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第一章：通信基础1， 通信系统一般模型，各组成单元的主要功能 信号是消息或者信息的传输载体。 简述消息、信息与信号有何区别和联系。 答：消息是信息的物理表现形式，如语音、文字、图片和数据等。 信息是消息的内涵。消息是信息的外在形式。 信号是消息或信息的传输载体。 通信系统的组成：通信系统的核心包括信源、发送设备、传输媒质（信道）、接收设备、信宿5部分。 信源是消息的发源地，其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号，即完成非电量电量的转换。根据消息种类的不同，信源可以分为模拟信源和数字信源。 发送设备的功能是将信源和信道匹配起来，其目的是将信源产生的消息信号变成适合在信道中传输的信号。 信道是指传输信号的通道，可分为有线和无线两大类。 噪声源是信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。 接收设备的功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），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。 信宿是传送信息的目的地。其功能与信源相反，即将复原的原始电信号还原成消息。 2、数字通信系统模型信源编码的功能： 一是对模拟信号进行模数（A/D）转换；二是去除冗余（不需要）信息，提高传输的有效性。信源译码的主要功能：一是对数字信号进行数模（DA)转换3. 数字通信的优缺点。 优点： 1、抗干扰能力强，且噪声不积累； 2、传输差错可控。 3、便于与各种数字终端接口，用现代计算机技术对信号进行处理、加工、变换、存储、形成综合业务网。 4、易于集成化，从而使通信设备微型化、且重量轻，成本低。 5、易于加密处理，且保密强度高。 缺点： 1、比模拟通信占用更宽的信道带宽。 2、数字通信对同步要求高，因而系统设备比较复杂。不过，随着新的带宽传输媒质的采用和超大规模继承电路的发展，数字通信的这些缺点已经弱化。4，通信系统的分类。 按通信业务分类： 通信系统可以分为电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统和综合业务数字通信网等。 按信号特征分类： 按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成:模拟通信系统和数字通信系统。 按照调制方式分：基带系统和调制（带通）系统 按照传输媒介:有线通信系统和无线通信系统。 按照工作波段分类 分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信和光通信系统等。 5，周期信号和非周期信号特征。 周期信号和非周期信号（周期是定义在时间区上，每隔一段时间间隔按相同规律重复变化的信号。非周期是不具有重复性的信号） 6，模拟和数字信号的区别。 模拟信号是指信号参量的取值是连续（不可数，无穷多）的，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。数字信号是指信号的参量只可能取有限个、可数个值，如电报信号，计算机输入输出信号） 有效性和可靠性是通信系统的主要性能指标。 模拟通信系统中的有效性用传输带宽来衡量，可靠性可用输出信噪比来衡量。 数字通信系统的有效性用频带利用率来衡量，可靠性用差错率来衡量。 7，基带信号和带通信号的关系 基带指信号从零频开始到几兆赫兹，如语音信号的频谱范围为3003400hz，图像信号为06Mhz。由于基带信号具有较低的频率分量，不宜通过无线信道传输，所以需要通过调制把基带信号搬移到更高频率处，使其适合在无线信道中传输。带通信号指通过调制以后的信号，又称已调信号 无论模拟信号还是数字信号，都有基带信号和带通信号之分。因此，相应又数字（或模拟）基带传输系统和数字（或模拟）带通传输系统。 10, 有线信道的类型，无线信道中电磁波的传输方式 有线信道：明线(open wire)、对称电缆(dymmetrical cable)、 同轴电缆(coaxial cable)、光纤等。 对称电缆（双绞线电缆）：屏蔽(STP)和非屏蔽（UTP）双绞线。光纤：优点，传输频带宽，传输容量大，抗干扰性好，保密性强，耐腐蚀，成本低传输损耗低。 无线信道 无线信道是是指可以传输电磁波(包括光波)的自由空间或大气层。电磁波的传输方式主要有3种： 地(面）波(ground wave)传播。地波指频率较低(大约2MHz以下)的电磁波，有绕射能力。是调幅广播的传输方式。 天波(sky wave)传播。在高频(2-30MHz)波段，电磁波能够被电离层放射。 视线(line of sight)传播。频率高于30MHz的电磁波将穿透电离层，不能被反射回来。此外，它沿地面绕射的能力也很小。所以，它只能类似光波、微波那样作视线传播。散射传播分为电离层散射、对流层散射和流星余迹散射三种。 11、信道容量是指信道能够无差错传输的最大平均信息速率。广义信道：调制信道和编码信道。调制信道是一种连续信道，编码信道是一种离散信道。 12，香农公式：对于带宽有限，平均功率有限的高斯白噪声连续信道的信道容量(C bit/s)为 极限信息传输速率 C = Blog2(1+ S/ N ) B为信道带宽（HZ） S为信号功率（W） N为噪声功率（W） 香农公式结论：1、信道C受B、S、N的限制。2、提高信噪比可以增大信道容量。3、若噪声功率趋于零，则信道容量趋于无穷大。4、增加信道带宽可以增加信道容量，但不能使信道容量无限制增大。因为信道容量值有极限。