通信原理基础知识问答梳理（史上最全）

1.莱斯分布在什么条件下可以近似为高斯分布？

当信噪比很大时

2.随机过程是否存在傅里叶变换？如果没有，应该如何描述随机过程的频谱特性？

随机过程不满足绝对可积和能量有限的条件，不存在傅里叶变换，可用功率谱密度来进行描述。

3.功率谱密度有什么意义？试说明一下间接法求功率谱密度的步骤？

功率谱的意义：可以用来描述随机过程的频域特性；可用来确定带宽和平均功率；可以用来描述通信系统中的滤波器以及其他器件对信号与噪声的影响；与相关函数构成一对傅里叶变换，从而建立频域与时域的联系。

间接法：先求自相关函数，然后求其对应的傅里叶变换。

4.白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的，对不对？

不对，白噪声是指在较宽的频率范围内，各等带宽的频带所含的噪声功率谱密度相等的噪声。

5.窄带高斯过程的包络和相位服从什么概率分布？

包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。

6.如何理解随机过程的各态历经性？随机过程和平稳过程的关系是什么？

各态历经，过程的统计平均值与样本的时间平均值相等。随机过程中任一个样本都经历了随机过程的所以可能状态，可用一次样本的“时间平均”取代过程的“统计平均”，使得测量和计算问题大大简化。

具有各态历经性的随机过程一定是平稳过程。

7.奈奎斯特第一准则解决了什么问题？

如果信号经传输后整个波形发生了变化，但只要其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方法仍然可以准确无误地恢复原始信码。

8.窄带高斯过程可以通过同向分量探究正交分量吗？

不能，同一时刻的同相分量和正交分量互不相关或统计独立。

9.符合宽平稳是否能倒退是严平稳的？

不能，严平稳条件比宽平稳条件苛刻,通常情况下,低阶矩存在的严平稳能推出宽平稳成立,而宽平稳序列不能反推严平稳成立。

10.请问平均量化误差和输入信号的大小有关系吗？

均匀量化就是将连续信号连续幅度均匀分层量化的方法，一般与量化阶数有关，与输入信号大小有关。

11.不相关，统计独立，正交的含义各是什么，有什么关系？

如果两个随机变量的协方差函数为零，则称他们不相关；如果两个随机变量的联合概率密度等于它们各自概率密度的乘积，则称他们统计独立。如果两个随机变量的互相关函数为零，则称他们正交。两个均值为零的随机变量如果统计独立，则一定是正交及不相关；两个均值为零的随机变量正交与不相关等价。

