通信原理_Q&A_2023

通信原理

0、通信原理简介

1、WiFi调制技术？带宽？遵循的协议？连接的方式？

Wi-Fi调制技术是一种用于实现无线局域网络（WLAN）的调制技术，主要用于在无线信道中传输数据。Wi-Fi调制技术采用了OFDM（正交频分复用）和DSSS（直接序列扩频）等多种调制技术，可以实现高速、可靠的数据传输。

Wi-Fi标准规定了不同频段和带宽的无线网络的工作方式，其中最常用的是2.4GHz和5GHz频段的Wi-Fi网络。Wi-Fi网络的带宽通常为20MHz、40MHz、80MHz或160MHz，不同带宽的网络可以支持不同的数据传输速率。

在协议方面，Wi-Fi网络遵循了IEEE 802.11系列标准，其中包括了802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax等多个版本。不同版本的协议支持的数据传输速率和信道带宽等不同，可以根据具体的应用需求进行选择。

在连接方式方面，Wi-Fi网络通常采用基于无线接入点（Access Point，AP）的无线连接方式，通过无线接入点来连接多个无线设备，形成一个无线局域网络。此外，也可以采用无线点对点或者无线Mesh网络等方式进行连接。

Wi-Fi调制技术是一种重要的无线通信技术，具有高速、可靠、灵活等优点，在移动互联网应用、智能家居、工业自动化等领域得到广泛应用。

2、3GPP

3GPP（Third Generation Partnership Project）是一个由全球电信标准化组织联盟组成的合作机构，成立于1998年。3GPP致力于制定和发布全球通信标准，包括移动通信、移动宽带和多媒体通信等领域。它是制定移动通信技术标准的主要组织之一。

3GPP的成员包括来自全球各地的电信运营商、电信设备制造商、研究机构和其他相关组织。3GPP的成员共同合作，制定新的技术规范和标准，以确保各种通信设备和系统之间的互操作性和相互兼容性。3GPP的工作是开放的，它允许任何人或组织参与，并通过开放式讨论、测试和评估来制定标准。

3GPP制定的标准主要包括GSM、UMTS、LTE、5G等移动通信技术标准。这些标准是全球通信行业的基础，使得不同制造商的设备可以相互兼容和交互操作，从而实现了全球范围内的移动通信互联互通。同时，这些标准也推动了移动通信技术的快速发展和普及，为用户提供了更加便捷和高效的通信服务。

3、SIP

4、OFDM

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种数字调制技术，它将高速数据流分为多个低速子信道进行传输，每个子信道使用不同的正交载波进行调制和解调，从而提高了信道的利用率和抗干扰性能。

OFDM的基本原理是将一个高速数据流分成多个较低速的子流，并将每个子流分别调制到一个不同的正交载波上。OFDM信号的频谱呈现出许多正弦波，它们的频率之间的间隔是相等的，且它们之间是正交的。这意味着，当它们在信道中传输时，它们不会相互干扰，从而提高了抗干扰能力。

OFDM技术在无线通信和数字电视广播等领域得到了广泛应用。在无线通信中，OFDM技术被用于诸如Wi-Fi、4G和5G移动通信等系统中。在数字电视广播中，OFDM技术被用于地面数字电视广播（DVB-T、ATSC和ISDB-T）和卫星数字电视广播（DVB-S）等系统中。

OFDM技术有许多优点，包括高速数据传输、抗干扰能力强、频谱利用率高等。不过，OFDM技术也存在一些缺点，例如复杂的处理算法、对时钟同步的高要求、频率偏移的敏感性等。

OFDM基本原理（调制解调、保护间隔、保护频带、BER、注水算法）：

OFDM调制如何实现的？串并转换怎么实现的？

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种基于多载波调制技术的信号调制技术，广泛应用于数字通信系统中，如无线通信、数字电视等领域。

OFDM技术通过将高速数据流分为多个低速子流，然后将这些子流分别调制到不同的正交频率子载波上，形成一个多载波信号，然后将这些载波叠加起来，形成一个OFDM符号。OFDM技术可以充分利用频谱资源，提高信道利用率，减小信号间的干扰。

在OFDM中，串并转换是一种重要的实现技术，用于将序列信号变为并行信号或者将并行信号变为序列信号。串并转换通常采用基于FFT（Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换）的方法实现。

具体来说，在OFDM发送端，先将数字信号分为若干个并行的低速数据流，然后对每个低速数据流进行调制，形成一个复数序列。接着，将这个复数序列输入到一个N点FFT中进行变换，将序列转换为一个包含N个正交子载波的并行信号。最后，将这些子载波的信号合并成一个OFDM符号进行发送。

在OFDM接收端，先将接收到的OFDM符号拆分成N个子载波信号，然后对每个子载波信号进行FFT变换，将并行信号转换为一个复数序列。接着，将这个复数序列进行解调、解扰等处理，得到原始的数字信号。

OFDM调制是一种基于多载波调制的信号调制技术，可以实现高速数据传输和提高信道利用率。串并转换是OFDM技术中的一个重要实现技术，通过FFT变换将序列信号转换为并行信号

5、QAM

QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制）是一种数字调制技术，它将数字信号分别调制到正交的正弦波和余弦波上，从而实现高速数据传输。

QAM的基本原理是将数字信号分成实部和虚部两个部分，然后将这两个部分分别调制到正弦波和余弦波上。QAM信号的调制方式类似于AM（Amplitude Modulation，振幅调制），但是AM信号只调制到正弦波上。而QAM信号同时调制到正弦波和余弦波上，从而提高了信号的带宽利用率。

QAM技术在数字通信中得到广泛应用。它可以用于有线通信（如数字电视、数字音频广播等）和无线通信（如Wi-Fi、4G和5G移动通信等系统）中。QAM的传输速率可以达到很高，例如，256-QAM可以传输8个比特的信息，而1024-QAM可以传输10个比特的信息。

QAM技术有许多优点，包括高传输速率、频带利用率高、可靠性高等。但是，QAM技术也存在一些缺点，例如对信道的要求较高，容易受到噪声和干扰的影响，需要精准的调制和解调技术等。

6、IEEE 802.11信道模型

IEEE 802.11信道模型是无线局域网（WLAN）中使用的一种信道模型，也被称为AWGN模型。该模型假设传输介质是高斯白噪声（AWGN）信道，即噪声是均值为零、方差为N0的高斯分布。

IEEE 802.11信道模型中，发送端的信号经过衰减、多径、阴影等信道效应后，到达接收端。在接收端，接收到的信号会被加上高斯白噪声，即信号与噪声的叠加。假设发送端发送的是一个带有能量Es的调制符号，接收端接收到的信号可以表示为：

r = h*x + n

其中，h表示信道的衰减系数，x表示发送端发送的调制符号，n表示加性高斯白噪声。在该模型中，信道衰减系数h、噪声方差N0、发送能量Es等参数都可以根据具体的应用场景进行设定。

7、FWGN信道模型

FWGN信道模型是一种常用的有限带宽高斯白噪声（finite bandwidth white Gaussian noise，FWGN）信道模型，常用于无线通信系统中。该模型假设信号传输过程中存在信道噪声，这些噪声是高斯分布的，且噪声的功率谱密度是有限的。

FWGN信道模型中，发送信号x(t)经过信道后变为接收信号y(t)，可以表示为：

y(t) = h(t) * x(t) + n(t)

其中，h(t)是信道的时变冲激响应，n(t)是信道噪声，假设n(t)是零均值、方差为N0的高斯白噪声。由于信道的带宽是有限的，因此信道的冲激响应也是有限的，即h(t)在时间和频率上都有限。

FWGN信道模型的特点是具有高斯分布的噪声和时变的冲激响应。由于噪声是高斯分布的，因此可以用高斯白噪声的统计特性来描述信道噪声的统计特性。而时变的冲激响应则会影响信号的传输，因此需要对信道进行建模和估计。

FWGN信道模型在无线通信中应用广泛，例如在数字电视、数字音频、卫星通信等领域中都得到了广泛的应用。对于这些应用，需要对信道进行建模、仿真和性能评估等分析，FWGN信道模型可以提供一个简单而有效的框架来实现这些分析。

8、Jakes模型

Jakes模型是一种用于描述多径信道的统计模型，由Jakes在1974年提出。该模型假设信道中存在多条等功率的散射路径，每条路径的相位是随时间变化的，且各条路径的相位是相互独立的。因此，信号在接收端的时域波形可以看作是多个正弦波的叠加，其中每个正弦波的振幅、频率和初始相位都是随机变量。

具体地，假设在信道中存在L条等功率的散射路径，每条路径的相位是随时间变化的，且各条路径的相位是相互独立的。则接收端收到的信号可以表示为：

y(t) = ∑ A_icos(2πf_it + Φ_i)

其中，A_i是第i条路径的振幅，f_i是第i条路径的频率，Φ_i是第i条路径的随机相位。Jakes模型中通常假设路径的振幅是相等的，频率服从均匀分布，并且随机相位是在0到2π之间均匀分布的。