5、信道容量C一定时，信道带宽B和信噪比S/N之间可以互换。12, 波特率、比特率、频带利用率和误码率的定义 码元速率小于等于信息速率。 码元速率RB RB= 1/T T表示周期或间隔，单位：波特（Baud） 信息速率(比特率)Rb Rb = RB log2M ，单位：比特/秒(bit/s) *待修改 码元速率不变求信息速率:*log2M 信息速率不变求码元速率:/ log2M 频带利用率：在比较通信系统的有效性时，不能单看它们的传输速率，还应考虑所占用的频带宽度，因为两个传输速率相等的系统其传输效率并不一定相同。 频带利用率： bRb /B 或 RB /B 或 blog2M 误码率Pe：指接收错误码元数占总码元数的比例。码元在传输中被传错的概率。Pe错误码元数/传输总码元数 单工、半双工和全双工通信； 单工：消息只能单方向传输的工作方式；广播，遥测，遥控等； 半双工：通信双方都可以收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式；普通对讲机；半双工数据传输是双向不同时传输。 全双工：通信双方可以同时进行收发消息的工作方式；电话，手机通信。 13、并行传输和串行传输。 并行：将代表信息的数据代码序列以成组的方式在两条或者两条以上的并行信道上同时传输；串行：将数据代码序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输。 14、噪声的种类和危害 热噪声是影响通信系统性能的主要因素. 信道容量是指信道能够无差错传输的最大平均信息速率。15,频分复用和时分复用的概念、特点和应用 频分复用（FDM）按照频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道带宽被分割成多个相互不重叠的频段（子信道），每路信号占据一个子信道，并且各路之间必须留有未被使用的频带（保护频带）进行分隔，以防止重叠。 时分复用（TDM）是利用分时方式来实现在同一信道中传输多路信号的方法。在TDM中，各路信号按分配的时隙依次定时传送，即在任意时刻上信道中只有一路信号在传输。TDM的特点是各路信号在频率上是重叠的，而在时间上是分开的，即任一时刻上，信道中只有一路信号在传输。FDM的特点是各路信号在频率上是分开的，即频谱互不重叠，而在时间上是重叠的。 码分复用 码分复用中，各路信号码元在频谱上和时间上都是重叠的，但是不同用户传输的信号是靠不同的正交编码序列来区分。 波分复用 光通信的复用技术，原理和频分复用类似。 应用 1， 正弦波的振幅、频率和相位的含义，关系和计算 正弦信号（也称正弦波） 是一种最基本的周期信号，3个参量描述：振幅，周期或频率，相位。 试述正弦波3个参量的含义。 振幅波形的瞬时高度。 频率每秒完成的循环次数（一个循环就是一个周期）。 相位沿时间轴的波形偏移量。随机信号：也称之不确定信号，其在实际发生之前具有一定的不确定性。 2， 研究正弦波的意义 、研究信号频谱的意义 1， 根据傅里叶级数和傅里叶变换理论，任何复合信号都可以分解为多个正弦波的组合形式。2， 在调制系统，常选正弦波作为载波，以用来携带信息。也就是说，通过调制技术，可以将携载在正弦波的振幅、频率或相位上。研究信号频谱的意义：第一：在越来越拥挤的射频波段内，要容纳的用户越来越多，因此必须考虑每个用户所需要的频谱宽度。第二：从通信设备的设计角度看，设计出的电路，既要有足够的带宽让信号通过，又要能够尽可能抑制住噪声。 3， 信号带宽计算。 信号频谱是指它所包含的所有频率分量的集合，并且通过频域图表示。换句话说频谱就是描述信号幅度（或相位）随频率变化的关系图。在物理形态上，信号可以表现为一种时间波形或频谱。4， 信号带宽是指信号占有的频率范围。等于信号的最高分量与最低频分量的频率差。B = fH -fL B为带宽 fH信号的最高频率 fL为信号的最低频率 2010年 对于模拟信号，其带宽应小于它占用的的信道带宽，即信道带宽必须大于信号带宽；对于数字信号，它占用的信道带宽可以小于信号带宽 5， 一个M进制码元所含信息量的计算。 已知某四进制数字传输系统的信息速率为2400bit/s，接收端在1小时内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。 解：码元速率2400/ log2 4=1200 Baud 误码率Pe=216/(0.5*60*60*1200)=0.0001 第二章：模拟信号数字化及其传输 识记 1， 低通抽样定理,抽样速率应满足的条件。 低通抽样定理：一个频带限制在（0，fH）内的模拟信号m（t）如果以T1/2fH的间隔对它抽样，则m（t）将被抽样值完全确定。 对于频带限制在0ffH 内的低通模拟信号，抽样速率 fs2f H。 典型电话信号的最高频率通常限制在3400Hz，而抽样频率通常采用8000Hz。 2， PCM信号的比特率和传输宽带 PAM是脉冲波的幅度随调制信号变化的一种调制方式，按抽样定理进行抽样得到的信号ms（t）就是一个PAM信号。PCM是一种典型的语音信号数字化的编码方式。它是将模拟信号变换成二进制数字信号的常用方法。 64kbit/s的PCM编码在大容量的光纤通信系统和数字微波系统中得到了广泛的应用。通常把话路速率低于64kbit/s的编码方法称为语音压缩编码技术。 3， 不过载条件和编码范围 不发生过载条件为：|d/dt * m(t)|maxfS 不发生过载的信号临界振幅为AmaxfS/k 编码范围：/2AfS /k /2是起始编码电平 4、二元码 单、双、单极性归零和非归零、双极性归零码、差分码（数字信号基带频谱） 单极性码（NRZ）：用高电平和零电平表示1和0，频谱含有直流分量和丰富的低频分量，所以要求传输线路具有直流传输能力，因此不适应交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的数据传输。 