旨在提高信息传输的有效性、增强数字信号的抗干扰能力、保证传输信息的安全、搬移数字基带信号以便在信道中传输、保证数字通信系统的有序、准确和可靠的工作。
1.5 按调制方式,通信系统可以分为模拟调制和数字调制两种。
误信率是指在传输系统中码元丢失的概率,通常用Pb表示,即错误比特数与传输总比特数的比值。
1-14消息中包含的信息量与消息出现概率、消息的种类和消息的重要程度有关。
确知信号是指其取值在任何时间都是确定和预知的信号。
能量信号的能量为有限的正值,但功率等于零;功率信号的能量为无穷大,但平均功率为有限值。
单位冲击函数是一种理想信号,其宽度趋于零,幅度趋于无穷大,积分面积为1.功率信号的频谱适用于功率有限的周期信号;能量信号的频谱密度适用于能量信号;能量信号的能谱密度适用于能量信号;功率信号的功率频谱适用于功率信号。
频谱密度S(f)和频谱C(jnw)的量纲分别为伏特/赫兹和XXX。
自相关函数具有偶函数性质,且与信号的能谱密度函数或功率谱密度函数是傅立叶变换对的关系。
当延迟为0时,自相关函数等于信号的平均功率或信号的能量。
宽平稳随机过程是指数学期望与时间无关,而相关函数仅与时间间隔相关的随机过程;严平稳随机过程是指任何n维分布函数或概率密度函数与时间起点无关的随机过程。
通信原理[张会⽣]课后习题答案解析思考题1-1 什么是通信?常见的通信⽅式有哪些?1-2 通信系统是如何分类的?1-3 何谓数字通信?数字通信的优缺点是什么?1-4 试画出模拟通信系统的模型,并简要说明各部分的作⽤。
1-5 试画出数字通信系统的⼀般模型,并简要说明各部分的作⽤。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么?对于数字通信具体⽤什么来表述?1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英⽂字母E出现的概率=0.105,X出现的概率为=0.002,试求E和X的信息量各为多少?1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成,设每个符号独⽴出现,其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设⼀数字传输系统传送⼆进制信号,码元速率RB2=2400B,试求该系统的信息速率Rb2=?若该系统改为传送16进制信号,码元速率不变,则此时的系统信息速率为多少?1-4 已知某数字传输系统传送⼋进制信号,信息速率为3600b/s,试问码元速率应为多少?1-5 已知⼆进制信号的传输速率为4800b/s,试问变换成四进制和⼋进制数字信号时的传输速率各为多少(码元速率不变)?1-6 已知某系统的码元速率为3600kB,接收端在l⼩时内共收到1296个错误码元,试求系统的误码率=?1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s,接收端在0.5⼩时内共收到216个错误码元,试计算该系统=?l-8 在强⼲扰环境下,某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb,假定系统信息速率为1200kb/s。
(l)试问系统误信率=?(2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,值是否改变?为什么?(3)若假定信号为四进制信号,系统传输速率为1200kB,则=?习题答案第⼀章习题答案1-1 解:1-2 解:1-3 解:1-4 解:1-5 解:1-6 解:1-7 解:1-8 解:思考题2-1 什么是狭义信道?什么是⼴义信道?(答案)2-2 在⼴义信道中,什么是调制信道?什么是编码信道?2-3 试画出调制信道模型和⼆进制⽆记忆编码信道模型。
通信原理思考题答案集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-第一章绪论1.1以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
第一章绪论1.以无线广播和电视为例,说明图1-3模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2.何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3.何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点: 1.抗干扰能力强; 2.传输差错可以控制; 3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化; 5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低; 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
4.数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。
通信原理思考题复习1.1 消息和信息有什么区别?信息和信号有什么区别?答:消息是信息的形式,信息是消息中包含的有效内容,信号是信息的载体。
1.2 什么是模拟信号,什么是数字信号?答:取值连续的信号是模拟信号,取值离散的信号是数字信号。
1.3 数字通信有何优点?答:质量好,便于差错控制和保密编码,便于存储和处理,易集成,信道利用率高信噪比高。
1.4 信息量的定义是什么?信息量的单位是什么?答:设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时,信息量单位为比特(bit),当a=e时。
信息量单位为奈特(nat),当a=10时,信息量单位为哈特莱。
