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1、193458fa9a2a3d06736de8669ccb2fe5.pdf 第1章 Page 11 of 11 第一章 緒論 1、 衛(wèi)星通信有哪些特點？ 解： 衛(wèi)星通信的特點： （1） 通信距離遠，且費用與距離無關； （2） 覆蓋面積大，可進行多址通信； （3） 通信頻帶寬，傳送容量大； （4） 機動靈活； （5） 通信線路穩(wěn)定、可靠。 2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)由那些部分組成？各部分的作用是什么？ 解： 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由以下部分組成： A、 衛(wèi)星：接收地面?zhèn)鱽淼男盘枺M行處理后再發(fā)回地面，并對地面發(fā)來的指令進行姿態(tài)調整等操作； B、 地球站：用戶

2、終端通過它們接入衛(wèi)星線路； C、 跟蹤遙測及指令系統(tǒng)：對衛(wèi)星進行跟蹤測量并對衛(wèi)星在軌道上的位置和姿態(tài)進行監(jiān)視和控制； D、 監(jiān)控管理系統(tǒng)：對衛(wèi)星的通信性能及參數(shù)進行通信業(yè)務開通前和開通后的監(jiān)測與管理。 3、衛(wèi)星地球站的收發(fā)系統(tǒng)與地面微波中繼站的收發(fā)系統(tǒng)相比，它有哪些不同？為什么？ 4、試計算地球站與衛(wèi)星間的電波傳播路徑時延（傳播距離d按4104km計算）等于多少？ 解： 來回的傳播時延＝24107/3108＝0.8/3＝0.27秒 第二章 調制技術 1、試解釋QPSK和SQPSK系統(tǒng)的不同點。與QPSK系統(tǒng)的差分編譯碼器相比，SQPSK調制器的差分編譯碼器是簡

3、單了還是復雜了？哪個系統(tǒng)的包絡波動較大？ 解： QPSK的I、Q支路在時間上是對齊的，即同時發(fā)生跳變。而SQPSK的I、Q支路在時間上錯開了半個碼元，即不會同時發(fā)生跳變。因此，QPSK中最大的相位跳變?yōu)?80，而SQPSK中最大的相位跳變?yōu)?0，因此QPSK包絡的起伏更大。同樣，因為SQPSK能從時間上區(qū)分I、Q支路，因此I、Q可以分別進行二進制的差分編碼，因而與QPSK的四進制差分編碼相比，SQPSK的差分編碼更為簡單。 2、 如果Pe要求為10-4，試問一個fb＝45Mbps速率的DQPSK調制解調器的C/N要求是多少？假定接收機的噪聲帶寬為30MHz。 解： ，

4、 3、 解釋QPSK、SQPSK和MSK中相位過渡的不同。為什么SQPSK的相位過渡限于90？MSK中無相位突變的理由是什么。 解： QPSK中I、Q支路同時跳變，因此其最大相位跳變?yōu)?80。SQPSK中I、Q支路在時間上錯開了半個碼元，不能同時發(fā)生跳變，因此相位跳變限于90。MSK中先對I、Q支路的信號進行了波形加權（也稱為成形濾波），再對正交載波調制后相加，最后合成為MSK信號，因此避免了相位的突變。 4、某DQPSK系統(tǒng)，輸入的四進制序列{xi}為0，1，3，0，3，2，3，1，3，0，1，當初始狀態(tài)分別為0，1，2，3時，求差分輸出序列{yi}和相對碼二進制序列。

5、解： xi 起始值 0 1 3 0 3 2 3 1 3 0 1 yi＝xi＋yi－1 0 0 1 0 0 3 2 3 1 0 0 1 1 1 2 1 1 0 2 1 2 1 1 2 2 2 3 2 2 1 3 2 3 2 2 3 3 3 0 3 3 2 0 3 0 3 3 0 相對的二進制序列：（以自然碼表示） 0 00 01 00 00 11 01 00 01 00 00 01 1 01 1

6、0 01 01 00 10 01 10 01 01 10 2 10 11 10 10 01 11 10 11 10 10 11 3 11 10 11 11 10 00 11 00 11 11 00 5、設QPSK信號在信道中傳輸后的誤比特率為Pe，證明：當Pe很小時，QPSK差分譯碼器輸出的誤比特率為PDQPSK＝2Pe（1－Pe），并說明為什么經差分譯碼后誤比特率會增大。 解： 差分譯碼時，若輸入端有單個比特的錯碼，則輸出引起2個錯碼；若輸入端有2個連續(xù)的錯碼，則輸出也引起2錯碼；若輸入有2個以上連續(xù)的錯碼，則輸出仍引