Jakes模型可以用于无线通信系统的仿真和性能评估等方面。该模型可以用于分析多径衰落、时延扩散、频率选择性等特性对信号传输的影响。在无线通信系统中，信号在传输过程中会经历多条路径的反射和散射，这些路径的时延、幅度和相位都是随机变量。Jakes模型提供了一种简单而有效的方法来模拟这些随机变量，从而对信号传输过程进行建模和仿真。

9、MIMO

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）是一种无线通信技术，它利用多个天线进行信号传输和接收，从而提高无线信道的容量和可靠性。MIMO技术可以通过增加天线数量来提高数据传输速率和系统可靠性，同时也可以降低误码率和功率消耗。

在MIMO系统中，发送端和接收端都有多个天线，信号可以通过不同的天线传输和接收。这样可以提高系统的容量，同时也可以通过多条路径进行传输，增加信号的可靠性。在MIMO系统中，传输的数据可以被分成多个子流，然后通过不同的天线进行传输，这些子流可以同时传输，从而提高数据传输速率。

MIMO技术可以应用于各种无线通信系统，如Wi-Fi、LTE、5G等。MIMO技术可以通过增加天线数量来提高系统性能，同时也可以通过空间分集和空间复用等技术来提高信号的可靠性和传输速率。空间分集利用多个天线接收到的信号进行多次采样，从而提高信号的可靠性；而空间复用则利用多个天线同时传输不同的数据流，从而提高数据传输速率。

10、PAPR

PAPR（Peak-to-Average Power Ratio）是一种无线通信系统中常用的性能指标，它用于描述信号的峰值功率和平均功率之间的比率。在无线通信系统中，信号通常会经历调制、编码等处理，这些处理可能会导致信号的峰值功率比平均功率高很多，从而使得信号难以进行传输。PAPR的大小可以反映出信号的波动性和不稳定性，因此对于无线通信系统的设计和性能评估都具有重要的意义。

PAPR的计算方法通常采用峰值功率和平均功率之比的对数值，即：

PAPR = 10*log10(P_peak/P_avg)

其中，P_peak表示信号的峰值功率，P_avg表示信号的平均功率。

较高的PAPR值会导致信号的非线性失真、干扰等问题，因此在无线通信系统中需要采用一些技术来降低PAPR。常用的降低PAPR的技术包括：

均衡器技术：通过对信号进行均衡，使得信号的峰值功率和平均功率之间的差距变小。

预编码技术：在发送端对信号进行预编码，通过调整信号的相位和幅度来降低PAPR。

选择性 mapping 技术：通过一些映射规则来选择合适的码字，从而使得PAPR降低。

OFDM技术中采用基于子载波的调制方案，例如 Partial Transmit Sequence (PTS) 和 Selected Mapping (SLM)。

在无线通信系统中，降低PAPR可以提高信号的传输性能和系统的可靠性，因此对于无线通信系统的设计和优化具有重要的意义。

11、天线分集

天线分集技术是一种通过利用多个天线接收到的多个独立的信道来提高系统的接收性能的技术。它利用了多路径传播的特性，从而减小了信道的衰落效应，提高了系统的可靠性。

天线分集技术可以分为空时分集和频率分集两种。

空时分集是通过在接收端使用多个天线接收同一信号，然后将多个接收信号进行合并，从而提高系统的可靠性和性能。在空时分集中，可以使用不同的合并方式，如最大比合并、等增合并等。

频率分集是通过在发射端将同一数据流分成多个子数据流，并在不同的频率上进行传输，从而提高系统的可靠性和性能。在频率分集中，可以使用OFDM等调制方式。

天线分集技术可以有效地减小信道的衰落效应，从而提高无线通信系统的可靠性和性能。它可以被应用于各种无线通信系统中，如Wi-Fi、LTE、5G等。在未来的无线通信系统中，天线分集技术将继续发挥重要作用，成为提高无线通信系统性能的关键技术之一。

12、幅度调制

（单边带、双边带、残留边带、相干解调与包络检波）

幅度调制（AM）是一种调制方式，它将基带信号的幅度调制到高频载波信号上，从而使得信号可以在无线传输中进行传输。在幅度调制中，有三种主要的调制方式：单边带（SSB）、双边带（DSB）和残留边带（VSB）。同时，相干解调和包络检波也是常见的解调方式。

单边带调制（SSB）：单边带调制是一种常见的调制方式，它只传输基带信号的一个边带，从而节省了频带资源。单边带调制主要有上边带和下边带两种形式。单边带调制的缺点是在调制和解调过程中需要使用复杂的滤波器。

双边带调制（DSB）：双边带调制是一种将基带信号的两个边带都调制到高频载波信号上的调制方式。双边带调制的优点是简单易实现，缺点是占用较多的频带资源。

残留边带调制（VSB）：残留边带调制是一种类似于单边带调制的调制方式，它在基带信号中通过滤波器的方式去除了一个边带，从而实现了频带资源的节省。与单边带调制不同的是，残留边带调制在调制过程中使用了额外的滤波器，因此实现起来更为复杂。

相干解调：相干解调是一种通过将接收到的调制信号与本地的参考信号相乘的方式来解调信号的方法。相干解调适用于幅度、相位和频率均保持稳定的情况下。

包络检波：包络检波是一种通过从调制信号中提取出幅度信息的解调方式。在包络检波中，通过使用包络检波器（envelope detector）从调制信号中提取出基带信号的幅度信息。包络检波适用于信号幅度稳定而相位和频率不稳定的情况下。

13、什么是数字通信？数字通信有哪些优点？

数字通信是指利用数字信号来传输和处理信息的通信方式。它将模拟信号转换为数字信号，并通过数字信号进行传输和处理，从而实现了更高效、更可靠的通信。数字通信的主要优点包括以下几点：

抗干扰性强：数字信号在传输过程中不受外部干扰的影响，可以通过纠错码等技术来提高信号的抗干扰性能。

可靠性高：数字信号具有较好的传输质量，可以通过技术手段来控制误码率，从而提高通信的可靠性。

压缩传输：数字信号可以进行压缩，从而减小传输数据的大小和带宽需求，提高了传输效率。

灵活性强：数字通信可以通过编程来实现信号的处理和控制，使得通信系统的调整和升级更加灵活和方便。

可集成性好：数字通信可以与计算机等数字系统集成，方便实现数据的存储、处理和分析。

14、复用

频分复用、时分复用、码分复用

频分复用（Frequency Division Multiplexing，FDM）、时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）和码分复用（Code Division Multiplexing，CDM）都是多路复用技术，用于在同一信道上传输多个信号。

频分复用（FDM）是一种将不同频率的信号分配到不同的子载波上进行传输的技术。在发送端，将多路信号分别调制在不同的载波上，然后在接收端对这些信号进行解调和分离，得到原始的多路信号。

时分复用（TDM）是一种将多个信号按照时间顺序依次发送的技术。在发送端，将不同信号的数据按照时间片分割的方式发送，接收端根据发送端发送的时间序列，将数据进行分离和恢复。

码分复用（CDM）是一种将多个信号通过不同的码序列进行编码的技术。在发送端，将多路信号分别进行编码，然后通过不同的码序列进行复用，接收端根据编码的码序列进行解码，得到原始的多路信号。

这三种多路复用技术的应用范围和特点不同，选择不同的技术取决于具体的应用场景和要求。例如，FDM适用于频域资源充足的情况，TDM适用于时间域资源充足的情况，而CDM则适用于信号相互干扰的情况。

时分复用相较于频分复用有哪些优点？

15、单工、半双工、全双工

单工传输（Simplex）指通信只能在一个方向上进行，例如广播电台或红外遥控器等。在单工传输中，发送端只能发送数据，接收端只能接收数据，双方不能同时进行通信。

半双工传输（Half Duplex）指通信可以在两个方向上进行，但是不能同时进行。例如对讲机或者Walkie Talkie等，每个用户在说话时，另一个用户必须等待，然后再进行回复。

全双工传输（Full Duplex）指通信可以在两个方向上同时进行。例如电话通话或者互联网视频通话等。在全双工传输中，双方可以同时发送和接收数据，实现双向通信。

这三种传输方式各有优缺点，单工传输适用于一方向通信，半双工传输适用于需要切换方向的通信场景，而全双工传输则适用于需要双向高速通信的场景，例如电话通话、视频会议等。

16、并行传输和串行传输适用场合及特点？

并行传输是指同时传输多个数据位，每个数据位使用单独的信号线传输。这种传输方式适用于数据位数较多的场合，例如高速缓存、内存传输和处理器之间的数据传输等。由于并行传输可以同时传输多个数据位，因此其传输速率较快，可以支持高带宽的数据传输。但是，由于需要多个信号线，因此并行传输的线路复杂度较高，需要占用更多的资源和空间。

串行传输是指逐位传输数据，每个数据位使用同一信号线进行传输。这种传输方式适用于数据位数较少的场合，例如串口通信、网络通信和外设与处理器之间的数据传输等。由于串行传输只需要一条信号线，因此其线路复杂度较低，可以节省资源和空间。但是，由于每个数据位需要逐个传输，因此其传输速率相对较慢，难以满足高带宽的数据传输需求。