1.5 按照占用频带区分,信号可以分为哪几种? 答: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?答:信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道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:对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
1.8 数字通信系统有哪些性能指标?答:主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
1.9 信道有哪些传输特性?答:噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些?答:无线信道的种类是按电磁波的频率划分的,主要分为无线电波,微波和光波。
有线信道主要有三类,即明线,对称电缆和同轴电缆,还有传输光信号的光纤。
1.11信道模型有哪几种?答:调制信道模型和编码信道模型。
1.12什么是调制信道?什么是编码信道?答:将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。
而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。
1.13 何谓多径效应?答:信号经过多条路径到达接收端,而且每条路径的时延和衰减不尽相同,造成接收端的信号幅度和随机变化,这一现象称为多径效应。
1.14 电磁波有哪几种传播方式?答:电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例,说明图1-1模型中的信息源,受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中,信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号,收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音;在电视系统中,信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像;二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号,何谓模拟信号,两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值;模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信,数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统;优缺点:1.抗干扰能力强;2.传输差错可以控制;3.便于加密处理,信息传输的安全性和保密性越来越重要,数字通信的加密处理比模拟通信容易的多,以话音信号为例,经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密,解密处理;4.便于存储、处理和交换;数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致,都是二进制代码,因此便于与计算机联网,也便于用计算机对数字信号进行存储,处理和交换,可使通信网的管理,维护实现自动化,智能化;5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用,不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路,可用大规模和超大规模集成电路实现,因此体积小,功耗低;6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式,可以通过程控数字交换设备进行数字交换,以实现传输和交换的综合。
另外,电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化,构成综合业务数字网;缺点:占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽,一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换;信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力;加密与解密的功能是保证传输信息的安全;数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输;同步的功能是在首发双方时间上保持一致,保证数字通信系统的有序,准确和可靠的工作。
通信原理课后思考题答案1. 什么是通信原理?通信原理是研究信息传输和通信过程中的基本原理和技术的学科。
它涉及了信息的产生、编码、传输、接收和解码等各个方面,同时还研究了传输媒介、信道特性、信号处理和调制解调等相关技术。
2. 通信系统中的基本组成部分有哪些?通信系统中的基本组成部分包括信息源、编码器、调制器、信道、解调器和接收器等。
信息源是指产生或提供信息的源头,可以是声音、图像、文本或其他形式的数据。
编码器是将信息源的原始信号转换成数字信号或模拟信号的过程。
调制器是将数字信号或模拟信号转换成适合在信道上传输的调制信号的过程。
信道是用于传输信号的传输媒介,可以是无线信道或有线信道。
解调器是对接收到的调制信号进行解调,恢复出原始信号的过程。
接收器是将解调得到的信号进行滤波、放大和处理,使得原始信息可以被接收和理解。
3. 为什么会需要调制?调制是将原始信号转换成适合在信道上传输的信号的过程。
它的主要原因是为了适应信道的特性和限制,使得信息能够在信道中正确传输和接收。
在无线通信中,调制可以将低频信号转换成高频信号,以便在空间中传输。
在有线通信中,调制可以将数字信号或模拟信号转换成适合在传输线路中传输的信号。
4. 什么是信道传输特性?信道传输特性描述了信号在信道中传输过程中的变化和影响。
常见的信道传输特性包括衰减、失真、噪声和多径效应等。
衰减是信号在传输过程中逐渐减小的现象,导致传输距离的限制。