7、起兩個碼元的錯誤。因此，令Pn表示一串n個碼元連續(xù)這一事件出現(xiàn)的概率，n＝1，2，3…；則譯碼器輸出的誤碼率為PDQPSK=2P1+2P2+2P3+…+Pn+...。 另外，出現(xiàn)一串n個碼元連續(xù)錯誤等效于“n個碼元同時出錯但錯碼兩端都有一碼元不錯”，所以 Pn=(1-Pe)2Pen，n＝1，2，3… 所以PDQPSK=2(1-Pe)2（Pe + Pe2 + Pe3+…+ Pen+...）=2(1-Pe)2 Pe/(1- Pe)=2 Pe(1- Pe) 因為發(fā)生單個比特差錯的概率遠大于其他發(fā)生差錯的概率之和，因而導致差分譯碼后誤比特率的增大。 6、設｛aK｝為－1，－1，1，－1

8、，－1，1，1，－1，1，－1，1，1，1，1，－1，畫圖說明MSK信號的調試過程。 解： 7、假定有一速率為60Mbps的數(shù)據(jù)經由18MHz的轉發(fā)器傳送。為達到這個目的應采用哪一種調制技術？如果Pe要求為10－8，則Eb/n0值應是多少？ 解： A、頻帶利用率應為60/18=3.3bits/Hz 所以應采用16QAM調制技術。 B、因為 Pe16QAM=3/2 * erfc[Ps/10sn2]1/2=10-8 則 erfc[Ps/10sn2]1/2=0.67 * 10-8 Ps/10sn2 =42=16 Ps/10sn2 =160

9、 8、假定一個16QAM信號，通過一只飽和TWT發(fā)送出去，這個系統(tǒng)的信號狀態(tài)空間圖和Pe性能會發(fā)生什么變化？采用什么技術措施來消除非線性放大器對16QAM系統(tǒng)性能的影響。 解： 系統(tǒng)的信號狀態(tài)空間圖會發(fā)生畸變，Pe性能變差。可采用功率回退技術，降低TWT的非線性程度以消除非線性放大器對16QAM系統(tǒng)性能的影響。也可以才用預畸變技術來消除非線性放大器對16QAM系統(tǒng)性能的影響。 第三章 多址技術 1、 試計算96路和252路電話信號在零相對電平點的平均電平。 解： 2、 某接收系統(tǒng)采用FDM/FM方式，傳輸132路電話信號，已知測試音有效值頻偏Dfr＝

10、430kHz，接收機輸入端信號功率為－132dBW。試計算： 1) 接收系統(tǒng)輸入端載波噪聲比為多大時，可使第132話路輸出端熱噪聲信噪比S0/N0＝50dB（無預加重） 2) 若天線噪聲溫度為40K，接收機的等效噪聲溫度Tr＝？ 解： a、132路電話信號調制后帶寬B B＝2（Dfp＋Fm） 其中為Dfp調頻信號最大頻偏，Dfp＝FplDfr Fp＝3.16 Dfr＝430kHz 所以 Dfp＝3.162.267430kHz＝3.216MHz Fm＝4.2132kHz＝554.4kHz＝0.554MHz 所以B＝2（3.216＋

11、0.554）＝7.54MHz b、接收系統(tǒng)輸入端載噪比 其中＝50dB＝105 BCH＝3.4-1=3.1kHz 所以 所以接收系統(tǒng)輸入端載噪比應為 c、接收機輸入端信號功率[C]＝－132dBW 天線噪聲溫度為40K，大于T，所以本系統(tǒng)無法實現(xiàn)。 3、 試說明FDM/FM/FDMA，每載波功率預分配（SCPC）和按需分配（SPADE）系統(tǒng)之間的不同點。 解： FDM/FM/FDFA： 是指在基帶進行多路復用（FDM），然后對復用后的信號進行調頻（FM），調頻后的射頻信號再與其他站構成頻分系統(tǒng)（FDMA），即與其它用戶以頻率分隔達到多址

