通信系统复习题

通信系统复习题

1、简述通信系统及其组成。

利用传输信道或通信网，将具有收、发信息功能的终端设备由信道或链路（永久或暂时）起来，这些实施信息传输的设备集合，称为通信系统。如下图所示是一个通信系统的基本组成框图。

一、简述题

2、香农信道容量公式

提高数字系统的可靠性，减少误差率的措施，香农信道容量公式奠定了一个基本思路。该著名公式为

IC=TcCt=BcTclb(1+Sc/Nc)

式中，IC为信道容量，bit；Ct 为每秒信道容量，即信道允许每秒钟无失真传输的信息量，bit/s；Tc为信道传输时间，s；Bc为信道带宽，Hz；Sc/Nc为信道所需的功率信噪比；lb(1+Sc/Nc)为信道的动态范围。

上列公式表明，当通过信道的传输信息总量Is不超过信道容量Ic时，信道的带宽Bs、传输时间Ts和信号动态范围lb(1+S/N)三者的量值可以互换，而信号可以无失真通过该通道。

3、模拟信号与数字信号，模拟通信和数字通信的比较

模拟信号指幅度的取值是连续的（幅值可由无限个数值表示）。时间上连续的模拟信号连续变化的图像（电视、传真）信号等，时间上离散的模拟信号是一种抽样信号。

数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内，二进制码就是一种数字信号。二进制码受噪声的影响小，易于由数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

模拟通信的优点是直观且容易实现，但存在两个主要缺点。

（1） 保密性差 ：模拟通信，尤其是微波通信和有线明线通信，很容易被窃听。只要收到模拟信号，就容易得到通信内容。

（2） 抗干扰能力弱 ：电信号在沿线路的传输过程中会受到外界的和通信系统内部的各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多

数字化传输与交换的优越性

① 加强了通信的保密性。 ② 提高了抗干扰能力。数字信号在传输过程中会混入杂音，可以利用电子电路构成的门限电压（称为阈值）去衡量输入的信号电压，只有达到某一电压幅度，电路才会有输出值，并自动生成一整齐的脉冲（称为整形或再生）。较小杂音电压到达时，由于它低于阈值而被过滤掉，不会引起电路动作。因此再生的信号与原信号完全相同，除非干扰信号大于原信号才会产生误码。为了防止误码，在电路中设置了检验错误和纠正错误的方法，即在出现误码时，可以利用后向信号使对方重发。因而数字传输适用于较远距离的传输，也能适用于性能较差的线路。 ③ 可构建综合数字通信网。采用时分交换后，传输和交换统一起来，可以形成一个综合数字通信网。 数字化通信的缺点

① 占用频带较宽。因为线路传输的是脉冲信号，传送一路数字化语音信息需占20?64kHz的带宽，而一个模拟话路只占用4kHz带宽，即一路PCM信号占了几个模拟话路。对某一话路而言，它的利用率降低了，或者详它对线路的要求提高了。 ② 技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。接收方要能正确地理解发送方的意思，就必须正确地把每个码元区分开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个数字网的话，同步问题的解决将更加困难。 ③ 进行模/数转换时会带来量化误差。随着大规模集成电路的使用以及光纤等宽频带传输介质的普及，对信息的存储和传输，越来越多使用的是数字信号的方式，因此必须对模拟信号进行模/数转换，在转换中不可避免地会产生量化误差。

数字信号与模拟信号的区别不在于该信号使用哪个波段（C、KU）进行转发，而在于信号采用何种标准进行传输。如：亚卫2号C波段转发器上是我国省区卫星数字电视节目，它所采用的标准是MPEG-2-DVBS。

数字通信与模拟通信的区别具体说就是调制方式不同而已。 若要实现数字通信，我们也要使用模拟信号，数字通信是建立在模拟通信的基础上，没有模拟信号没办法发送消息的。消息发送完后，还是需要模拟信号的。所以说数字通信系统不是单独存在的，也不可能单独存在。

数字通信与模拟通信相比具有明显的优点：首先是抗干扰能力强。模拟信号在传输过程

中和叠加的噪声很难分离，噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的，只要噪声绝对值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。其次是远距离传输仍能保证质量。因为数字通信是采用再生中继方式，能够消除噪音，再生的数字信号和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响，可高质量地进行远距离通信。此外，它还具有适应各种通信业务要求（如电话、电报、图像、数据等），便于实现统一的综 合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现加密处理，便于实现通信网的计算 机管理等优点。 4、调制的功能和分类

调制（modulation)就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（也称为信宿）处理和理解的过程。 调制的功能：

（1）实现频谱变换（2）提高新到利用率（3）提高抗干扰能力 调制的分类：（按调制器的不同功能分）

（1）.幅频调制：以调制信号区控制载波的幅度变化，如模拟调幅（AM）、脉冲幅度调制（PAM）、幅移键控（ASK）。

（2）.频率调制：以调制信号区控制载波的频率变化，如模拟调频（FM）、脉宽调制（PDM）、频移键控（FSK）。

（3）..相位调制：以调制信号区控制载波的纤维变化，如模拟调相（PM）、脉位调制（PPM）、相移键控（PSK）。 5、什么叫基带与频带信号

基带：信源（信息源，也称发终端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号【从信源发出的信号，它们的主要能量在低频段，它们均可以有低通滤波器取出或限定，又称低通信号】

频带：在通信中，由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考

虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号（如果一个信号只包含了一种频率的交流成份或者有限几种频率的交流成份，我们就称这种信号叫做频带信号）。 6、符号间的干扰

所谓符号间干扰就是由无线电波传输多径与衰落以及抽样失真引起的，在TD中通过基于Midamble码的信道估计和根升余弦滤波器得到了有效的抑制。而码间干扰指的就是多址干扰，主要是由于各用户信号之间存在一定的相关性造成的，而且会承接用户数量和发射功率的增加而迅速增大。符号间干扰指的是下面的含义：（1）在一个数字传输系统中所接收的信号的失真，该失真是表现在单个信号的暂时分散和随后的重叠，直到接收器无法准确地区分状态之间改变（例如，单个信号元素）的程度；（2）在一个或多个电键间隔中的额外信号能量，该能量干扰了在另外一个电键间隔的信号的接收；（3）由于来自一个或多个电键间隔中的额外信号能量所造成的干扰，它妨碍了在另外一个电键间隔内的信号接收。 产生原因：由于实际信道的频带总是有限,并且偏离理想特性,所以使通过的信号在频域上产生线性失真,在时域上波形发生时散效应。这种时散效应对数字通信所造成的危害称之为符号间干扰(ISI)。 另外,在无线信道中,由于存在多径传播问题,对数据传输也会产生ISI。当数据速率提高时，数据间的间隔就会减小，到一定程度符号重叠无法区分，产生ISI。 7、什么事误码率

误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100% 8、 ASK、FSK、PSK、DPSK

ASK：，是以控制载波幅度或是否发送载波来传送信息，对于较高速率的无线信道已经不再使用，它的抗干扰能力远不如其他很多类型的调制方式。

FSK：以二元数字序列去控制载波频率的变化，可利用各与载波f0相差 f两个频率的正弦振荡，分别表示传号与空号，称为频移键控（FSK）

PSK指以二元数字信号去控制载波的相位，使等幅、恒定载频的已调载波相位与待发送数字信号相对应，只有两种相位状态。为充分体现PSK信号的正交性，载波相位以0相与 相

分别代表传号与空号。这种调制方式称为二元相移键控（PSK），传号与空号相关系数为 =-1。