一般来说，当数据位数较多且需要高速传输时，使用并行传输；当数据位数较少且需要节省资源和空间时，使用串行传输。

17、通信系统的主要性能指标有哪些？

可靠性：指通信系统在一定的信噪比条件下，传输信息正确的概率。通常用误码率（BER）来衡量，即在传输的比特中错误比特的比率。

传输速率：指单位时间内传输的比特数，通常用比特率（bit rate）表示，单位为bps（bit per second）。

带宽：指信号在频率上所占的宽度，通常用赫兹（Hz）表示，表示信号的频带宽度。

时延：指信息从发送端到接收端所需的时间，包括传播时延、处理时延、排队时延等。

抗干扰能力：指通信系统在受到外部干扰时，仍能保持正常的传输质量。常用的指标有抗噪声能力、抗多径衰落能力等。

隐私性和安全性：指信息在传输过程中不被非法窃听、篡改或破坏。常用的指标包括加密强度、认证能力等。

可用性：指通信系统的可用时间和可靠性之比。通常用百分比表示，表示在一段时间内，通信系统正常工作的时间占总时间的比例。

18、码元速率？信息速率？

码元速率定义为每秒钟传送码元的数目，单位为波特；

信息速率定义为每秒钟传送的信息量，单位是bit/s

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码元速率（symbol rate）是指数字通信系统中基带信号的变化速率，即每秒传输的码元数。码元可以是二进制数字、符号、波形等，具体取决于不同的数字调制方式。码元速率的单位通常为波特（Baud）。

信息速率（data rate）是指单位时间内传输的信息位数或比特数。它与码元速率、编码方式和信道带宽等因素有关。具体计算信息速率时，需要考虑信道编码、调制方式和信道带宽等因素对比特率的影响。信息速率的单位通常为比特每秒（bps）或字节每秒（Bps）。

在数字通信系统中，码元速率和信息速率通常不是相等的。信息速率可以通过码元速率和每个码元所传输的比特数（即每个码元所包含的信息量）来计算。例如，采用 4-QAM 调制方式的数字通信系统，每个码元可以传输两个比特，如果码元速率为 1000 波特，那么信息速率为 2000 bps。

19、误码率？误信率？

误码率（Bit Error Rate，BER）是指在数字通信系统中，传输过程中每传输一比特（或一个码元）出现错误的概率。通常用10的负整数次方表示，例如1E-3表示1/1000的错误率。误码率是衡量数字通信系统传输质量的重要指标。

误信率（Frame Error Rate，FER）是指在数字通信系统中，传输过程中每传输一个帧（或一段数据）出现错误的概率。误信率包含了多个比特或多个码元的错误，因此误信率一般比误码率高。

在数字通信系统中，误码率和误信率都是表示通信系统传输质量的重要指标。对于不同的应用场景，需要根据实际需求来确定误码率或误信率的要求。例如，在一些高可靠性的通信应用中，误码率可能需要非常低，例如1E-10级别。而在一些低可靠性的通信应用中，误码率要求可能可以稍低，例如1E-3级别。

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误码率（Bit Error Rate，BER）和误信率（Symbol Error Rate，SER）是衡量数字通信系统性能的指标。它们的关系是：

BER = SER × log2(M)

其中，M是调制方式中的符号数目。在同等条件下，调制方式的符号数目越多，误码率越低，因此调制方式的选择也会影响误码率和误信率的关系。但在信道容量有限的情况下，调制方式的符号数目也是受限的。

误码率指的是在数字通信系统中，每个比特（bit）上出现错误的概率；误信率指的是在数字通信系统中，每个符号（symbol）上出现错误的概率。

误码率和误信率是评估数字通信系统性能的重要指标。通常情况下，误码率和误信率越低，数字通信系统的性能就越好。

20、能量信号？功率信号？

能量信号是指在信号的整个时间范围内，信号的总能量是有限的。严格来讲，能量信号应该是在整个时间轴上积分有限的信号。例如，一个矩形脉冲信号或一个有限持续时间的正弦信号都是能量信号。由于能量信号的总能量是有限的，因此它们的平均功率为零。

功率信号是指信号的总能量可能是无限的，但信号的功率是有限的。严格来讲，功率信号应该是在整个时间轴上积分平方有限的信号。例如，一个无限持续时间的正弦信号就是一个功率信号。由于功率信号的总能量可能是无限的，因此它们的平均功率是有限的。

在实际通信系统中，数字信号可以看作是一串离散的数值，因此能量信号和功率信号的概念需要进行适当的转化。通常情况下，离散信号的能量和功率定义为其各个样本值的平方和和平方和的平均值，即能量信号的总能量等于各个样本值的平方和，功率信号的平均功率等于各个样本值的平方和的平均值。

能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于∞

21、自相关函数的性质？

自相关函数是一个信号与其自身在不同时间点上的乘积的积分平均，它在信号处理中有着广泛的应用。以下是自相关函数的一些性质：

对称性：自相关函数是偶对称的，即 R_{xx}(\tau)=R_{xx}(-\tau)。

实偶性：如果信号是实数信号，则自相关函数也是实偶函数，即 $R_{xx}(\tau)=R_{xx}(-\tau)$。

非负性：自相关函数的取值范围为非负实数，即 $R_{xx}(\tau)\geq 0$。

常数项：自相关函数在时延为零时的取值等于信号的能量，即 $R_{xx}(0)=\int_{-\infty}^{\infty} |x(t)|^2 dt$。

最大值：自相关函数的最大值出现在时延为零的位置，即 $R_{xx}(\tau)\leq R_{xx}(0)$。

周期性：如果信号是周期性信号，则自相关函数也是周期性的，其周期等于信号的周期。

相关性：自相关函数反映了信号在不同时间点上的相关性。当时延为零时，自相关函数取最大值，表示信号与自身完全相关；当时延为无穷大时，自相关函数趋近于零，表示信号与自身不相关。

常见自相关函数：常见的自相关函数包括矩形脉冲函数的自相关函数、高斯白噪声的自相关函数、周期方波的自相关函数等。不同类型的信号具有不同的自相关函数形式。

22、什么是高斯过程？主要性质？

高斯过程是一类常用的随机过程，它是指在一组随机变量组成的函数中，任意有限个变量的线性组合仍是一个高斯分布的随机变量。具体来说，高斯过程可以看作是一个随机函数，其中每个函数值都服从高斯分布。

高斯过程的主要性质包括：

完全由均值函数和协方差函数确定：高斯过程的均值函数和协方差函数分别描述了其在每个点的期望值和任意两个点之间的相关性，因此确定了整个随机过程。

任意有限个变量的联合分布是多维高斯分布：对于高斯过程中的任意有限个随机变量，它们的联合分布都是一个多维高斯分布，这一点可以由高斯过程的定义得出。

由均值函数和协方差函数计算：给定高斯过程的均值函数和协方差函数，可以通过这些函数计算出任意一点的概率分布。

均值函数可以为任意函数：高斯过程的均值函数可以是任意函数，因此可以通过选择不同的均值函数来描述不同的随机过程。

协方差函数必须是正半定的：协方差函数必须满足正半定的条件，否则高斯过程就不合法。

23、什么是窄带随机过程？频谱和时间波形由什么特点？

窄带随机过程指的是在一个相对较小的频带内，随机过程的功率谱密度变化相对缓慢的随机过程。换句话说，窄带随机过程可以看作是频带较窄的低通信号。

窄带随机过程是指信号的带宽相对于其中心频率较小，即信号的频率集中在中心频率的附近。窄带随机过程可以用频域上的幅度谱密度函数来描述。

对于一个平稳窄带随机过程，它的幅度谱密度函数在中心频率附近是近似常数，而在中心频率附近的带宽范围内很小。因此，对于窄带随机过程，可以采用窄带近似（Narrowband Approximation），在频域上把信号分为中心频率和一个很小的带宽范围，即可简化信号的分析。

窄带随机过程的频谱和时间波形具有以下特点：

频谱较窄：窄带随机过程的功率谱密度只在一个相对较小的频带内有明显的变化，因此其频谱较窄。

时间波形较长：由于窄带随机过程的频谱较窄，其频率变化相对缓慢，因此信号在时间上的波形相对较长。

相关性较强：窄带随机过程的时间波形在时间上的波动较为缓慢，因此相邻时刻之间的相关性较强。

可以用窄带近似：由于窄带随机过程的频谱变化较缓慢，因此可以将其近似为一个窄带信号，采用窄带近似来进行分析和处理。

24、窄带高斯过程的包络和相位各自服从什么概率分布？

包络服从瑞利分布；相位服从均匀分布。

25、什么是白噪声？频谱？自相关函数？高斯白噪声？

白噪声是一种统计特性比较特殊的随机信号，其功率谱密度在所有频率上都是常数，即在频率域中表现为一条水平直线。因为其功率谱密度在所有频率上都相等，所以被称为“白噪声”，类似于白光是由所有波长的光组成的。

白噪声的频谱特性为常数，而其自相关函数在除自身延迟为零的时刻外均为零，即随机过程在不同时刻之间是不相关的。自相关函数表示了信号在不同时刻之间的相关性，因此白噪声被认为是一种完全随机的信号。