失真是信号在传输过程中形状发生改变的现象,使得接收端无法完全恢复出原始信号。
噪声是由于信道本身存在的无意义或干扰信号,使得接收到的信号质量降低。
多径效应是指信号在传输过程中经过多条不同路径到达接收端,导致信号的干扰和衰减。
5. 什么是解调?解调是将经过信道传输的调制信号恢复成原始信号的过程。
它是调制的逆过程,通过对接收到的信号进行滤波、放大和处理,将调制信号恢复成原来的模拟信号或数字信号。
解调的目标是尽可能准确地还原原始信号,使得接收端能够正确地接收和解码。
通信原理思考题复习1.1 消息和信息有什么区别?信息和信号有什么区别?答:消息是信息的形式,信息是消息中包含的有效内容,信号是信息的载体。
1.2 什么是模拟信号,什么是数字信号?答:取值连续的信号是模拟信号,取值离散的信号是数字信号。
1.3 数字通信有何优点?答:质量好,便于差错控制和保密编码,便于存储和处理,易集成,信道利用率高信噪比高。
1.4 信息量的定义是什么?信息量的单位是什么?答:设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时,信息量单位为比特(bit),当a=e时。
信息量单位为奈特(nat),当a=10时,信息量单位为哈特莱。
1.5 按照占用频带区分,信号可以分为哪几种? 答: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?答:信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道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:对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
1.8 数字通信系统有哪些性能指标?答:主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
1.9 信道有哪些传输特性?答:噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
1.10无线信道和有线信道的种类各有哪些?答:无线信道的种类是按电磁波的频率划分的,主要分为无线电波,微波和光波。
有线信道主要有三类,即明线,对称电缆和同轴电缆,还有传输光信号的光纤。
1.11信道模型有哪几种?答:调制信道模型和编码信道模型。
1.12什么是调制信道?什么是编码信道?答:将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。
而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。
1.13 何谓多径效应?答:信号经过多条路径到达接收端,而且每条路径的时延和衰减不尽相同,造成接收端的信号幅度和随机变化,这一现象称为多径效应。
1.14 电磁波有哪几种传播方式?答:电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
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。
2.23信号无失真传输的条件是什么?
答:
第三章模拟调制系统
3.1调制的目的是什么?
答:一、通过调制可以把基带调制信号的频谱搬移到载波频率附近。
二、通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。
3.2模拟调制可以分为哪几类?
答:线性调制和非线性调制。
3.3线性调制有哪几种?
答:振幅调制、双边带(DSB)调制、单边带(SSB)调制、残留边带(VSB)调制。
3.4非线性调制有哪几种?
答:常见的非线性调制主要有:调频(FM),窄带调频(如民用对讲机)和宽带调频
(FM广播)均属于非线性调制范畴。
移频键控(FSK),常用于自动控制、无线数传。
移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK),常用于自动控制、无线数传。
第四章模拟信号的数字化
4.3、何谓奈奎斯特抽样速率和奈奎斯特抽样间隔?
答:抽样频率FS应不小于 2FH.这一最低抽样频率2FH称为奈奎斯特速率。
与此相应的最小抽样时间间隔称为奈奎斯特抽样间隔。
4.4、发生频谱混叠的原因是什么?
答:抽样速率低于奈奎斯特抽样速率。
4.7、信号量化的目的是什么?
答:因为模拟信号是时间和幅度都连续变化的,而数字信号时间和幅度都是离散的,为了将模拟信号转化为数字信号,需要对其进行幅度上的量化。
4.12、在PCM系统中,为什么常用折叠码进行编码?
答:折叠码误码对于小电压的影响较小,对于小信号有利。
由于语音信号小电压出现的概率较大,所以折叠码有利于减少语音信号的平均量化噪声。
4.14、在PCM系统中,信号量噪比和信号(系统)带宽有什么关系?
答: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。
第五章基带数字信号的表示和传输
5.2、试述双极性波形的优缺点。
答:优点:1、当数字信号中“0和”“1”以等概率出现时,没有直流分量。
2、双极性波形节省能源。
3、双极性波形对其判决门限应设在0电平,与接收信号电平波动无关。
5.3、试述HDB3码的编码规则及其优缺点。
答:HDB3码的编码规则是:首先将消息码变换成AMI码,然后检查AMI码中连“0”的情况。
当没有发现4个以上连“0”时,则不作改变,AMI码就是HDB3码。
当发现4个或4个以上连“0”的码元串时,就将第4个“0”变成其前1个非“0”码元(“+1”或“-1”)同极性的码元。
优缺点:有“破坏码元”。
它的解码比较简单。
具有AMI码的优点,在接收时,能保证定时信息的提取。
5.6、何谓码间串扰?它产生的原因是什么?是否只在相邻的两个码元之间才有码间串扰?
答:相邻码元间的互相重叠称为码元串扰。
产生的原因是系统总传输特性H(F)不良。
不是。
5.8何谓奈奎斯特准则?何谓奈奎斯特速率?
