通信原理简答题

一些排序

第一章

简答题

模拟通信与数字通信的区别：

仅在于信道中传输的信号种类是模拟信号还是数字信号

数字通信系统模型

信源编码与译码：提高信息传输的有效性；完成模/数转换

信道编码与译目的：增强抗干扰能力

加密与解目的：保证所传信息的安全

数字调制与解调：形成适合在信道中传输的带通信号

同步：使收发两端的信号在时间上保持步调一致

数字通信的优点和缺点

优点：

• 抗干扰能力强，且噪声不积累
• 传输差错可控
• 便于处理、变换、存储
• 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
• 易于集成，使通信设备微型化，重量轻
• 易于加密处理，且保密性好

缺点：

• 需要较大的传输带宽
• 对同步要求高

通信系统的分类

按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 …

按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统

按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统

按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统

按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 …

按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用

通信方式：

单工：消息只能单方向传输的工作方式（广播、键盘）

半双工：双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式（对讲机）

全双工：双方可同时进行收发消息的工作方式（手机、电话）

并行传输和串行传输

并行：速度快，不需要字符同步措施；但需要 n 条通信线路，成本高

串行：只需一条通信信道，节省线路铺设费用；但速度慢，需要外加码组或字符同步措施

数据通信分为：同步通信、异步通信

信息：消息中包含的有效内容

信息量：信息表达的事件概率越小，信息量越大

有效性：传输速率RB和Rb、频带利用率

可靠性：误码率Pe、误信率Pb

信道的分类：

无线信道 － 电磁波（含光波）

有线信道 － 电线、光纤

恒参信道与随参信道

理想恒参信道：幅度不变，相位延迟

随参信道的特点：

• 信号的传输衰减随时间变化（幅度）
• 信号的传输时延随时间变化（相位）
• 存在多径传播现象

多径效应

信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减都随时间而变

多径效应的影响：时域弥散，频域展宽，使数字信号的码间串扰增大

如何抵抗多径效应：空间、频率、时间分集

分级信号处理的比较：最大比值合并>等增益合并>选择合并

衰落现象

包络V(t)的一维分布服从 瑞利分布

相位φ(t)的一维分布服从 均匀分布

加性高斯白噪声

时域：高斯分布

频率：功率谱～均匀分布

白噪声：

功率谱密度PSD在所有频率上均为常数

信道容量C的影响因素

信道容量：误码率=0(无差错)时，信道能够传输的最大平均信息速率。

信道带宽B、信号功率S、噪声功率谱密度n0

第二章 信号

简答题

功率谱密度PSD的性质：

非负、偶函数，有限值， R(0)是最大值

平稳随机过程

严平稳随机过程：随机过程的任意维分布函数与时间起点无关

广义平稳随机过程：

窄带随机过程

正弦波+窄带随机过程(加性高斯)

高斯随机过程的性质

线性系统的两个结论：

1. 输入过程是平稳的，则输出过程也是平稳的。(自相关函数)
2. 输入过程是高斯型的，则系统的输出过程也是高斯型的。(概率分布)

升余弦滚降的作用？

第三章 模拟调制系统

简答题

调制的作用：

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，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。

常见的模拟调制：

幅度调制（线性调制）：调幅、双边带调制、单边带调制、残留边带调制

角度调制（非线性调制）：频率调制、相位调制

线性与非线性调制的区别：

线性调制频谱不改变

调制框图

滤波法

相移法

线性调制系统的抗噪声性能指标

AM

调制框图：

频谱图：

离散频谱图：

解调：

包络检波

解调器的门限效应：

小信噪比情况，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。

DSB

频谱图：

DSB的优缺点：

1. 调制效率：100％，节省了载波功率
2. 不能用包络检波，需用相干解调，较复杂。

DSB的相干解调：

SSB

产生SSB信号的方法：滤波法、相移法

SSB：仅传输双边带信号DSB其中一个边带。

SSB的滤波法：

频谱图：

VSB

非线性调制：

已调信号频谱不再是原调制信号频谱的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分。

性能比较：

第四章 数字基带传输系统

数字基带传输系统：不经载波调制直接传输数字基带信号的系统，用于传输距离不太远的情况下。

数字带通传输系统：包括调制和解调过程的传输系统。

传输码的码型设计原则

AMI

HDB3

曼彻斯特码

CMI码

误码原因：

（1）码间串扰(乘性) ；

（2）信道加性噪声

码间串扰ISI的产生原因：

无码间串扰的条件：

余弦滚降特性：

改善时域，代价频域

等效低通时无ISI的频域条件：H(ω)的频谱在RB/2处奇对称

眼图——观察码间串扰ISI

眼图的定义：用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能。传输二进制信号波形时, 示波器显示的图形像眼睛。