双极性码（NRZ）：用正电平和负电平表示1和0，这种码型中不存在零电平，频谱中无直流分量，有利于在信道中传输，并且恢复信号的判决电平为零电平，因而不易受信道特性影响，抗干扰能力较强，RS232接口使用的是该标准。 单极性归零码:信号电平在一个码元终止时刻总要回到零电平。归零波形的占空比/TS为50%。含有定时频率分量，是其他码型提取同步信息时常才有的一种过渡波形。 归零（RZ）的含义是脉冲宽度小于码元宽度TS，即占空比/TS 1。非归零（NRZ） 的含义是脉冲宽度等于码元宽度TS ，即占空比/TS =1。半占空比含义是占空比/TS =1/2。数字双相码(曼彻斯特码)：用一个周期的正负对称方波表示0，用其反向波形表示一、 编码规则：110；001。 i领会 1,自然抽样PAM和平顶抽样PAM的特点 模拟脉冲调制是以时间上离散的脉冲序列作为载波，用模拟基带信号m（t）去控制脉冲序列的某个参量（振幅，宽度和位置），使其随m（t）的规律变化。 自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后信号的脉冲顶部与原模拟信号波形相同。 平顶抽样又称瞬间抽样，它与自然抽样的不同之处在于抽样后信号中的脉冲顶部是平坦的，脉冲幅度等于瞬时抽样值。 PCM是一种典型的语音信号数字化的编码方式。它是将模拟信号变换成二进制数字信号的常用方法。 2,数字化过程的三个步骤 模拟信号数字化的目的是使模拟信号能够在数字通信系统中传输，特别是能够和其他数字信号一起在宽带综合业务数字通信网中同时传输。模/数（A/D）的3个步骤：抽样、量化、编码 抽样:是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换为时间上离散的抽样（PAM）信号； 量化:是把幅度上仍连续（无穷多个取值）的（PAM）抽样信号进行幅度离散化，即制定有限个（M个）量化电平，把抽样值用最接近的电平表示； 编码：则是用二进制编码组表示量化后的信号(PCM) 电平。 3，均匀量化的特点和缺点 均匀量化的特点是量化间隔相同，缺点是小信号时的量化信噪比低。 4，非均匀量化的特点和优点 非均匀量化：量化间隔v随信号抽样值的大小而变化。信号抽样取值小时，量化间隔v也小，信号抽样取值大时，量化间隔v也变大。这样就可以在保证编码位数不变时，以减小大信号的量化信噪比，来提高小信号的量化信噪比。2009年非均匀量化优点 2010 语音压缩编码方法有DPCM、ADPCM、m 等。压缩编码的目的是降低数字电话信号的比特率、减小传输带宽。 编码：把量化后的有限个信号电平值变换成二进制码组的过程称为编码。逆过程称为解码或译码。 5, m 的基本原理 p68 m 序列中的每个比特表示相邻抽样值的差值极性。m与PCM编码方式相比，具有编译码设备简单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码率特性好等优点，在军事和工业部门的专用通信网和卫星通信中得到了广泛应用。 6，选码原则 1）对于低频传输特性差的信道，基带信号的频谱中应不含直流分量，w且低频分量要小。 2）便于从基带信号中提取定时信息。 3）高频分量尽量少，以节省传输频带，如多电平码。 4）抗噪声性能号。如双极性码的抗噪声性能就比单极性码好。 5）具有内在的检错能力。 6）编译码设备要尽可能简单等。 7，研究基带信号频谱的意义 通过频谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，它所包含的频谱成分，有无直流分量，有无定时分量等。综上分析，研究基带信号的功率频谱是十分有意义的，一方面我们可以根据它的连续谱来确定信号波形的带宽，另一方面根据它的离散谱是否存在这一特点，明确能否从信号中直接提取定时分量。矩形脉冲谱的第1个零点带宽位B=1/ 8，单极性和双极性信号的频谱 9，码间串扰现象 码间串扰（ISI）是由于数字基带系统传输总特性不理想，导致接收脉冲的波形展宽和拖尾，使接收脉冲之间发生交叠。前面脉冲的拖尾蔓延到相邻码元的抽样时刻上，从而干扰了信号检测过程。20092010 应用 1， A律13折线PCM编码 p63 13折线产生是非均匀量化的基本点出发的。设法用13段折线逼近A=87.6 的A律压缩特性。2， 采用15折线逼近律压缩特性，一般取=_255_。 3， 双相码和CMI码的编码方法和主要特点。 无直流分量，含有丰富的定时信息，并具有一定的自检能力。 4， AMI码和HDB3码的编码方法和主要特点？ 常用于A律PCM四次群以下的接口码型。 5， 观察眼图的方法，眼图的主要用途。 可以定性地反映码间串扰的程度，当眼睛张大时，表示码间串扰小，当眼睛闭合时，表示码间串扰大。眼图是估计和观察系统性能实验的手段，通过示波器可以看出码间串扰和噪声对信号的影响程度。7. PCM信号的比特率为Rb=fsN=2fhN8.语音压缩编码方法有DPCM，ADPCM，M。压缩编码的目的是降低数字电话信号的比特率，减小传输带宽。M实际是DPCM的特例，具有编译码设备简单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等优点。一般用于专用通信网和卫星通信中9.常用的线路码型有：二元码，三元码和多元码，它们都归属于数字基带信号。传输数字基带信号的通信系统就称为数字基带传输系统10.单极性码的频谱中含有直流分量和丰富的低频分量，不利于传输。 双极性码的频谱中不含直流分量，有利于在信道中传输，且扛干扰能力强。11.归零的含义是脉冲宽度t小于码元宽度Ts，即占空比t/Ts112.什么是眼图，它有什么用处？