12、目的。 每單路載波預分配（SCPC）： 給每個用戶預先分配好一定數(shù)量的話路單載波，一般不能調整，可分為模擬信號的SCPC和數(shù)字的SCPC，且傳播的一般的為電話信號。模擬電話的SCPC因其交調干擾較大，因而應用較少。目前談的SCPC一般指數(shù)字方式的SCPC， 傳播的是數(shù)字化的64kbps的話音信號。一般用QPSK調制方式，每路占用45kHz帶寬，因其帶寬較窄，因而需設基準導頻，以進行自動頻率控制，提高接收性能，另一方面，SCPC一般都采用話音激話技術以降低互調造成的影響。 SPADE方式： 即按需分配SCPC方式（數(shù)字），是SCPC/PCM/DA/FDMA的簡稱，在

13、技術上除了應用按需分配技術之外與SCPC方式完全相同。 4、 與FDMA系統(tǒng)比較解釋TDMA系統(tǒng)的優(yōu)點。 解： 與FDMA系統(tǒng)比較TDMA系統(tǒng)的優(yōu)點： A) TDMA屬于“間歇”通信形式，而不同于一般的連續(xù)通信； B) TDMA方式是一種無交調多址連接方式?？沙浞掷眯l(wèi)星功率和轉發(fā)器帶寬、無交調、不會出現(xiàn)強信號對弱信號的抑制現(xiàn)象，組網通信中大、小站可以兼容； C) TDMA通信是一種數(shù)字通信，具有數(shù)字通信的許多優(yōu)點：如便于保密，易于實現(xiàn)按需分配信道；信息傳輸能力比FDMA方式大：如采用DSI技術，傳輸能力大致還可以增加一倍。 5、 某TDMA系統(tǒng)的傳輸速

14、率為17.156Mb/s，每個用戶的輸入數(shù)據(jù)速率為1.544Mb/s，幀效率為90％，求該系統(tǒng)容納的最大地址數(shù)。 解： 該系統(tǒng)容納的最大地址數(shù)＝17.156*90%/1.544=10。 6、 略 7、 略 8、 由QPSK解調器的常規(guī)載波恢復電路引入的四相模糊度，可以采用何種技術加以分辨，并敘述其原理。 解： 對于話音信號： （1） 可采用差分技術，這樣要傳送的數(shù)據(jù)以相對相位來表示，因而解調數(shù)據(jù)不受相位模糊的影響； （2） 在發(fā)射話音信號前，插入32比特的已知碼SOM（即為消息頭）。利用此已知碼即可消除相干載波的相位模糊。 對數(shù)據(jù)方式： （1）可采用差分技術，差分原理

15、如前所示； （2）因數(shù)據(jù)傳送中為了降低誤比特率，一般需要FEC編譯碼，所以可參考譯碼時所得的伴隨式來消除相位模糊。即以伴隨式計數(shù)器檢測的比特錯誤率不能超過某個規(guī)定值為原則來修正載波同步狀態(tài)和相位。 第四章 編碼技術 1、已知：一致監(jiān)督關系為 c2=a6a4a3 c1=a6a5a4 c0=a5a4a3 畫出編碼器的原理圖，說明其編碼工作過程，并根據(jù)監(jiān)督關系確定碼組中錯誤可能的位置。 解： 工作過程： （1）開關K打到1，來4個移位脈沖，第一碼組的a6a5a4a3 依次進入D3D2D1D0 中，此時編碼器無輸出，2端＝c2＝a6 a4 a3；

16、 （2分） (2) 開關K打到2上，來第5個移位脈沖，c2移入D0中，a3D1，a4D2，a5D3，a6輸出。這時2端＝c2a3a5 ＝a6 a4 a3 a3 a5 ＝a6 a5 a4＝c1 (3) 來第6個移位脈沖，c1移入D0中，c2D1，a3D2，a4D3, 同時a5輸出 a 這時2端＝c1c2a4 ＝a6a5 a4 a6 a4 a3 a4 ＝a5a