高斯白噪声是一种特殊的白噪声，其概率密度函数满足高斯分布。高斯白噪声是一种非常重要的随机信号，在通信系统、控制系统等领域中有着广泛的应用。

白噪声的主要特点包括：

频谱特性：功率谱密度在所有频率上都相等，即频谱是一条平坦的直线。

时间特性：信号在不同时刻之间是不相关的，自相关函数只在自身延迟为零时有值，其他时刻均为零。

统计特性：信号在各个时刻上的取值是独立的且服从同样的分布，满足零均值和方差为常数的高斯分布。

白噪声在通信系统、信号处理、控制系统等领域中都有广泛的应用，例如用作通信系统中的噪声源、用作信号处理中的随机信号、用作控制系统中的随机干扰等。

26、多径效应

在无线通信中，信号在传播过程中可能会遇到多条路径，并经过不同的反射、衍射和散射等效应，形成多个到达接收端的信号，这就是多径效应。

多径效应会对信号的传播和接收产生影响，导致信号在时域和频域上发生失真，甚至会导致信号丢失。在多径环境下，接收到的信号可以被表示为多个信号的叠加，每个信号的时延、幅度、相位等特性都可能不同，因此需要对多个信号进行处理以恢复原始信号。

为了克服多径效应的影响，常见的解决方法包括：

天线分集技术：使用多个接收天线并将它们的输出进行合并，可以减少多径效应的影响。

等化技术：通过滤波器和加权算法等技术对接收信号进行处理，以抵消多径效应带来的失真。

频率选择性衰落的解决方法：在频率选择性衰落的情况下，可以使用正交频分复用（OFDM）等技术，将信号分成多个子载波，对每个子载波进行处理，以减少多径效应的影响。

多径效应是无线通信中的重要问题，对于无线通信系统的设计和优化有着重要的影响。

27、奈奎斯特准则？奈奎斯特速率？奈奎斯特带宽？

奈奎斯特准则（Nyquist Criterion）是在时域与频域分析结合的基础上，用于分析带限信号的采样频率的一种准则。该准则表明，一个最大带宽为W的信号，要想在采样后保证不产生混叠（即采样失真），则其采样频率Fs必须大于等于2W，这被称为奈奎斯特采样定理或奈奎斯特准则。

具体而言，如果把一个连续的基带信号（或带通信号）进行采样，那么在接收端就可以得到一系列离散的采样值。但是，如果采样频率过低，就会出现混叠现象，导致接收到的信号与原信号不同。混叠是因为采样过程中的抽样信号与原信号的频率不匹配，而导致高频部分出现折叠到低频区域，与本来低频部分的信号混叠。奈奎斯特准则告诉我们，在采样过程中，为了保证原信号的频率不发生混叠，采样频率必须大于等于2倍的信号最高频率，即：

Fs >= 2W

其中，Fs为采样频率，W为信号的最高频率。

在实际应用中，为了保证采样的正确性，采样频率通常会取奈奎斯特采样频率的两倍甚至更高，以确保采样后的信号与原信号相同。

奈奎斯特准则在数字信号处理、通信系统设计等领域有着重要的应用。例如，在数字音频中，采样频率的选取对信号的还原质量有着至关重要的影响。在数字通信中，采样频率的选取也会影响到码元的检测和误码率的表现。

奈奎斯特速率（Nyquist Rate）指的是在理想低通信道中，为了不失真地传输数字信号，采样频率应该是信号带宽的两倍。具体而言，如果数字信号的最高频率为$f_{max}$，则采样频率$F_s$应该满足：

$F_s\ge 2f_{max}$

采样频率$F_s$除以2就是奈奎斯特带宽（Nyquist Bandwidth），表示在低通信道中能够传输的最大带宽。如果数字信号的最高频率为$f_{max}$，则奈奎斯特带宽$B_n$为：

$B_n=f_{max}$

奈奎斯特速率和带宽是数字通信中非常重要的概念，它们对于数字信号的采样、传输和处理都有着重要的影响。在实际系统中，为了考虑信号的实际带宽和信噪比等因素，通常会对奈奎斯特速率和带宽进行适当的调整。

28、什么是码间干扰？如何产生的？对通信质量有何影响？

码间干扰（Inter-Symbol Interference，简称ISI）是指在数字通信中，相邻码元之间的信号相互干扰的现象。具体来说，当发送端发送码元时，由于信道的带宽限制或多径传输等因素，信号会在接收端的不同时刻到达，从而导致相邻码元之间的信号相互干扰，这种干扰就是ISI。

ISI主要由以下几个因素产生：

1.信道带宽限制：如果信道的带宽不足以传输发送信号的所有频率分量，就会导致不同频率的信号互相干扰，产生ISI。

2.多径传播：当信号在传输过程中经过不同的路径到达接收端时，由于不同路径的传输时间和幅度不同，信号会在接收端的不同时刻到达，从而产生ISI。

3.码间串扰：在一些调制方式中，相邻码元之间存在一定的互相干扰，从而产生ISI。

ISI会对数字通信系统的性能产生严重的影响，特别是在高速传输和高信噪比条件下更加明显。ISI会使接收端误判码元，从而降低通信系统的误码率性能。为了降低ISI的影响，通信系统采用一系列技术，如均衡器

消除码间串扰的基本思想：让前后码元的拖尾在当前码元判决时刻幅度为零。

解决码间串扰方法：降低码元速率和时域均衡（部分相应是为了提高频带利用率）

29、什么是频域均衡？什么是时域均衡？横向滤波器为什么能实现时域均衡？

频域均衡是一种信号处理技术，旨在消除信号中的频域失真，以提高信号的质量和可靠性。频域失真可以由多种因素引起，如传输介质的不均匀性、滤波器的非线性失真等。频域均衡的目标是在不影响信号时域特性的情况下，通过加权信号的频域数据来补偿这些失真。

在数字通信系统中，通常使用频域均衡来消除信道失真。频域均衡器通常采用一组复权系数，这些系数反映了信道在不同频率上的响应特性。通过将接收信号与这些系数相乘，可以消除信道失真的影响，从而提高接收信号的质量。这种技术通常被称为均衡滤波，它可以有效地补偿信道失真，提高信号的信噪比和误码率。

需要注意的是，频域均衡的实现需要对信号进行频谱分析和频域处理，因此需要对信号进行数字化和处理。通常使用数字信号处理器或其他专用的数字信号处理硬件来实现频域均衡。

时域均衡是一种信号处理技术，旨在消除信号中的时域失真，以提高信号的质量和可靠性。时域失真可以由多种因素引起，如传输介质的不均匀性、非线性失真、多径效应等。时域均衡的目标是在不影响信号频谱的情况下，通过加权信号的历史数据来补偿这些失真。

横向滤波器也称为FIR滤波器，是一种数字滤波器，能够实现时域均衡。它通过对信号进行加权平均，消除了传输路径引起的时延和失真。横向滤波器可以看作是一种时域均衡器，因为它在时域上对信号进行加权平均以消除失真，而不会改变信号的频域特征。它的实现方法是通过滑动窗口的方式，将输入信号的若干个历史样本加权相加，以获得当前输出样本。因此，横向滤波器被广泛用于数字通信中，以改善信号质量和传输速率。

30、2ASK、2PSK、2FSK、OOK、2DPSK、MSK

31、匹配滤波？匹配滤波器的冲激响应和信号波形有何关系？

32、相关接收和匹配滤波的异同点

相关接收和匹配滤波都是用于检测和识别信号的技术，但它们的实现方式略有不同。

相同点：

相关接收和匹配滤波都是基于信号与已知波形的相似性来检测和识别信号的。

两种技术都使用滤波器来实现信号处理，将接收信号和已知波形进行比较，从而检测和识别信号的特征。

不同点：

相关接收是一种非线性的信号处理技术，它通过计算接收信号与已知信号之间的互相关函数来检测信号。而匹配滤波是一种线性滤波技术，它通过将接收信号与已知信号的冲激响应进行卷积运算来检测信号。

相关接收通常用于检测信号的存在性和时延，而匹配滤波通常用于识别信号的特征和参数。

相关接收通常需要先估计噪声功率谱密度，以便于计算接收信号的信噪比。匹配滤波不需要进行这个步骤。

相关接收通常需要知道信号的调制方式和码型，以便于提取信号特征。匹配滤波不需要事先了解信号的调制方式和码型，只需要知道已知信号的波形。

33、信号量化

信号量化是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。它是数字信号处理中的基本操作之一，通常用于数字音频、视频和图像等应用中。

在信号量化中，输入信号的幅值被约束在一个离散的取值集合中。这个取值集合通常称为量化级别或量化步长。量化级别的大小取决于量化器的精度，通常表示为比特数。比特数越多，量化器的精度就越高，可以表示更多的细节。

在量化过程中，连续的模拟信号被采样为一系列离散的采样值。这些采样值被四舍五入到最接近的量化级别，然后被表示为二进制数字，以便于数字信号处理和存储。量化过程中产生的误差称为量化误差，它是原始信号和量化信号之间的差异。

信号量化的主要作用是将连续的模拟信号转换为数字信号，以便于数字信号处理和存储。在音频和视频应用中，信号量化对于数字信号的质量和压缩效率至关重要。较低的量化级别可以减小数字信号的大小，从而提高数字信号的压缩效率。但是，较低的量化级别会导致更大的量化误差，降低数字信号的质量。因此，信号量化需要在数字信号质量和压缩效率之间做出权衡。