由眼图模型如何确定抽样时刻，噪声容限？是一种估计和观察系统性能的实验手段，可以定性的反应码间串扰的程度。最佳抽样时刻是眼睛张开最大的时刻，抽样时刻上，下两阴影区的间隔一半为噪声容限第三章：调制和解调 识记 1、 幅度调制的定义和分类。 模拟调制分为幅度调制和角度调制。幅度调制是用基带信号去控制高频正弦波的振幅,使其随基带信号的规律作线性变化。载波的频率和相位保持不变。幅度调制包括调幅（AM），双边带（DSB），单边带（SSB）和残留边带（VSB）。角度调制包括调频（FM）和调相（PM）。调频和调相中，载波的幅度保持恒定不变。 幅度调制中，载波的振幅随基带信号振幅而变化。 在频率调制中，载波的频率随基带信号振幅而变化。 在相位调制中，载波的相位随基带信号振幅而变化。 角度调制,是指高频载波的频率或相位按照基带信号的规律而变化的一种调制方式。它是一种非线性调制，已调信号的频谱不再保持原来基带频谱的结构。包括调频（FM）和调相（PM）。 若使载波的频率随基带信号的规律变化，称为频率调制或调频FM；若使载波的相位随基带信号而变化，称为相位调制或调相PM。 与幅度调制相比，频率调制最突出的优势是具有较高的抗噪声性能，但代价是占用比幅度调制信号更宽的带宽。 2、 AM、DSB、SSB、VSB的特点与应用。 AM特点和应用：1）由时间波形可以看出，当满足条件：|m（t）|maxA0时，AM波的包络与基带信号m（t）的形状完 全一样，故可采用简单的包络检波进行解调 2）AM的频谱由载频分量和上、下对称的两个边带组成，因此，AM信号时含有载波的双边带信号， 它的带宽是基带信号带宽的两倍，即： BAM=2fH FH是基带信号的带宽 3）AM的优点在于解调器简单，（广泛应用，中短波调幅广播） 4）AM的缺点是调制效率很低（即功率利用率很低），因为它所含的载波分量并不携带信息，却要 占用一半以上的信号功率 DSB特点与应用： 1）DSB信号的包络不与m（t）成正比，故不能用包络检波，而要用相干解调。 2）DSB信号带宽与AM相同 BDSB=BAM=2fH 3）调制效率高（100）（不存在载波分量，全部功率用于信息传输） 4）应用场合较少。（用于调频立体声广播中的差信号调制，彩色电视系统中的色差调制） SSB特点与应用： 1）优点1：SSB对频谱资源的有效利用。所需的带宽为DSB的一半：BSSB=1/2BDSB=fH 2）优点2：SSB低功耗和设备重量减轻 （由于不传送载波和另一个边带所节省的功率） 3）缺点：SSB由于节省带宽，需要复杂的技术。滤波法的技术难点是陡峭的边带滤波特性难于实现。相移法的技术难点在于宽带相移网络的制作。 4）SSB信号的解调也不能采用简单的包络检波，仍需采用相干解调。 VSB特点与应用 1）VSB方式既克服了DSB信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现上的难题； 2）VSB信号的带宽介于SSB和DSB之间，即fHBVSB2fH;调制效率为100。 3）VSB比SSB所需求的带宽仅有很小的增加，但却换来了电路实现的简化。 4）VSB在商业电视广播中的电视信号得到广泛应用，占用06MHz的频带范围，所以不便采用SSB 和DSB调制方式。 3、 AM、DSB、SSB信号的带宽。 4、 调频信号和带宽（卡森公式）。 卡森（carson）公式： BFM=2(mf 1)fm2（f+fm） 5、频率调制的特点与应用 。FM方式广泛用于要求高质量或信道噪声大的场合：如调频广播，电视伴音，卫星通信，移动通信，微波通信，蜂窝电话系统。 FM调频技术在模拟通信中广泛应用，而PM调制技术则更多应用于数据通信中。 性能比较： 1）抗噪声性能：FM最好，DSB/SSB,VSB,AM最差 2）频谱利用率：SSB最高，VSB较高，DSB/AM次之，FM最差； 3）功率利用率：FM最高，DSB/SSB，VSB次之，AM最差； 4）设备复杂度：AM最简，DSB/FM次之，VSB较复杂，SSB最复杂 数字调制-把数字基带信号变换为数字带通信号（也称已调信号或频带信号）的过程。 数字调制与模拟调制的基本原理相似，但是数字信号有离散取值的特点。因此数字调制技术有两种方法：1）把数字调制信号看成是模拟调制的特例。2）利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。 数字调制的基本方式有哪些？它们分别改变载波的什么参数？ 答：（1）振幅键控（ASK）改变载波信号的振幅。 （2）频移键控（FSK）改变载波信号的频率。 （3） 相移键控（PSK）改变载波信号的相位。 ASK优点:设备简单，频带利用率较高；缺点是抗噪声性能差，并且对信道特性变化敏感，不易使抽样判决器工作在最佳判决门限状态。 FSK优点：抗干扰能力较强，不受信道参数变化的影响，适合用于衰弱信道；缺点是占用频带较宽。调制体质中应用于中、低速数据传输中。 PSK和DPSK是一种高传输效率的调制方式，其抗噪声能力比ASK和FSK都强，且不易受信道特性变化的影响，因此在高、中速数据传输中得到了广泛的应用。 6、 二进制数字调制信号的传输带宽。 B2ASK=2fS fS1/TS (B2ASK是码元速率的两倍)。已知周期求频率 B2ASK=2fS B2FSK=|f2-f1|2fS B2PSK=2fS B2DPSK =B2PSK=2fS 一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。 2PSK信号一般可以表述为一个双极性基带信号与一个正弦载波的相乘。 2DPSK信号的相位并不直接代表基带信号，而前后码元相对相位的差才是唯一决定信息符号的因素。 7、4PSK信号的相位关系 ： 多进制相移键控是利用载波的M种不同相位来表示数字信息的。其中，常用的有M=4的相位键控方式为例。