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1、一、试述现代数字通信系统组成、特点及发展趋势。二、试从香农信息论的观点，解释信息、信息量、信道容量的含义及其表示方法，以及信源编码、信道编码的目的及其理论基础。三、试分析一个采用TDMA通信方式的现代海上通信系统及其技术方法，包括系统组成、调制方式、通信协议等。四、试从伪码扩频技术的理论，分析GPS的具体实现方法。五、选定生成式g（x）= x4+x3+x2+1时的（7，3）循环码编码器，其结构如下图所示。信息码输入为110。初始四级移位寄存器清零；三位信息码元输入时，门1断开，门2接通。第4-7次移位时，门2断开，门1接通。试用下表的形式，分析该编码器的编码过程及其最后形成的码组。一、试述现代
2、数字通信系统组成、特点及发展趋势。答：（一）组成：现代数字通信系统组成可以分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统和模拟信号的数字传输通信系统。（1）数字频带传输通信系统的组成如下： 图1 数字频带传输通信系统组成（2）数字基带传输通信系统组成如下： 图2 数字基带传输通信系统组成 图3 数字基带传输通信系统组成的另一种形式3）模拟信号的数字传输通信系统组成如下： 图4 模拟信号的数字传输通信系统组成（二）特点：现代数字主要有以下特点：传输差错可控；可实现保密通信；收发双方必须保持同步；抗干扰抗噪声性能好；易于与现代技术相结合；占用的频带较宽；系统设备复杂。（三）发展趋势：现代数字通信终
3、端设备、数字传输技术方面的发展趋势有：向着小型化、智能化方向发展；向着高速大容量方向发展； 向着数字化处理的方向发展；向着用户数字化和ISDN的方向发展；二、试从香农信息论的观点，解释信息、信息量、信道容量的含义及其表示方法，以及信源编码、信道编码的目的及其理论基础。答：信息： 从香农信息论的观点来看，信息是在理论领域中常采用的较为抽象的数学表达层，该层次的代表是消息（或符号），即消息的内涵是信息，它将抽象的待传送的信息从数学实质上加以分类：一类为离散型，即数字信源，用相应的随机变量、随机变量序列来描述；另一类为连续型，即模拟信源，可以用相应的随机过程来描述。在这个层次上抽象的信息概念可以在数
4、学层次上被描述为随机序列和随机过程，即信息是消息所描述和度量的对象。信息量： 度量信息的不确定性，对单个消息信源来说，它出现的概率越小，它的出现必然使人越感意外，则由它所产生的信息量越大。设信源发出某消息的概率为，有表示消息提供的信息量，则是数学表示式。信息容量： 是指信道可能传输的最大信息速率。信息容量是互信息量的极值，其表示方法为，C为信息容量，B为信道带宽，S为信号的平均功率，N为白噪声的平均功率。信源编码的目的： 是就是在分析信源统计特性的基础上，设法通过信源的压缩编码去掉这些统计多余成分，以提高通信的有效性。这一过程称为数据压缩，所得信源编码称为压缩编码。信源编码理论基础： 是实际信
5、源几乎都是有记忆的，即各个消息之间统计关联，为了定量地描述信源的有效性，定义：，。信源效率越低，信源相对冗余度就越大，就越有必要对信源进行统计信息处理，采用信源编码和数据压缩也就有必要。信道编码的目的： 是提高系统数据传输的可靠性，降低信息传输的差错率。信道编码理论基础： 是有系统的有效性来换取可靠性，即在传输的信息码元中附加一定数量的冗余码，冗余码在整个编码中的位置及代码选择某一事先确定的规则来决定，接收端接收到这样的编码后，根据已知的规则，对接收信息进行检验，发现、纠正和删除错误。三、试分析一个采用TDMA通信方式的现代海上通信系统及其技术方法，包括系统组成、调制方式、通信协议等。答：采用
6、TDMA通信方式的现代海上通信系统是船舶自动识别系统AIS，AIS主要由GPS接收机、接口电路、数据处理器、调制解调器、VHF通信机、显示器等组成。系统组成：AIS的时分多址（TDMA）的帧结构和时隙如下：调制方式：高斯滤波最小频移键控GMSK，AIS使用不归零反向码，空中传输速率是9600bit/s。通信协议：AIS采用的通信协议是开放系统互联模型（OSI）的第一至第四层，即物理层、链路层、网络层和传输层。AIS中的物理层负责比特流传输、VHF收发机的功率控制、控制收发机和信道时序等工作。数据链路层的主要任务是加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层显现为一条无错线路。网络层的作用主要是信
7、道管理，建立和保持信道发射信息包的分配和数据链拥塞的解决等。传输层是负责将数据转换成大小正确的发射信息包、数据分组排序和与较高层的接口规程。四、试从伪码扩频技术的理论，分析GPS的具体实现方法。答：扩频通信的基本特点，是传输信号所占用的频带宽度(W)远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(DF)，其比值称为处理增益。扩频通信使数字信号加密，使传输信息的信号能量分散，大大提高了系统的抗干扰能力，测距精度高。对任意给定的信噪比，只要增加用于传输信息的带宽，理论上就可以增加在信道中无误差地传输信息率。也就是说，当输入一定带宽的信息时，输入信噪比与信带宽度W可以互换。这充分说明了用一个带宽为信息
8、带宽几百倍的带宽信号来传输信息，可以大大提高通信系统的信噪比，增强抗干扰能力。GPS采用伪码扩频技术，简单地说，它可以起到不容易被干扰的作用。为了捕获这个伪随机码，都是先把接收机的码进行复制，然后再进行时延的比较，然后用P=CT测量距离。如果GPS不采用伪随机码的话，那么这个码结构就会很容易破译，受到干扰。目前, 伪随机码在扩频通信中的应用非常广泛, 这一技术也在卫星导航系统中得到了利用。在GPS中, 导航卫星向用户发送的导航定位信号, 就是利用伪随机码传送导航电文的调相信号。GPS卫星所用的CPA码是一种组合码，是由两个周期和速率相同而码元不同的m序列组合而成。P码也称为精确码，它是美国军方
9、严格控制使的保密军用码,是一个具有2.35E + 14个码元的特长序列。P码是由两个子码X1X2构成的复合伪噪声码,每一颗GPS卫星采用各自不同的P码,其区别在于第二个子码X3存在一个相位偏差系数，其值为037 (假设了一个不存在的零号卫星)。五、选定生成式g（x）= x4+x3+x2+1时的（7，3）循环码编码器，其结构如下图所示。信息码输入为110。初始四级移位寄存器清零；三位信息码元输入时，门1断开，门2接通。第4-7次移位时，门2断开，门1接通。试用下表的形式，分析该编码器的编码过程及其最后形成的码组。移位次序输入门1状态门2状态移位寄存器状态输出D1D2D3D400断开接通0000011断开接通1011121断开接通0101130断开接通1001040接通断开0100150接通断开0010060接通断开0001070接通断开00001