34、随机信道？突发信道？混合信道？

随机信道、突发信道和混合信道是数字通信中常用的三种信道类型，它们的特点如下：

随机信道：随机信道是指通信中信道参数随时间而随机变化的信道。这种信道通常由多径传播、多普勒效应、天气等因素引起的信道衰落效应导致。在随机信道中，信号在传输过程中会受到衰落和相位变化，导致接收端的信号质量下降。为了克服随机信道带来的影响，可以采用自适应等技术。

突发信道：突发信道是指在通信中由于信道的物理环境变化或人为干扰等原因，会导致信道质量短时间内突然恶化的信道。突发信道的出现通常是不可预测的，也无法通过信道预测算法来预测。在突发信道中，可以使用纠错码、自适应调制等技术来提高信道容错性和传输可靠性。

混合信道：混合信道是指同时存在随机信道和突发信道的信道，也就是信道参数同时具有随机变化和突发性。混合信道的出现较为普遍，通常需要采用多种技术综合应对。

35、常用的差错控制方法？

常用的差错控制方法有以下几种：

前向纠错（Forward Error Correction，FEC）：前向纠错是指在发送端对原始数据添加纠错码，使其具有一定的冗余度，以便接收端在接收到带有差错的数据时，能够通过纠错码进行差错检测和纠正。前向纠错的优点是能够在不重新传输的情况下进行差错纠正，但是需要在发送端增加冗余，会带来一定的带宽损失。

自动重传请求（Automatic Repeat Request，ARQ）：自动重传请求是指在发送端发送数据后，等待接收端确认收到的数据，并根据接收端的确认或否认情况，进行数据的重传或继续发送。自动重传请求的优点是能够进行可靠的差错控制，但是需要进行多次通信交互，会增加通信延迟和资源开销。

向量量化（Vector Quantization，VQ）：向量量化是指将一组数据（通常为信号或图像）用较少的向量表示，从而减少传输数据的量，同时可以采用差错保护技术提高数据的传输可靠性。向量量化的优点是能够在保证数据压缩的同时，提高数据传输的可靠性，但是需要进行复杂的向量编码和解码算法。

交织（Interleaving）：交织是指在发送端将数据进行分块，将同一块数据中的不同位分散地交错排列，从而使得在信道中传输时，数据位错发生的概率变得更加均匀。在接收端，需要将接收到的交织数据进行反交织操作，以恢复原始数据。交织的优点是能够在不增加带宽和延迟的情况下提高数据传输的可靠性。

为什么要采用差错控制？

36、分组码？构成有什么特点？系统分组码？

分组码（Block Code）是一种差错控制编码方式，将消息按固定长度（块长度）分成若干个块，对每个块进行编码。编码后的每个块具有固定的编码长度，从而形成了一组编码块，也被称为码字。分组码的特点如下：

块长度固定：分组码的每个编码块长度固定，可以是任意正整数，常见的块长度有8、16、32等。

码字数量有限：分组码的每个块都会被编码成一个码字，因此码字数量是有限的，可以表示的信息量有限。

可以进行硬判决解码：分组码可以使用硬判决解码方法，即根据编码表将接收到的码字直接解码为对应的消息块。

码间距离可控：通过选择不同的编码方式和码字之间的距离，可以实现不同程度的差错控制效果。

码字独立性强：分组码的每个码字是相互独立的，即解码一个码字并不需要其他码字的信息。

常见的分组码有汉明码（Hamming Code）、海明码（Reed-Solomon Code）、卷积码（Convolutional Code）等。分组码广泛应用于数字通信、存储等领域，可以有效提高数据传输的可靠性。

系统分组码（Systematic Block Code）是一种特殊的分组码，它具有以下特点：

码字中包含了原始消息：系统分组码将消息分成若干块后，每个块都会被编码成一个码字，其中包含了原始消息的部分信息。具体来说，系统分组码的码字可以分为两部分：系统部分和校验部分，系统部分就是原始消息，校验部分是根据原始消息计算得到的冗余信息，用于差错检测和纠正。

硬判决解码简单：系统分组码的硬判决解码非常简单，只需要将接收到的码字中的校验部分进行校验，然后用原始消息替换掉系统部分即可得到解码结果。这种解码方法非常适合硬件实现，可以大大降低解码延迟和复杂度。

码间距离可控：通过选择不同的编码方式和码字之间的距离，可以实现不同程度的差错控制效果。

37、奇偶校验码

奇偶校验码（Parity Check Code）是一种最简单的差错控制编码方式，它利用奇偶性对消息进行校验和纠错。奇偶校验码的原理如下：

将消息中的每个字节（或比特）看作是一个二进制数，对这些数进行求和，得到一个结果。如果该结果为偶数，则在消息的末尾添加一个0，使得消息中1的个数为偶数；如果该结果为奇数，则在消息的末尾添加一个1，使得消息中1的个数为奇数。这样形成的编码消息就是奇偶校验码。

在接收端，对接收到的消息也按照同样的方法进行奇偶校验，得到一个结果。如果该结果为偶数，则认为接收到的消息没有出现差错，否则认为接收到的消息出现了差错，需要进行纠错。

奇偶校验码的优点是编码简单、解码速度快，但是它只能检测和纠正一个比特的差错，如果有多个比特出现差错，则无法纠正。另外，奇偶校验码的差错控制效果也不是很好，一般只用于短消息的差错控制，而对于长消息，需要使用更为复杂的编码方式，如海明码、CRC码等。

38、循环码？生成多项式？BCH码？

循环码是一种特殊的卷积码，具有编码和解码复杂度低、抗信道干扰能力强等优点。循环码的编码过程中采用了循环移位寄存器的结构，可以用生成多项式来描述。生成多项式是循环码中最关键的参数，决定了码字长度、纠错能力等特性。BCH码是一种基于循环码的纠错码，通过选择适当的生成多项式可以实现不同的纠错能力和码字长度。BCH码通常被用于CDMA系统、数字广播等应用领域。

39、卷积码？卷积码与分组码之间的异同？线性码？

卷积码是一种误差控制编码技术，通常用于数字通信中的信道编码。它采用状态机结构，将输入比特序列编码成一个输出比特序列。卷积码的特点是编码器具有记忆性，即当前输出与之前的输入有关。

卷积码与分组码的主要区别在于编码方式不同。分组码将每组输入比特映射到一个输出码字，而卷积码则是通过对每个输入比特进行编码，产生连续的输出码字序列。此外，卷积码的解码也与分组码不同，它需要使用译码算法对整个序列进行译码，而分组码则是逐个解码每个编码块。

卷积码与分组码的优缺点也不同。卷积码通常具有更好的误码性能和更高的编码效率，但解码复杂度较高。分组码则具有更简单的解码算法，但通常需要更长的编码块，导致编码效率较低。

在实际应用中，卷积码通常用于低速率、高可靠性的通信系统，如卫星通信、移动通信等。而分组码则适用于高速率、低可靠性的通信系统，如数据存储、数字广播等。

40、LDPC码

LDPC码是一种纠错码，全称为“低密度奇偶校验码”（Low-Density Parity-Check code）。它是一种线性码，采用矩阵的形式来表示。在这个矩阵中，1代表一种奇偶校验位的位置，0代表数据位的位置。

LDPC码最早由Robert Gallager在1960年代提出，但由于当时的计算能力有限，直到1990年代才被重新发现。LDPC码具有性能优异、编码与译码复杂度低等优点，因此在通信系统中得到广泛应用，尤其是在无线通信和数字电视等领域。

LDPC码的译码可以通过迭代译码算法来实现，例如Belief Propagation算法和Min-Sum算法等。这些算法能够使译码效率大大提高，并且能够接近香农极限。

41、m序列

m序列（m-sequence）是一种具有良好性质的伪随机二进制序列。它是通过寄存器的反馈线性移位寄存器（LFSR）产生的，可以用于数字通信、加密和频率跳变等应用中。

m序列由一个初始状态（seed）和一个生成多项式（generator polynomial）来定义。初始状态是一个长度为L的二进制序列，而生成多项式则是一个用来控制LFSR输出的多项式。通过LFSR的迭代运算，可以生成一个长度为N=2^L-1的伪随机二进制序列，即m序列。这个序列具有良好的自相关性和互相关性，因此可以用于数字通信中的同步、扩频和调制等。

m序列的特点是周期性、均匀性和独立性。由于它是通过寄存器的线性移位和异或操作来产生的，因此具有周期性。由于生成多项式的选择和初始状态的随机性，序列中0和1的比例是均匀的。此外，由于m序列的线性性质，它在一定程度上是独立的，这使得它可以用于加密和随机数生成等应用中。

42、载波同步？什么情况下需要载波同步？

载波同步指的是在通信系统中，接收端通过识别发送端发送的载波信号的频率和相位，并调整自身的本地载波信号以与发送端保持同步的过程。在数字通信中，载波同步通常是指接收端根据发送端发送的数字信号中的载波频率和相位信息，来恢复本地载波信号的频率和相位，以便正确地解调数字信号。

在某些通信系统中，如OFDM系统中，正确的载波同步非常关键，因为它可以帮助接收端正确地解调多个子载波信号，从而减少误码率。另外，在移动通信中，由于信号受到多径效应和多普勒效应的影响，载波同步也是非常重要的，因为它可以使接收端正确地跟踪发送端的载波信号，并减少信号失真和误差。