12.窄带高斯白噪声中“窄带”、“高斯”、“白”各自的含义是什么？

窄带是指频带宽度远小于中心频率且中心频率远高于零频的信号。高斯的含义是指噪声的瞬间值服从正态分布。白的含义是指噪声的功率谱密度在通频带范围内为一常数。

13.平稳过程的自相关函数有哪些性质？它的功率谱密度与自相关函数有什么关系？窄带随机过程的功率谱密度和自相关函数有什么特点？

功率谱等于相关函数的傅里叶变换，相关函数等于功率谱的傅立叶逆变换。

频率：频带范围远小于中心频率。时间：波形呈现出包络和随机相位缓慢变化的正弦波。

14.如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性和可靠性？

模拟通信系统：有效性用带宽来衡量，可靠性用信噪比来衡量。

数字通信系统：有效性用传输速率或频带利用率来衡量，可靠性用误码率来衡量。

15.AM调制的优缺点？

优点：实现简单，解调简单。缺点：功率利用率低。

16.随参信道传输媒质的主要特点是什么？

对信号的衰耗随时间变化；信号传输的时延随时间变化；多径传播。

17.   3dB带宽在通信系统的研究过程中有什么重要意义？

3dB带宽即功率谱密度的最高点下降到1/2时界定的频率范围，频率的范围愈大即带宽愈高时，能够发送的数据也相对增加。

18.什么是数字信号和模拟信号?二者的区别是什么？

二者携载消息的信号参量取值不同，模拟信号取值连续，具有无穷多个; 数字信号取值离散，具有有限个取值。

19.信道对信号传输的影响可以用加性干扰、乘性干扰来表述，他们的含义各是什么？

加性干扰：没有信号输入时，信道输出端也有噪声输出，噪声独立于信号且始终存在。

乘性干扰：没有信号输入时，信道输出端没有乘性干扰输出，乘性干扰与信号是“共存共生”的关系。

20.在通信系统中，调制有着至关重要的作用。那么为什么要进行调制呢？

进行频谱搬移，匹配信道特性，减少天线尺寸；实现多路复用，提高信道利用率；改善系统性能；实现频率分配。

21.在FM系统中，为提升高频端信噪比，广泛采用“预加重”和“去加重”技术，请简述加重技术的原理。

预加重滤波器Hp(f)在调制器前加入，特性曲线随频率的增加而上升。目的是人为提升调制信号的高频分量。

去加重滤波器Hd(f) 在解调器输出端加入,特性曲线随频率的增加而下降(应该是预加重电路特性曲线的镜像，即Hp(f) =1/Hd(f)，Hd(f)目的是将调制信号高频端的噪声衰减，同时把调制信号高频分量的幅度恢复到它的初始值。

22.为什么FM调制比PM的用途更广?

PM比AM和FM更难以衡量，需要更加复杂的仪器， 且减小相位噪声在设计现代无线电通讯设备的过程中是非常关键和困难的，成本自然更高，故单纯以PM作为调制方式是不常见的。

23.数字信号最佳接收的准则是？

信噪比最大，误码率最小

24.匹配滤波器可以用于数字信号但不可以用于模拟信号的原因是什么？

匹配滤波器的输出信号和输入信号之间有严重的波形失真。

25.模拟通信的特点

时域连续、频域有限、线性变换

26.均匀量化中小信号和大信号的量化有什么区别?

当信号小时，信号量噪比也比较小，往往达不到要求。

27.   2DPSK的差分相干解调法属不属于相干解调？

非相干解调，解调过程不需要相干载波。

28.非均匀量化的目的是什么？

为了改善输入小信号时的信号量噪比。

29.  2DPSK信号采用相干解调和差分相干解调的主要区别是什么？误码率性能有什么区别？

采用相干解调时需要载波同步和码反变换，而采用差分相干解调则不需要。在相同输入信噪比时，相干解调的误码率性能优于差分相干解调的性能，但在大信噪比时，两者误码率数量级差不多。

30. 二进制随机脉冲序列的功率谱Ps（f）可能包含连续谱和离散谱两项。连续谱能否消失，离散谱什么条件下消失？

连续谱不能消失，因为实际中G1(F)≠G2(f)，所以连续谱总是存在的。在等概率时，G1(f)=-G2(f)时，离散谱消失。

31.为什么在ASK中键控法要比模拟调制法要好.

ASK传输的是模拟信号，而且信息传输速率很有限，容易受干扰。键控使用的是数字调制，可以利用编码方式大幅度提高抗干扰能力，并且键控在电路实现起来比模拟调制要简单得多，成本也低。

32.二进制差分相移键控为什么能够解决相位模糊的问题？

2DPSK信号解调采用相干解调加码反变换法。首先对2DPSk信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码反变换器变化为绝对码，从而恢复出二进制数字信息。经差分译码得到的绝对码不会发生任何倒置现象，从而解决了相位模糊的问题。

33.在二进制数字基带传输系统中，有哪两种误码？它们各在什么情况下产生?

码间干扰造成的误码：频域不满足奈奎斯特第一准则；高斯噪声造成的误码：信道加性噪声总是存在的。

34.产生码间串扰的原因是什么？

前面码元波形的拖尾蔓延到当前码元时刻。

35.信源编码的基本功能是什么？

模数转换，信息压缩，提高有效性。

36.信道编码的基本功能：

增强抗干扰能力，提高可靠性。

37.最大似然准则的含义：

接收码元与发送码元的相似程度最大，使得误码率最小。

38.为什么绝大多数无线信道对信号的影响比有线信道大？

①大多数无线信道都属于随参信道，随参信道的特点:信道参数随时间变化，损耗时变，时延时变，多径传播﹔

②随参信道对信号的影响:瑞利型衰落，多径传播引起的频率弥散，频率选择性衰落﹔

③在无线通信系统中多采用分集技术。

39.数字通信的特点及主要问题有哪些？

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传输；易于集成；易于加密

问题：可能需要较大的传输带宽；对同步要求高。

40.高斯随机过程的特点

(1) n维分布完全由n个随机变量的数学期望、方差和两两之间的归一化协方差函数所决定。

(2)若广义平稳，则狭义平稳;

(3）如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的，那么它们也是统计独立的。

(4）若干个高斯过程的代数和仍是高斯型;

(5）高斯过程→线性变换→高斯过程。

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