17、4a3＝c0 （4）來第7個移位脈沖，此時： c0D0，c1D1，c2D2，a3D3, 譯碼器輸出a4 （5）開關倒向1，連續(xù)來4個脈沖，此過程中：譯碼器依次輸出a3c2c1c0，完成了對第一碼組的編碼。同時第2碼組移入D3，D2，D1，D0，開始了對第2碼組的編碼。如此循環(huán)往復，即完成了編碼過程。 伴隨式： S2＝c2a6a4a3 S1＝c1a6a5a4 S0＝c0a5a4a3 S2 S1 S0 0 0 0 無錯誤 0 0 1 c0錯 0 1 0 c1錯 1 0 0 c2錯 0 1

18、1 a5錯 1 1 0 a6錯 1 0 1 a3錯 1 1 1 a4錯 2、已知（3，1）卷積碼的編碼器如圖所示，設輸入的信息序列(b0,b1,b2,b3,b4, …)寫出相應的輸出碼序列。并寫出編碼器的監(jiān)督方程。 解： 輸入的信息序列為： b0,b1,b2,b3,b4 … 相應的編碼輸出碼序列為： b0,b0,b0, b1,b1b0,b1, b2, b2b1, b2b0, b3,b3b2, b3b1, b4, b4b3, b4b2 … 編碼器的監(jiān)督方程： bj=bi cj1=bi bi-1

19、 cj1=bi bi-2 4、 在一個二進制數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，信道比特差錯率為exp{-8000/rc}/2，式中rc是信道比特率。消息比特速率為1000b/s。 1) 當rb＝1000b/s和無差錯控制編碼時，計算消息比特差錯率； 2) 若rb降低為500b/s，求消息比特差錯率； 3) 若對消息進行（7,4）分組編碼，試計算消息比特差錯率，并對以上三部分計算結果進行比較說明。 解： 1） 消息比特差錯率= 2） 消息比特差錯率= 3） 信道誤比特率： 碼字差錯率： 信息比特差錯率： 可見，信道速率越低則誤碼率越低；采用編碼技術后

20、，信道速率增加，信道誤比特率增加，經譯碼糾錯后信息誤比特率降低，且低于沒有編碼的情況。 第五章 信號處理技術 1、DSI和DCME電路的作用是什么？為什么采用DSI可使TDMA通信容量增大一倍？ 解： DSI：即數(shù)字話音內插。一般來說通話時一方講話一方在聽，因而總是只有一個方向的話路中有話音信號，而反向話路則處于空閑狀態(tài)，且講話人還有講話中斷的時間，據(jù)統(tǒng)計，話路實際傳送話音的平均時間百分比，即平均話音激活率僅有40％左右，而DSI技術則充分利用了這些空閑時間給別的話路使用，因平均話音激活率僅為40％左右，因而利用DSI技術可使TDMA通

21、信系統(tǒng)容量增大一倍； DCME：把ADPCM技術和DSI技術結合在一起，可成倍地增加通信容量。 2、試說明為什么衛(wèi)星通信系統(tǒng)要采用回波控制電路？ 解： 地面電話系統(tǒng)中采用二－四線轉換電路會產生回波，衛(wèi)星通信中時延較大，單跳為0.27秒，所以要采用回波控制電路。 3、試給出回波抑制器和回波抵消器的原理方框圖，并說明在原理上它們有什么不同？ 解： 4、參量編碼與波形編碼在原理上有什么不同？各有什么特點？ 解： 波形編碼是直接將時域語言信號變換成數(shù)字代碼，其目的在于盡可能地在收端恢復語音波形，因而也稱真跡編碼。編碼速率一般在16kbps～64kbps

22、之間，量化信噪比較高，語音質量好。 （5分） 參量編碼是指，在語音信號的頻域或其他正交變換域提取其特征參量并變換成數(shù)字代碼。編碼速率一般在600bps～9.6kbps之間，語音質量較差。 5、 試簡要說明通道聲碼器、線性預測聲碼器和共振峰聲碼器的基本原理，并說明它們各有什么不同的特點。 解： 6、使說明如何將自適應信號處理技術應用于波形編碼和參量編碼的。 解： 6、 試說明目前在VSAT衛(wèi)星通信網中使用的波形編碼和參量編碼的概況。 解： 第六章 衛(wèi)星通信網 1、衛(wèi)星通信網與地面數(shù)字電話通信網相互連接時應考慮哪些問題？為什么？