43、香农公式

香农信道容量公式是C = B log2(1 + S/N)，其中C表示信道容量，B表示信道带宽，S/N表示信号与噪声的功率比。这个公式表明了在一个给定的信道带宽和信噪比条件下，所能传输的最大信息速率。

从公式中可以得出几个结论：

当信噪比增加时，信道容量会增加，这意味着可以传输更多的信息；
当信道带宽增加时，信道容量也会增加，这意味着可以在同样的时间内传输更多的信息；
当信噪比很小时，信道容量接近于零，这意味着无法在这种条件下进行可靠的信息传输。

在实际生活中，香农信道容量公式可以应用于无线通信系统设计中。例如，在设计无线电视或移动通信系统时，需要考虑信道带宽和信噪比等因素，以确保能够实现所需的信息传输速率和质量。此外，该公式也可以用于计算无线网络的理论吞吐量，以便更好地理解和优化无线网络性能。

在调频方式中，信号的频率被调制为携带信息的方式。这种方式的优势在于它能够提供更宽的频带，因此可以支持更高的数据传输速率。但是，在传输过程中，信号的幅度和相位保持不变。这意味着，当信噪比低时，信号可能会被噪声干扰而无法被准确地接收。

相比之下，调幅方式则在幅度上调制信息。这种方式相对于调频方式来说信号更容易受到干扰，因为它不利于提高信号的频带宽度。但是，在较低的信噪比下，调幅方式可以提供更好的可靠性，因为幅度变化较大，可以更容易地区分信号和噪声。

44、多址

多址技术是指在同一频带内多个用户共享通信信道的一种技术。在多址技术中，不同用户的数据被分割成一定的块，并采用不同的编码方式和/或传输时机来实现共享同一信道的通信目的。

多址技术可以分为以下几种：

频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）：使用不同的频率将通信信道分成多个子信道，不同用户在不同的子信道上传输数据，以实现多用户共享通信信道的目的。

时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）：将时间分成多个时隙，不同用户在不同的时隙上传输数据，以实现多用户共享通信信道的目的。

码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）：使用不同的码序列将不同用户的数据进行编码，使得不同用户的数据能够在同一频带内传输，并能够被正确解码。

混合多址（Hybrid Multiple Access，HMA）：将上述多个技术结合起来使用，以实现更高效的通信。

在实际生活中，多址技术被广泛应用于各种通信系统中，如移动通信、卫星通信、无线局域网等。例如，移动通信系统中采用TDMA或CDMA技术，将通信信道分成不同的时隙或采用不同的码序列，以实现多个移动用户在同一频带内进行通信。同时，多址技术也可以用于提高无线网络的数据传输效率和容量。

45、信源编码

信源编码是一种将原始数据源压缩为更小的编码数据的技术，其主要作用是提高信道利用率，降低传输成本和存储成本。在传输数据时，通常会遇到信道带宽有限的情况，而信源编码可以通过压缩数据，使得传输所需的带宽更小，从而提高信道利用率。

此外，信源编码还可以提高数据传输的可靠性。因为在数据传输过程中，可能会发生数据损失或错误，而经过信源编码后的数据可以更容易地被纠错或恢复，从而提高数据传输的可靠性。

信源编码还可以用于数据存储方面，将原始数据源编码压缩后存储，可以减小存储空间，提高存储效率。常见的信源编码技术包括哈夫曼编码、算术编码、字典编码等。

46、信道编码

信道编码是一种在数字通信中使用的技术，通过向数据添加冗余信息以提高传输的可靠性。它通常用于信道存在误码或干扰的情况下，以减少误码率或提高传输效率。

信道编码的主要作用是增加数据的可靠性，以在信道中传输过程中减少或纠正误码。它通过在发送数据中添加额外的冗余信息来实现这一点。当接收方接收到带有编码的数据时，它可以使用编码方案来检测和纠正任何错误。这使得在传输过程中出现一些误码的情况下仍然能够正确地接收数据。

除了提高传输可靠性外，信道编码还可以增加传输的数据率。因为添加冗余信息可以提高纠错性能，从而允许使用更高效的传输方案。例如，在使用QAM调制时，更高的调制阶数可以使用信道编码方案来提高传输可靠性。

信道编码是数字通信中至关重要的一部分，可以提高传输的可靠性和效率，从而使通信更加可靠和高效。

47、什么是调制？为什么要调制？

调制（Modulation）是指将数字信号或模拟信号转换为载波信号的过程。在调制过程中，原始信号（调制信号）的某些特征被用来改变载波信号的某些特征，例如频率、相位或振幅。调制后的信号称为调制信号，它可以在传输过程中通过无线电波、光波、导波等介质传播，达到远距离传输信息的目的。

调制的作用是将信号转换为能够在传输介质中传播的信号，同时也是为了实现信号在传输过程中的可靠性。在无线电通信中，调制技术可以将信息信号转换成与载波频率相关的信号，将其调制到载波上，通过无线电波传输到接收端，然后进行解调，从而得到原始信号。调制可以在有限的频谱资源内传输更多的信息，提高频带利用率，同时也可以抵抗一定的干扰和噪声，提高传输的可靠性。因此，调制技术在现代通信系统中发挥着重要作用。

48、信道的含义？信道特性可以用什么数学方式描述？

信道是指信号传输的物理媒介或通道，如空气中的电磁波、电缆、光纤等。信道特性是指信道对于经过传输的信号的影响和变形，如衰减、噪声、多径等。

信道特性可以用概率论和统计学的方法来描述，一般使用随机变量和概率分布来描述信号的传输过程。常用的描述方式包括信道传输函数、信道响应、功率谱密度、噪声功率谱密度等。这些描述方式可以用来分析信号在信道中的传输过程，进而设计相应的调制、编码、调整传输功率等技术手段来提高信号的可靠性和传输速率。

49、什么是群延迟频率特性？

群延迟频率特性（Group Delay Frequency Response）是指一个线性时不变系统（如滤波器、放大器等）对不同频率的信号引起的延迟时间的变化。在通信系统中，群延迟频率特性对信号的相位和幅度都会产生影响，因此对于信号的传输和处理至关重要。

在数学上，群延迟频率特性可以用系统的相位响应和幅度响应求导后再求反比例得到。在频率响应的图像中，群延迟频率特性可以看作是相位响应的斜率，表示信号在不同频率下通过系统的速度。

在实际应用中，群延迟频率特性可以用于衡量系统的信号传输能力，例如用于设计滤波器、均衡器、延迟线等信号处理模块，以及在音频处理、无线通信等领域的系统设计中。

50、码间串扰？怎样产生的？对通信质量有什么影响？

码间串扰（Inter-Symbol Interference，ISI）指的是传输信号中相邻符号之间的干扰，导致接收端在采样时无法准确地识别符号。ISI的产生通常是由于信道具有有限的带宽，导致不同频率成分的符号在传输过程中受到不同的时延。

ISI会导致接收端无法准确地判断符号的边界，从而产生误码。特别地，如果相邻符号的幅值差异较大，那么误码率可能会更高。ISI对通信质量的影响取决于ISI的严重程度以及接收端的处理算法。如果ISI的程度较轻且接收端有强大的信号处理能力，那么可能不会对通信质量产生很大的影响。但是，如果ISI严重并且接收端处理能力较差，那么可能导致无法正确识别符号，从而使通信质量显著降低。

解决码间串扰的方法？（仅供参考）

等化（Equalization）：通过在接收端引入滤波器或其他信号处理方法，抵消码间串扰对接收信号的影响。等化方法可以分为线性等化和非线性等化两种。

时域间隔调制（TDM）：将数据序列分成若干段，使相邻段之间的码元间隔大于信道的传播时间延迟，从而消除码间串扰。

频域均衡（Frequency-Domain Equalization）：在频域对信号进行处理，可以有效地抵消码间串扰。其中，零均衡法是一种常用的频域均衡方法，它通过在接收端加入等幅且相位相反的信号，抵消码间串扰对接收信号的影响。

前向纠错编码（Forward Error Correction，FEC）：在发送端引入一定的冗余数据，通过编码和译码的过程检测和纠正码元错误，从而抵消码间串扰对接收信号的影响。常用的FEC编码包括卷积码和RS码等。

多径补偿（Multipath Compensation）：通过估计信道的多径响应，消除码间串扰对接收信号的影响。在多径补偿中，常用的方法包括经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）和小波变换等。

51、什么是部分响应波形？什么是部分响应系统？

部分响应波形是指在数字通信系统中，为了减小码间串扰和保证频带利用率，所采用的一种特殊波形。具体来说，部分响应波形是由多个符号周期组成，每个符号周期内，波形只在固定的时间点上进行调制，其余时间保持为零。这样，不同符号周期内的波形互相正交，就能够减小码间串扰的影响。

部分响应系统是采用部分响应波形的数字通信系统，它是一种通过限制码元之间互相干扰的方法，提高码元传输可靠性和频带利用率的系统。在部分响应系统中，发射端采用特定的波形进行调制，接收端通过在接收信号上施加逆滤波器，将信号解调出原始的数字数据。部分响应系统可以通过适当的设计和参数选择，实现抗干扰能力和传输效率的平衡，是数字通信系统中常用的一种技术手段。