4种取值，每种相位对应表示两个比特的信息。有4种组合：00，01，10，11。1，调制的目的和作用：2011年7月 1）通过调制，把基带信号的频谱搬至较高的频率上，以较短的天线获得较高的发射效率； 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，提高系统抗干扰和抗衰落能力。 2，AM、DSB、SSB、VSB的调制原理 p8692 3,相干解调与包络检波的原理 解调（也称检波）是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的基带调制信号恢复出来。解调方法为：相干解调和非相干解调（包络检波）。 相干解调也叫同步检波，它适用于所有幅度调制信号的解调。实现相干解调的关键是要求接收端提供一个与调制载波严格同步的本地载波（称为相干载波）。 包络检波器就是直接从已调波的幅度中恢复基带信号，它属于非相干解调，因此不需要相干载波，AM信号一般都采用包络检波。 4,调频FM和调相的概念 5,二进制数字调制的基本原理 6，多进制数字调制的目的 二进制数字调制系统中，每个码元只传输1bit信息，频带利用率不高，而频率资源及其宝贵和紧缺，为了提高频带利用率，最有效的方法是使一个码元传输多个比特的信息。这就是为什么选择使用多进制调制。多进制调制特点：2011年7月 1、信息速率Rb相同时，通过增加进制数M，可以降低码元速率RB，从而节约频率资源，提高了频带利用率。 2、RB(带宽)相同时，通过增加进制数M，可以增大信息速率Rb，从而在相同的带宽中传输多个比特信息，提高了频带利用率。 3、在相同噪声下，多进制数字调制系统的抗噪声性能低于二进制调制系统。 多进制调制的目的是为了提高频带利用率。但是代价是增加信号功率和实现上的复杂性。 应用 1， 会画2ASK、2PSK和2DPSK信号的调制器 2， 会画二进制数字调制信号的时域波形 3， 二进制数字调制系统性能比较 比较2PSK,2DPSK,2FSK,2ASK的有效性和可靠性 1误码率抗噪性能 1)对于同一调制方式，Pe相干 Pe非相干 ，但随着r的增大，两者性能相差不大。 2)对于相同的解调方式(如相干解调),抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK、2DPSK、2FSK、2ASK。3)在误码率Pe 相同条件下，对信噪比r的要求：2ASK比2FSK高3db,2FSK比2PSK高3db，2ASK比2PSK高6db。 2.带宽和频带利用率 当码元宽度为TS时,2ASK、2FSK和2PSK/2DPSK信号的传输带宽为B2ASK= B2DPSK =B2PSK=2fS = 2/TS B2FSK=|f2-f1|2/TS 结论：2FSK系统的频带利用率最低，有效性最差。 3.对信道特性变化的敏感性 在实际通信系统中，许多信道是随着参信道，即信道参数随时间变化。因此，在选择数字调制方式时，还应考虑系统的最佳判决门对信道特性的变化是否敏感。 2ASK 不适合于随参信道的场合。在2FSK系统中，抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，不需要专门设置判决门限，因而2FSK系统对信道的变化不敏感，适应在随参信道或衰落信道中传输。 4.设备的复杂度 非相干方式比相干方式简单。这是因为相干解调需要提取相干载波，故设备相对复杂些，成本也略高。目前最常用的是相干2DPSK方式和非相干2FSK方式。相干2DPSK主要用于中速数据传输，而非相干2FSK则用于中、低速数据传输中，尤其适用于随参信道的场合。 正交振幅调制（QAM）星座图上的点数越多频带利用率越高，抗干扰能力越差。 第四章：电话系统 识记： 1， 电话网的分类，电话网的组网形式 2， 电话系统由电话机、用户环路（用户线）和交换机组成。3， 电话网可分为本地网、长途网。 4， 呼损率，是交换系统的服务质量的重要指标，这个指标关系到用户对电话系统提供服务的满意度，简单来说就是由交换机引起的呼叫失败的概率。2010 5， 话务量，是反映话源在电话通信使用上的数量需求，与呼叫的强度和平均占用时长有关。 2，交换网络的分类按电话使用范围：本地网、长途网按实现交换功能:空分交换网络和数字时分交换网络三级交换网络的种类 有TST、STS和TTT时间交换器主要由话音存储器和控制存储器组成。 电话系统的关键设备是交换机。交换机由交换网络、控制器和接口组成。 交换机性能的衡量指标。衡量交换机性能的好坏，主要依据交换容量、阻塞率、时延、差错率及可靠性等指标。 交换网络可分为：空分交换网络、数字交换网络等形式。数字可分为时间交换器和空间交换器。 空分交换网络是在交换机输入与输出端口之间建立交换通路，一般是有一系列交叉接点和连线构成的。时隙交换器又称为T型交换器，其功能是完成一条PCM复用线上各时隙内容的交换。时隙交换器主要是由话音存储器SM和控制存储器CM组成。对话音存储器的控制方式有两种：一是顺序写入，控制读出；另一种是控制写入，顺序读出。 空间交换器又称为S交换器，其作用是完成不同的PCM复用之间的交换，空间交换其主要由交叉接点矩阵和控制存储器组成。交叉接点矩阵由输入分时复用线和输出分时复用线组成。控制存储器的功能是对交叉接点进行控制。空间交换器的控制方式有输出控制方式和输入控制方式两种。 4， 交换网的路由分类，交换机的呼叫处理过程。 交换技术分为电路交换和分组交换。从通信资源的角度讲，交换就是按照某种方式动态地分配传输信道的宽带资源。电路交换的关键点是：在通话的全部时间内用户始终占用端到端的固定传输带宽。电路交换的电信网可根据用户的请求依靠一系列的交换机的协同动作来实现端到端的连接通路。