23、 解： 2、衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網與一般的衛(wèi)星數(shù)字電話網有什么不同特點？為什么？ 解： A、 數(shù)據(jù)可非實時傳輸，一般采用分組傳輸。有時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)很少，僅為一個分組。此時，若采用電話網中的預分配方式，信道利用率很低。若用“按需分配”方式，因發(fā)送分組與申請分配信道的時間基本上是同一數(shù)量級，信道利用率依然很低。因而可采用隨機爭用協(xié)議。 B、 對于短而高速的數(shù)據(jù)，由于發(fā)送時間隨機，不象話務那樣連續(xù)使用信道； C、 數(shù)據(jù)的傳送，峰值傳送率與平均傳送率相差很遠。這與話音是根本不同的。 D、 數(shù)據(jù)業(yè)務種類繁多，應能容納中低高速的數(shù)據(jù)率； E、 數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信網一

24、般具有大量的低成本小型地球站。 3、比較以下適于VSAT網的多址協(xié)議的特點與性能： ALOHA、S－ALOHA、SREJ－ALOHA、異步分組RA/CDMA、TDMA。 解： ALOHA：允許用戶自由地使用信道，只要終端產生了報文，便通過信道發(fā)送。若發(fā)生碰撞則需重傳。其吞吐量較低，當使用固定長度報文時約為0.184。 SREJ－ALOHA：其數(shù)據(jù)分組的發(fā)射與ALOHA相同，不過每個分組再細分為一定數(shù)量的小分組。這些小分組也有自己的報頭和前同步碼。通信時，只需重發(fā)發(fā)生碰撞的小分組。而不必重發(fā)整個分組。其最大吞吐量約為0.368，但考慮同步碼、報頭等開銷，實際最大吞吐量約為0

25、.2～0.3。 異步分組RA/CDMA：把擴頻調制、FEC用于ALOHA多址協(xié)議，即為異步分組RA/CDMA。設備較SREJ－ALOHA復雜一些。其容量約為0.2～0.3。 S－ALOHA：屬于時隙訪問多址協(xié)議。適合于固定長度的報文。其最大吞吐量為0.368。 TDMA：對長報文是一種可行的多址協(xié)議，對短報文不合適。 4、如何評價VSAT網的通信質量與網絡性能？ 解： 5、VSAT衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網與地面數(shù)據(jù)通信網（如光纖網）互連時所用的網間連接器（網關）的作用是什么？ 解： 6、VSAT網的網絡管理系統(tǒng)的主要功能是怎樣的？它與傳輸

26、用戶數(shù)據(jù)的通信網的關系是怎樣的？如何傳遞網絡管理系統(tǒng)的管理與控制信息？ 解： 第七章 衛(wèi)星通信線路計算與衛(wèi)星通信系統(tǒng)舉例 1、某靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)，地球站發(fā)射機的輸出功率為3kW，發(fā)射饋線系統(tǒng)衰減為0.5dB，發(fā)射天線口徑為25m，天線效率為0.7，下行線路工作頻率為6GHz，地球站與衛(wèi)星間的距離為4104km，轉發(fā)器天線增益為5dB，接收饋線系統(tǒng)衰減為1dB。試計算衛(wèi)星接收機輸入端的信號功率為多少dBw？ 解： 接收機輸入信號功率【P】＝【PT】＋【GT】＋【GR】－【LP】－【L】 地球發(fā)射功率 【PT】＝10lg3103＝34.77 dBw

27、 發(fā)射天線增益 （3分） 衛(wèi)星接受天線增益【GR】＝5 dB 自由空間衰減 【LP】＝32.44＋20lgd (km)＋20lgf (MHz) (dB) ＝32.44＋20lg40000＋20lg6000 ＝32.44＋92.04＋75.56 ＝200.04 dB 其他損耗【L】＝0.5＋1＝1.5 dB 所以衛(wèi)星接收機輸入端的信號功率 【P】＝【PT】＋【GT】＋【GR】－【LP】－【L】 ?。?4.77＋62.37＋5－200.4－1.5 ＝－99.4 dB 8、 試說明ACTS的特點及其采用的新技術。（10分） 解： ACTS的特點及采用的新技術： A、 使用Ka波段； B、 采用動態(tài)雨衰減補償技術； C、 使用多波束衛(wèi)星天線； D、 采用星上中頻交換技術（SS/TDMA）； E、 采用星上基帶處理與基帶交換技術（BBS/TDMA）；