答: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,二容许是具有暖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,这就是奈奎斯特准则。
2Baud/Hz是最高可能达到的单位带宽速率,并称为奈奎斯特速率。
5.9、何谓“滚降”?为什么在设计时常用滚降特性?
答:由于滤波器的边沿暖慢下降,通常称之为“滚降”,并将W1/W称为滚降系数。
因为具有滚降特性的滤波特性仍然保持每秒2W码元的传输速率,因此频带利用率有所降低,要尽量减少码间串扰。
5.10、何谓部分响应波形?它有什么优缺点?
答:部分响应波形能够控制码元某些抽样时刻上的码元串扰,消除码元其他抽样时刻上得码元串扰,同时又能降低对抽样时刻的精度要求,并且使频带利用率达到理论上得最大值。
第六章基本的数字调制系统
6.1、何谓带通调制?带通调制的目的是什么?
答:带通调制简称调制,带通调制通常需要一个正弦波作为载波,把基带数字信号调制到这个载波上,使这个载波的一个或几个参量上载有基带数字信号的信息,并且使已调信号的频谱位置适合在给定的带通信道中传输。
就是把要传输的信号加载在载波信号上进行传输,因为载波信号传得远
6.15、试述2DPSK信号的优缺点。
答:2DPSK是利用相邻码元载波相位的相对值表示基带信号“0”和“1”的。
可以解决码元定时问题。
6.20、试按误码率最高低次序排列各种二进制键控和解调方式?
答:非相干ASK>相干ASK>非相干FSK>相干FSK>非相干DPSK>相干DPSK>PSK
第七章同步技术
7.1何谓载波同步?试问在什么情况下需要载波同步?
答:本地载波和接收信号载波的同步问题称为载波同步。
本地载波的频率和相位信息必须来自接收信号,或者需要从接收信号中提取载波同步信息。
在接收数字信号的一个码元时,为了在判决时刻对码元的取值进行判决,接收机必须知道准确的判决时刻。
7.2试问插入导频法载波同步有什么优缺点?
答:插入导频法主要用于接收信号频谱中没有离散载频分量,且在载频附近频谱幅度很小的情况,能在接收端解调时在输出中不产生新增的直流分量。
7.6试问什么是相位模糊问题?在用什么方法提取载波时会出现相位模糊?解决相位模糊对信号传输影响的主要途径是什么?
答:用平方法、科斯塔斯环法提取时。
解决方法是采用2DPSK代替2PSK.
7.7试问对载波同步的性能有哪些要求?
答:1、载波同步精确度。
2、同步建立时间和保持时间。
3、载波同步误差对误码率的影响。
7.8何谓位同步?试问位同步分为几类?
答:位同步即码元同步,为了使每个码元得到最佳的调解,以及在准确的判决时刻进行接收码元的判决,必须知道码元准确的起止时刻。
分为两大类:外同步发,它需要在信号中外加包含位定时信息的导频或数据序列。
自同步法,它从信息码元序列本身中提取出位定时信息。
7.9何谓位同步法?试问外同步法有何优缺点?
答:外同步法又称为辅助信息同步法,它是在正常信息码元序列外附加位同步的辅助信息,以达到提取位同步信息的目的。
在接收端利用一个窄带滤波器,将其分离出来,并形成码元定时脉冲。
这种方法的优点是设备简单,缺点是需要占用一定的频带宽带和发送功率。
7.10何谓自同步法?试问自同步法又分为几种?
答:自同步法:是指接收方能从数据信号波形中提取同步信号的方法。
两种:开环同步和闭环同步。
7.13何谓群同步?试问群同步有几种方法?
答:为了使接收到的码元能够被理解,需要知道其是如何分组的,接收端需要群同步信息去划分接收码元序列。
两种:一类方法是在发送端利用特殊的码元
编码规则使码组本身自带分组信息。
另一类是在发送端码元序列中插入用于群同步的若干特殊码元,称为群同步码。
7.18试问群同步有哪些性能指标?
答:要求的主要指标是假同步概率Pf和漏同步概率P1..
7.19何谓网同步?试问网同步有几种实现方法?
答:网同步是指通信网的时钟同步,解决网中各站的载波同步、位同步和群同步等问题。