52、信道估计如何实现？

信道估计是指在通信系统中，通过采集接收信号并对其进行处理，推算出信道的特性，以便在发送数据时对信号进行适当的调整，以提高通信的质量和可靠性。信道估计的实现方法通常包括以下几个步骤：

1.发送已知的参考信号：在发送端，通常会加入一些已知的参考信号，这些信号可以是特定的信号序列或者是一些固定的脉冲信号。

2.接收参考信号：接收端收到参考信号后，对其进行采样和量化处理，并存储在接收端的缓存区中。

3.估计信道：通过对参考信号的处理，可以推算出信道的特性，如信道的增益、时延、相位等。

4.调整发送信号：根据估计得到的信道特性，发送端可以对发送的信号进行调整，以提高通信的质量和可靠性。

信道估计的实现方法有很多种，包括基于最小二乘法、卡尔曼滤波器、神经网络等方法。不同的方法适用于不同的信道特性和信号类型，具体的实现方法需要根据具体的应用场景和系统要求进行选择和优化。

53、PAPR算法被抑制的点在接收机怎么处理？

PAPR（Peak-to-Average Power Ratio）算法被抑制的点在接收机会被重新还原，以保证接收端能够正确解码并还原发送端的原始信号。

在发送端，为了降低信号的PAPR，常用的方法是使用一些技术，如幅度调制、分集技术、调制预编码等方法。这些技术可以有效地减小信号的幅度峰值，从而降低信号的PAPR。

在接收端，为了还原被抑制的点，通常会使用一些技术来还原丢失的信息。其中一种常用的方法是利用插值技术，在接收端对信号进行插值，将被抑制的点还原出来。另外还有一些其他的方法，如扩频技术、码分多址技术等，也可以用来还原被抑制的点。

总之，在接收端，需要根据具体的应用场景和系统要求选择合适的技术和算法来还原被抑制的点，以保证接收端能够正确解码和还原发送端的原始信号。

54、信噪比估计如何实现？

信噪比（SNR）是评估通信系统性能的重要指标之一，信噪比估计可以用于衡量接收信号中的噪声对信号的影响程度，以及评估通信系统的性能。

信噪比估计的实现方法通常包括以下几个步骤：

信号采样：在接收端对信号进行采样，将其转换为数字信号。

噪声估计：通过采样的信号估计噪声的统计特性，如均值、方差等。

信号估计：根据接收到的信号和估计得到的噪声统计特性，对信号进行估计或去噪处理。

计算信噪比：利用信号估计和噪声估计的结果，计算信噪比，通常采用信号功率和噪声功率的比值来表示。

信噪比估计的实现方法可以有很多种，具体的方法需要根据具体的应用场景和系统要求进行选择和优化。常用的方法包括能量检测法、功率谱法、最小均方误差法等。

55、MIMO

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）是一种基于多天线技术的无线通信技术，通过在发送端和接收端分别增加多个天线来实现高速数据传输和提高通信可靠性。

在MIMO技术中，发送端和接收端分别有多个天线，通过多个天线同时发送和接收信号，可以提高信号的传输速率和通信质量。具体来说，MIMO技术可以利用多个天线之间的空间多样性和时间多样性，通过对信号的多路复用、信号叠加、信号处理等技术来提高信号传输的效率和可靠性。

MIMO技术的优点包括：

提高信号传输速率：通过多路复用和信号叠加等技术，MIMO技术可以大大提高信号的传输速率，从而实现更高的数据传输率。

提高通信质量：MIMO技术可以利用多个天线之间的空间多样性和时间多样性，通过信号处理等技术来提高通信质量，减小信号的失真和干扰。

提高通信可靠性：通过多路复用和信号叠加等技术，MIMO技术可以提高信号传输的可靠性，减小信号丢失和错误的概率。

提高频谱利用率：MIMO技术可以在同样的频段内利用多个天线同时传输和接收信号，从而提高频谱利用率，减小频谱资源的浪费。

MIMO技术是一种非常重要的无线通信技术，已经被广泛应用于各种无线通信系统中，如LTE、Wi-Fi、5G等，成为实现高速数据传输和提高通信可靠性的重要手段之一。

56、1G、2G、3G、4G的发展历程和各自的关键技术

1G（1st Generation）：在1980年代初开始出现的模拟蜂窝移动通信技术，以AMPS（Advanced Mobile Phone System）为代表，它采用了频分多址（FDMA）技术，通过将频带分成多个子频道来支持多用户同时通信，但它存在容量低、安全性差、语音质量差等问题。

2G（2nd Generation）：在1990年代初期开始出现的数字蜂窝移动通信技术，以GSM（Global System for Mobile Communications）为代表，它采用了时分多址（TDMA）技术和CDMA（Code Division Multiple Access）技术，实现了数字化通信、加密、语音清晰等优势，同时也开发了短信、彩信等增值服务。

3G（3rd Generation）：在21世纪初期开始出现的第三代移动通信技术，以WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）和CDMA2000为代表，采用了分组交换和IP技术，提供了高速数据传输、视频通话、移动互联网等服务，但其复杂的通信协议和高昂的建设成本限制了其发展。

4G（4th Generation）：在2010年左右出现的第四代移动通信技术，以LTE（Long Term Evolution）为代表，采用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术和MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，实现了高速数据传输、高清视频播放等，同时也支持了语音服务和互联网业务的融合。

57、关于5G通信

5G是第五代移动通信技术，相比前几代移动通信技术（2G、3G、4G等），具有更高的数据传输速率、更低的延迟和更大的网络容量等优势。

5G技术的特点主要有以下几个方面：

1.更高的数据传输速率：5G技术可以提供更高的数据传输速率，最高可以达到20Gbps，比4G技术快了几倍。

2.更低的延迟：5G技术可以实现更低的延迟，最低可以达到1ms以下，比4G技术更加稳定。

3.更大的网络容量：5G技术可以连接更多的设备，实现更高的网络容量。

4.更好的网络覆盖：5G技术可以通过多种方式实现更好的网络覆盖，如基站小型化、更密集的网络部署、使用新的频谱等。

5G技术的应用场景非常广泛，可以应用于高速移动通信、大规模物联网、智能交通、智能家居等领域，将极大地改善人们的生活和工作方式。

58、什么是白噪声？什么是高斯白噪声？

白噪声是一种具有均匀功率谱密度的随机信号，即在所有频率上具有相等的能量。白噪声的产生是由于许多独立的信号源（例如分子的热运动）同时发出噪声，因此产生的噪声信号在时间和频率上是均匀分布的。

高斯白噪声是一种具有高斯概率分布的白噪声信号。它的样本值在时间和幅度上是随机变化的，并且遵循高斯分布，即使在小样本量下，其分布也可以近似为正态分布。高斯白噪声在通信系统中经常出现，例如接收器的噪声等，因此对于通信系统性能分析和设计非常重要。

什么是AWGN信道？加性又是什么意思？

AWGN信道是指加性白噪声信道，其中“AWGN”是“Additive White Gaussian Noise”的缩写。这种信道模型假设通信信号在传输过程中会受到高斯分布的噪声干扰，且噪声功率在各个频率上均匀分布，即为白噪声。而“加性”表示噪声与信号是在信道中加在一起的，即传输信号经过信道后加上了噪声。因此，AWGN信道可以用来模拟许多实际通信系统中的噪声干扰情况。

59、什么是PCM？为什么常称其为A/D转换？

PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。（又叫脉冲编码调制）：数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。模拟信号数字化必须经过三个过程，即抽样、量化和编码，以实现话音数字化的脉冲编码调制（PCM，Pulse Coding Modulation）技术。

如何实现？

抽样—量化—编码

60、反应数据压缩编码性能的指标？

反映数据压缩编码性能的指标有两个：压缩比和失真度。

压缩比是指压缩前后数据大小的比值，一般用于衡量数据压缩编码算法的压缩效果，压缩比越高，说明数据压缩编码效果越好。

失真度是指数据压缩编码后还原的数据与原始数据之间的差异程度，一般用于衡量数据压缩编码算法的还原效果，失真度越小，说明还原效果越好。常见的失真度指标包括均方误差（Mean Squared Error, MSE）、信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）、峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR）等。

61、匹配滤波器的特征？

匹配滤波器的频率特性是输入信号频谱的复共轭，相位特性是补偿非线性相位，保证输出信号的线性相位

62、信道均衡的作用？

信道均衡的作用是可以校正和补偿系统特性，减少码间干扰的影响

信道均衡是一种在数字通信中应用的技术，其作用是抵消通信信道中引起的失真和干扰，从而提高数据传输的质量和可靠性。具体来说，信道均衡可以对接收信号进行滤波和均衡处理，使其在时域和频域上的失真和干扰得到补偿和消除。

在数字通信系统中，信道均衡常用于解决信号传输中的多径效应和频率选择性衰落等问题。这些问题会导致信号失真和干扰，降低通信质量和传输速率。信道均衡可以通过在接收端引入一个逆滤波器或均衡器来对信号进行处理，从而减少或消除信号失真和干扰，提高通信质量和可靠性。