电路交换的路由选择顺序和原则是：先选择高效直达路由-迂回路由(由远至近)-最终路由（可以是实际的最终路由也可以是基干路由）交换机的业务功能：1，运行、管理功能。2，维护、诊断功能。 交换机的呼叫处理过程：1，用户扫描。2，向用户送拨号音。3，接收用户拨号信息。4，号码分析。5，地址接收和选择路由。6，向被叫用户振铃。7，通话接续与监视。8，话终拆线。5， 交换技术的分类、分组交换的分类以及它们之间的差别。分组交换是一种存储转发的交换方式，其存储转发的基本数据单元是报文的分组。分组交换有两种方式，数据报方式和虚电路方式。 差别：1、选路不同 2、分组顺序不同 3、分组首部不同4、故障敏感性不同 5、提供的数据服务和应用不同6、简述数据报服务的优点。 答:主机只要想发送数据就可随时发送,每个分组在网络的内部独立流动.其优点是路由灵活,便于绕过过于繁忙或发生故障的结点或链路,并且比较适合于短报文的传送。2010年7月 数据报分组交换与电路交换根本不同，在传输数据分组之前，不需要预先建立任何连接，而是直接按照每个分组首部中的目的地址独立选择转发的路经。由于不需要建立连接，故它对上层的服务称为无连接服务。 虚电路就是用户数据分组传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端的连接通路。分组的路由选择是以呼叫为单位的，而不是以单个分组为单位的。虚电路实际使用的带宽决定于单位时间内传输的分组数，因而带宽的分配是动态的。有利于提高带宽资源利用率。虚电路的传输方式下，分组到达目的地址的顺序与发送时间的顺序一致，分组不会因网络出现拥塞而丢失，因此对服务质量有较好的保证。虚电路的建立方式有两种：交换虚电路，永久虚电路。2009 6，用户接口插件功能 1,馈电(B)。2，过压保护(O)。3，振铃(R)。4，监视(S)。5,编解码(C)。6，混合(H)。7，测试(T)。 6， 电话机的原理和组成 电话机主要由受话器、送话器、拨号装置和振铃器组成。2011年7月 在电话机里，能把声音转化为相应的电信号的转换器称为送话器，把相应的电信号转换为声音的转换器叫做受话器，两者之间的导线称为线路。 7， 用户信令的一般组成，信令的分类 2011年7月 信令系统的作用是协调交换系统、传输系统和用户终端的运行，在用户终端建立电路连接，并维护网络本身的正常运行和提供各种各样的服务等。 8， 用户线信令集合一般包括下列一些信令：请求、地址、释放、来话提示、应答和进程提示。 信令在多段连路上的传输方式有两种：端到端的方式和逐段转发的方式。 信令的分类方法有很多，按其工作的区域不同，可分为用户信令和居间信令。 按其传送信道和用户信息传送信道的关系，可分为随路信令和公共信道信令。 电话网的呼叫过程。 通常都包含3个阶段：呼叫建立阶段、通话阶段和释放阶段。 领会： 1,时间交换器和空间交换器的工作过程。P132-134 2， 交换网络的路由设计，分组交换网中的路由选择 P136 分组网的路由选择。1，标头指示法。2，路由表法。 P145 3，用户环路上的结构和信号 用户环路：首先对端局交换设备、电话用户以及两者之间的连接进行一个简要的了解，这种连接被称为用户环路。 P147。P149 应用： 1， 空分交换中三级克劳斯网络的无阻塞条件 克劳斯网络的无阻塞条件可以推广到任意奇数级空分交换网络 无阻塞条件是：RR+J-1。 2， 在交换网络中区分直达路由、迂回路由和基干路由 1， 基干路由是构成长途电话网基干结构的路由，它是特定的交换中心之间所构成的路由，即一级 交换中心C1之间的电路群和同一交换区内相邻两级之间的电路群。2， 电话交换网中设置的高效直达路由的目的，就是使呼叫连接的路径长度尽可能地短，保证较好 的传输质量。 我国自动电话交换网常用的几种路由形式和呼损标准： 基干路由、高效直达路由、低呼损直达路由。2、 用户线接口的基本功能(缩写为BORSCHT)：1馈电（B） 2过压保护（o） 3 振铃 4 监视 5 编解码 6混合 7 测试No.7信号系统：最适合数字程控和数字通信网。除了能传输系统的电话呼叫和数据通信所需的控制信令外，还具有传送运行维护管理信令的能力，满足未来通信交换的各种信息的要求。No.7信号系统使用一个或多个64kbit/s的信道进行传输。信令的分类方法：按工作区域不同:用户线信令和局间信令 按传送信道和用户消息传送信道的关系:随路信令和公共信令 按主被叫传送方向：前向信令和后向信令 第五章：移动通信 识记： 1， 移动通信的主要特点。 1， 移动通信利用无线电波进行传输。 2， 通信在复杂的电磁环境下工作。 3， 移动通信业务量有限。 4， 移动通信系统建网技术复杂。5， 移动台必须适用于移动环境。 2， 频率再用技术的含义：为蜂窝系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程称为频率再用。 3， 移动通信的工作方式:单工、半双工、全双工4， 蜂窝网的基本原理是什么？用小功率的发射机代替大功率的发射机，每个基站分配系统中可用信道的一部分，相邻基站分配不同信道5， 信道分配策略-指一种能实现既增加用户容量又减少干扰为目的的频率再用方案。6， 为什么在蜂窝系统中采用功率控制？A 延长用户设备电池寿命B 减少系统中反向信道的信干比（S/I）7， 信道分配策略可以分为两类：固定的和动态的。 a) 所谓固定的信道分配策略是指给每一个小区分配一组事先确定好的语音信道。 b) 所谓动态的信道分配策略是指语音信道不是固定地分配给每个小区，而是在每次呼叫请求到来时，为它服务的基站就向MSC移动交换中心请求一个信道。 8， 干扰与系统容量 P170 频率再用意味着在一个给定覆盖区域内，存在着许多使用同一组频率的小区。这些小区称为同频小区，这些小区之间的干扰称为同频干扰。 领频干扰是指来自使用信号频率的相邻频率的信号干扰。 