阴影越宽，噪声越大

什么是部分响应？——提高频带利用率

什么是均衡器？——减少码间串扰

第五章 模拟信号的数字化——ADC

简答题

• 均匀量化：M个抽样值区间是等间隔划分
• 非均匀量化：压扩器 + 均匀量化；

μ律15折线（美国、日本）

A律13折线（欧洲和中国）

E体系：我国大陆、欧洲及国际间连接

T体系：北美、日本和其他少数国家和地区

为什么用二进制编码？

二进制码具有抗干扰能力强，易于产生

PCM常见二进制码：自然二进码、折叠二进码和格雷二进码

模拟脉冲调制的种类：

脉冲振幅调制(PAM)、脉冲宽度调制(PDM)、脉冲位置调制(PPM)

模拟脉冲调制的种类：

脉冲振幅调制(PAM)、脉冲宽度调制(PDM)、脉冲位置调制(PPM)

PCM：

模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程

非均匀量化——A律13折线、u律15折线

小信号时的量化信噪比：A<u

PCM系统中的噪声：量化噪声、加性噪声

第六章 正弦载波数字调制系统

为何需要载波调制?

1. 数字基带信号的功率谱从零频开始而且集中在低频段，因此只适合在低通型信道中传输
2. 常见的实际信道是带通型的，因此必须用数字基带信号对载波进行调制，使基带信号的功率谱搬移到较高的载波频率上；
3. 无线通信中常用的1/4波长天线。

2ASK(OOK)

波形：2ASK调制方法：相乘器法、键控法

功率谱密度：

连续谱+离散谱

2ASK非相干解调：

包络检波器：整流-低通

2ASK相干解调：

相干解调(同步检测法)和非相干解调(包络检波法)对比：

1. 相同的信噪比条件下，抗噪声性能：同步检测法>包络检波法
2. 大信噪比时，两者性能相差不大
3. 包络检波法不需要相干载波，设备比较简单
4. 包络检波法存在门限效应，同步检测法无门限效应

2FSK

波形：

功率谱密度：

连续谱+离散谱

2FSK的解调：

非相干

相干

其他解调方法：鉴频法、差分检测法、过零检测法

2PSK

波形：

功率谱密度：

等概时，2PSK没有离散谱(载波分量)

2PSK的解调：

2PSK 信号 Pe表达式：

2DPSK——克服了PSK相位模糊的缺点

波形：

功率谱密度：和2PSK一样

2DPSK的解调：

相干解调：

非相干解调：

MSK

MSK 高斯滤波器的作用：

MSK的特点：

误码率Pe：

各种调制方式之间的关系

调制方式	关系
FSK	= 两个不同载波的 ASK 合成
PSK	= 幅度恒定的 ASK
DPSK	= 差分编码 + PSK
MSK	= 相位连续的 FSK调制的带宽

多进制数字调制

优点：提高频带利用率，误码率减小，适合高速数据传输，抗干扰能力可优化，星座图设计灵活

缺点：对信噪比要求更高，实现复杂度增加，对信道非线性敏感，功率效率下降(不能充分利用发射机功率)

MASK的特点：

第七章 数字信号的最佳接收

最小误差概率准则对应的最佳检测器是 最大似然检测器

在最大似然准则下，最佳检测器是 匹配滤波器 ，这两者 是等效的 。

二进制确知信号的最佳形式是2PSK

最小差错概率接收准则

为什么最佳接收机性能一定优于普通接收机？

最佳接收机通过匹配滤波、最优判决准则以及对信号结构的充分利用，在相同信噪比条件下能获得最低的误码率。

匹配滤波器：用线性滤波器对接收信号滤波时，使抽样时刻输出信噪比最大的线性滤波器

最佳传输系统设计准则

(在发送信号功率一定的约束条件下，误码率最小)：

第八章 多路复用和多址技术

m序列的应用：误码率测量，测距，扩频通信，通信加密，扰乱和解扰

第九章 差错控制编码

第十章 同步原理

巴克码的基本要求：