9， 空间分集，频率分集，时间分集的主要特点。P175-176 空间分集：两个不同的位置上接收同一个信号，两个位置的距离大到一定的程度，两处所收的信号的衰落是不相关的。频率分集：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落是不相关的，可以用两个以上不同频率传输同一信息，以实现频率分集。时间分集：同一信号在不同时间区间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大，那么信号所出现的衰弱彼此独立。 10， (常用的三种合并方式)-选择式合并，最大比值合并和等增益合并 11， 无线电波的传播方式有哪几种？直射波、多径反射波、绕射波和散射12， 无线通信系统中影响电波传播的三种最基本的机制是什么？反射、绕射、散射13， 信号在空间中传播过程中会产生哪三种损耗？自由空间的路径损失、阴影衰落、多径衰落14， 无线信道的选择性衰落有哪几种？它们分别受到那些因素的影响？时间选择性衰落-与移动用户的运动速度成正比空间选择性衰落- 角度扩展和相关距离频率选择性衰落-依赖发射机、接收机和周围物理环境之间的几何关系15，1， 常用移动通信系统无线寻呼系统、蜂窝移动通信系统、无绳电话系统、集群移动通信系统2， 无线电波传播特性 3， 电磁波传播的机制是多种多样的，但总体上可以归结为反射、绕射和散射3机制。 由于空间环境复杂，无线电波在空间中传播的方式也有多种：直射波、多经反射波、绕射波以及散射波。 4， 三种基本的无线电波传播机制 反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射，反射发生在地球表面、建筑物和墙壁表面。 绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的边缘阻挡时将发生绕射。 散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，将发生散射。 4，移动通信信道的主要特点 移动通信信道的主要特点 2009 信道是信号的传输媒质，概括来说，移动通信信道具有如下主要特点：1， 传输信道的开放性 2， 接收点地理环境的复杂性和多样性。 3， 移动台的随机移动性。 4， 移动通信信号传播的耗损及三种效应 1， 自由空间的路径损失。 2， 阴影衰落。 3， 多经衰落。 5， 三种主要选择性衰落 p174 1， 时间选择性衰落。即在不同的时间，衰落特性不同。 2， 频率选择性衰落。即在不同的频率，衰落特性不同。 3， 空间选择性衰落。即在不同的地点，衰落特性不同。 6， RAKE接收特点 RAKE接收机就是利用多个并行相关器检测多经信号，按照一定的准则合成一路信号提供给解调接收机。其显著的特点是利用多径现象来增强信号。2011 交织技术及其作用？交织技术也叫交织编码，可以使突发差错分散成为随机差错而避免成块的数据丢失。 均衡器的主要作用均衡技术是指各种用来处理码间干扰ISI的算法和实现方法。 多址技术就是研究如何将有限的通信资源在多个用户之间进行有效的切割与分配。在保证多用户之间通信质量的同时尽可能地降低系统的复杂度并获得较高系统容量的一门技术。 7， 频分多址FDMA，时分多址TDMA，码分多址CDMA和空分多址SDMA的多址原理及特点，并能举例说明。P179-183 FDMA是将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道（或信道），供不同用户使用。 TDMA的所有用户使用同一频率的信道，用不同的传输时刻来区分不同用户，频谱利用率高，但需要严格的同步。 CDMA码分多址就是给每个用户分配一个唯一的扩频码（地址码），通过该扩频码的不同来识别用户。 对扩频码的选择要求： 1）理论上是要完全正交性的，但实际中通常是准正交性。 2）处于系统容量的考虑，能够提供足够多的地址码。 3）在统计特性上要求地址码类似白噪声以增强隐蔽性。 4）为了提高处理增益应选择周期足够长的地址码。 8、通常根据扩频的不同实现方法，将码分多址分为哪几种？ 直接序列码分多址DS-CDMA用于正在流行的第二代和即将来临的第三代移动通信中、跳频码分多址FH-CDMA用于军事抗干扰通信、跳时码分多址TH-CDMA同样用于军事抗干扰通信、混合码分多址在码分多址方式之间的常用组合形式有：跳频与跳时相结合的FH/TH-CDMA、跳频与直接序列相结合的FH/DS-CDMA等。 2010年7月 SDMA是使用定向波束天线来服务不同的用户。由中国提出的第三代移动通信标准TD-SCDMA中就应用了SDMA技术，此外在卫星通信中也有人提出应用SDMA。 OFDM信号是一种多频率的_多载波调制_体制。它具有较高的频谱利用率和优良的抗多径衰落能力，适用于衰落严重的无线信道中。8， GSM蜂窝网和CDMA蜂窝网的系统组成，空中接口，系统容量及其技术主要包含4个主体：移动台（MS）是GSM系统的用户终端、基站子系统（BSS）在GSM固定部分和无线部分之间提供中继、网络子系统（NSS）包含有GSM系统的交换功能和用于数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能操作支持子系统（OSS）有3个主要的功能：维护特定区域内所有通信硬件和网络操作；管理所有收费过程；管理系统中的所有移动设备。P186 2010年 简述蜂窝网的基本思想。 蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破。其基本思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每个基站（小覆盖区）分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配不同的信道，这样所有的可用信道就分配给数目相对较少的一组相邻基站。 GSM系统中的主要接口：有Um接口、Abis接口、A接口以及NSS中的内部接口。 GSM系统技术：工作频段的分配、多址方案、无线帧结构、无线接口管理、GSM信道、SIM卡和保密措施。 CDMA系统的技术：可变速率声码器、功率控制、RAKE接收、越区切换等。 CDMA系统中切换三类型：1， 硬切换（不同载频小区之间进行切换）2， 软切换（两个或多个相同载频小区之间进行切换）3， 更软切换（同一基站不同扇区之间进行切换） CDMA系统无线链路中有导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道，其中寻呼信道和正向业务信道的数量分别是最多有7个和必须有55个。 CDMA系统中提高系统容量的方法：语音激活，扇区划分，功率控制CDMA特性： 1、系统容量大。2、具有软容量特征。3、具有软切换功能。4、具有话音激活功能。5、以扩频技术为基础的，因此抗干扰、抗多经衰弱、保密性好等优点。简述蜂窝移动通信系统中的频率再用技术的含义。 -答：蜂窝系统中的所有基站选择和分配信道组的设计过程称为频率再用。 蜂窝移动通信系统采用大区制覆盖。 简述正交频分复用（OFDM）的4个特点。 1、频率利用率高 2、抗衰落性强 3、特别适合高速数据的传输 4、抗码间干扰能力强 第六章：微波通信领会： 1， 微波与微波通信的概念 我国用于干线微波通信的频段含6 GHz频段 微波是指波长1m1mm，即频率从300MHz300GHz范围内的电磁波。微波通信就是利用微波作为载波来携带信息并通过空间电磁波进行传输的一种无线通信方式.目前的微波通信所用频段主要有L波段(1.02.0GHz)、S波段(2.04.0GHz)、C波段(4.08.0GHz)、X波段(8.012.4GHz)、Ku波段(12.4018.0GHz)以及K波段(18.026.5GHz)。 2， 数字微波通信系统组成 2009 -主要由天馈设备、微波分路系统、微波收发信机、中频调制解调器、基带切换设备、勤务及监控设备和PCM设备组成。 其中_PCM设备_可以与数字交换机或模拟交换机接口，构成完整的通信系统。 3， 数字微波发信机可分为直接调制式发信机和变频式发信机。 数字微波收信系统的性能指标包括_工作频率_、噪声系数、通频带和选择性等。 4， 数字微波通信系统的分类a) 地面微波中继b) 一点多址c) 微波卫星d) 微波散射其中微波卫星通信是地面微波中继通信的特例。 5， 在微波一点多址通信系统中，中心站可以通过哪些方式与电话交换局相连？ 1、用于电话网用户网环路，与交换机用户线接口点相连。 2、用于局间中继，与交换机四线E/M接口点（模拟中继电路）相连 3、用于无线分局（端局），与交换机数字中继接口（2Mbit/s）相连 微波收信混频器的作用是把接收的微波信号变成_中频信号_。6， 微波通信频率配置的基本原则和配置方案 2011年 7， 频率配置包括各波道收、发信频率的确定，并根据选定的中频频率确定收、发本振频率。微波通信频率配置方案 1，集中配置方案 2，波道交替配置方案 3，同波道交叉极化方案 微波通信的特点 1， 数字微波通信的优点： （1）抗干扰能力强，线路噪声不积累。 （2）便于加密，保密性强。 （3）便于组成数字通信网。 2， 数字微波通信的缺点： （1） 占用频带宽。 （2）传输特性的变化超过一定范围时，通信质量显著恶化。 3，对付微波衰弱的技术措施-分集接收技术。（1）空间分集（2）频率分集（3）混合分集（4）角度分集 空间分集是一种 最有效、最常用的方法。 4. 自适应均衡技术。（1）频域自适应均衡器（2）时域自适应均衡器 5，PDH数字复接系统的组成 PDH数字复接系统包括发端的数字复接器和收端的数字分接器，数字复用就是实现两个或两个以上支持数字信号按时分复用方式汇接成为单一的复合数字信号，这个过程称为数字复接。在传输线路接收端把复合数字信号分离成各路信号的过程称为分接，完成此功能的设备称为数字分接器。 ITU-T建议的PDH数字速率30路 2048kbit/s。我国统一采用以2.048Mbit/s为基群的数字速率系列。和以1.544Mbit/s(pcm24系统)。 1， PDH的复接方式 a) 数字复接实质上是对数字信号实现时分多路复用。按支路信号在群信号中的排列不同，分成三种复接方式：（1）按位复接。（2）按路复接。（3）按帧复接b) 根据是否要求同步，数字微波信号的复接方式可分为同步复接和异步复接。 异步复接也叫准同步复接，是指参与复接的各支路数据码流时钟不是出于同一时钟源。 2， SDH传输体制概念 a) SDH传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速度等级、接口码型等特性。 我国规定SDH数字微波系统中，STM-1的标称速率是155.520Mbit/s 3， SDH的应用特点。 SDH微波传输系统有哪些优点？有传输容量大、通信性能稳定、投资小、建设周期短、维护和管理操作方便的优点。 第七章：卫星通信 领会：1，卫星通信的基本概念 卫星通信是宇宙无线电通信的形式之一，是指两个或多个地球站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或反射电信号进行的通信。开普勒三定律第一定律：卫星沿着以地心为一焦点的圆锥曲线的轨道运动。 第二定律：卫星在单位时间内扫过的轨道面积一定。第三定律：卫星运转的周期T的平方与轨道的半长轴的3次方程正比。静止卫星通信系统概念 2009年 2010年 P240-243 静止卫星通信的缺点：（1）需要先进的电子技术。