信道均衡有多种实现方法，如基于等化器的方法、基于预编码和后处理的方法等。其中，最常用的是基于等化器的方法，其原理是通过引入一个逆滤波器，对信号进行滤波和均衡，消除通信信道中的失真和干扰。

63、时分复用和时分多址的区别？

时分多址是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。
时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。

64、通信系统的指标

通信系统的指标
数据通信的主要技术指标

在数字通信中，我们一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。
1.带宽
在模拟信道中，我们常用带宽表示信道传输信息的能力，带宽即传输信号的最高频率与最低频率之差。理论分析表明，模拟信道的带宽或信噪比越大，信道的极限传输速率也越高。这也是为什么我们总是努力提高通信信道带宽的原因。
2.比特率
在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576)。
3.波特率
波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。
显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。
4.误码率
误码率指在数据传输中的错误率。在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于10^(-6)。

65、判断信号正交

所谓正交，是针对波型而言的。如果两个波形在一段时间(一般为一个周期)内积分为零，他们就在这段时间内正交。

66、香农三大定理的内容？意义？

香农第一定理（无失真信源编码定理）：对信源S的N次扩展信源进行编码时，若编码的平均码长小于信源S的熵值，则不存在单义可译码；大于熵值，则存在单义可译码，编码的平均码长的极限值就是信源S的熵值。
香农第二定理（有噪信道编码定理）：当信道的信息传输率不超过信道容量时，码长n足够长时，可以使信道的输出端的错误概率任意小，而信息传输率无线接近于信道容量。
香农第三定理（有损信源编码定理）：只要码长足够长，总可以找到一种信源编码，使编码后的平均失真度不大于给定的率失真函数。

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香农第一定理：可变长无失真信源编码定理。采用无失真最佳信源编码可使得用于每个信源符号的编码位数尽可能地小，但它的极限是原始信源的熵值。超过了这一极限就不可能实现无失真的译码。
香农第二定理：有噪信道编码定理。当信道的信息传输率不超过信道容量时，采用合适的信道编码方法可以实现任意高的传输可靠性，但若信息传输率超过了信道容量，就不可能实现可靠的传输。
香农第三定理：保真度准则下的信源编码定理，或称有损信源编码定理。只要码长足够长，总可以找到一种信源编码，使编码后的信息传输率略大于率失真函数，而码的平均失真度不大于给定的允许失真度，即D’<=D

67、功率谱密度

功率谱密度英文名称：power spectral density
定义：对于具有连续频谱和有限平均功率的信号或噪声，表示其频谱分量的单位带宽功率的频率函数。功率谱密度是结构在随机动态载荷激励下响应的统计结果，是一条功率谱密度值—频率值的关系曲线，其中功率谱密度可以是位移功率谱密度、速度功率谱密度、加速度功率谱密度、力功率谱密度等形式。数学上，功率谱密度值—频率值的关系曲线下的面积就是方差，即响应标准偏差的平方值。

68、信道干扰 ICI

信道干扰（interference）是指在通信中除了有意传递的信号之外，还存在其他不相关的信号，可能会影响到接收端的信号质量。干扰一般分为同频干扰（同频干扰是指干扰信号与接收信号在频域上处于相同的频带内）和异频干扰（异频干扰是指干扰信号与接收信号在频域上处于不同的频带内）。

干扰对于数字通信系统来说，可能会导致误码率的升高。当干扰导致接收信号的频率发生改变时，称为频偏（frequency offset），在 OFDM（正交频分复用）系统中会产生干扰的频偏，被称为插入时域干扰（intercarrier interference，ICI）。

插入时域干扰（ICI）是指正交频分复用系统中子载波的频偏，由于多径效应、晶振偏移、多普勒效应等因素，使接收端看到的子载波频率发生变化，导致正交条件被破坏，从而产生子载波间的干扰。这种干扰会导致误码率的升高，影响 OFDM 系统的性能，因此需要进行相应的干扰抑制。

69、最大似然

给定一组观测数据和一个待测参数的模型，要确定一个参数使得这个模型出现给定观测数据的概率最大。
例如，盒子里有黑球和白球，但是不知道他们的比例，设黑球占比p，我有放回的取出10次，结果是8次黑球2次白球，设8次黑球的概率为P1，那么P1=p^8*(1-p)2，求一个p使得P1能够达到最大值。

70、通信系统由哪些部分组成？

通信系统一般由以下几个部分组成：

发射机（Transmitter）：将信息转换为电信号，并经过调制后转换为射频信号，送入传输介质中。

传输介质（Transmission medium）：将射频信号传输到接收端，常用的传输介质有空气、电缆、光缆、卫星等。

接收机（Receiver）：接收由传输介质传输过来的信号，并将其转换为与发射机信号相同的形式。

解调器（Demodulator）：将接收到的信号转换为基带信号，以便进一步处理。

接收端信号处理器（Receiver signal processor）：对解调器输出的信号进行处理，去除噪声和干扰，以及进行信号重构和数据恢复等操作。

控制器（Controller）：对整个系统进行控制和管理，确保通信系统的正常运行。

在现代通信系统中，还常常加入调制器、解调器、编码器、解码器、多路复用器、解复用器、数据加密器等模块，以提高通信的质量和效率。

71、自相关函数？互相关函数？

72、中心极限定理

大量相互独立的随机变量，其求和后的平均值以正态分布（即钟形曲线）为极限。不管总体是什么分布，任意一个总体的样本平均值都会围绕在总体的平均值周围，并且呈正态分布。（总体的样本平均值围绕着总体平均值，呈现正态分布）

大量相互独立随机变量的均值经适当标准化后依分布收敛于正态分布。每次从这些总体中随机抽取 n 个抽样，一共抽 m 次。然后把这 m 组抽样分别求出平均值， 这些平均值的分布接近正态分布

（样本平均值 ≈ 总体平均值）

73、大数定理

在一个随机事件中，随着实验次数的增加，事件发生的频率趋于一个稳定值。

辛钦定理：反映算术平均值的稳定性。当实验次数足够大时，算术平均值接近数学期望。

伯努利定理：反映频率的稳定性。当实验次数足够大时，事件发生的频率接近事件发生的概率

74、通信系统中有哪些多路传输方式？

时分多址是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙（无论帧或时隙都是 互不重叠的），每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。

频分多路（FDMA）：把公共信道可传输频带分为若干窄频带，每个窄频带作为一个信道。
时分多路（TDMA）：把时间分为若干时间片，每个时间片对应一个信道
码分多路通信（CDMA）：用一组包含互相正交的码字的码组携带多路信号，实现多路复用。
波分多路复用（WDM）：利用波分复用设备将不同信道的信号调制成不同波长的光，并复用到光纤信道上

75、功率谱密度

（对于具有连续频谱和有限平均功率的信号或噪声，表示其频谱分量的单位带宽功率的频率函数）

功率谱密度是描述一个信号在频域内能量分布的一种方法，用于分析信号的频率特性和能量分布情况。在信号处理中，通常使用傅里叶变换将信号从时域转换为频域，从而可以得到信号的频谱信息，包括信号的幅度和相位信息。功率谱密度是一种用来描述信号功率在频域内分布的概念，通常使用傅里叶变换将信号的自相关函数转换为频率域内的能量谱密度函数。

对于一个平稳随机过程，它的功率谱密度是一个非负实数函数，表示在不同频率下信号的功率密度。在频域内，功率谱密度可以用单位为瓦特/赫兹（W/Hz）的功率密度来表示。功率谱密度函数可以使用周期图法或Welch方法等方式进行估算。

功率谱密度在信号处理中具有广泛的应用，例如噪声分析、频域滤波、频率选择性信道建模等。在数字通信中，功率谱密度的分析也是评估系统性能的关键指标之一，例如用于OFDM系统的子载波分配、信道估计等方面。

76、贝叶斯定理

贝叶斯定理（Bayes’ theorem）是概率论中的一个基本定理，描述了在给定一定证据或条件下，事件的条件概率是如何更新或修正的。

设事件A和B是两个随机事件，P(A)和P(B)分别为它们的先验概率（即不考虑任何新信息的情况下，事件发生的概率）。P(A|B)是在事件B发生的条件下，事件A发生的条件概率，称为A关于B的后验概率（即考虑了B事件后A发生的概率）。P(B|A)是在事件A发生的条件下，事件B发生的条件概率，称为B关于A的后验概率。

根据贝叶斯定理，可以得到：

其中，$P(B)$是边际概率，即：

其中，$\bar{A}$表示事件A的补集，$P(\bar{A})$为事件A不发生的概率。

贝叶斯定理在机器学习、人工智能、数据科学等领域有着广泛的应用，例如分类问题、推荐系统、自然语言处理等。

77、扩频通信？移动通信？卫星通信？

扩频通信：指在发送端将窄带信号通过扩频技术变成宽带信号，从而提高信号的抗干扰能力和保密性。扩频通信的应用领域广泛，如军用通信、导航定位、遥感监测等。

移动通信：指移动终端与基站之间通过无线信道进行语音、数据和视频等信息的传输。随着移动通信技术的不断发展，目前的移动通信技术已经进入到5G时代，实现了更高的数据传输速率、更低的延迟和更好的网络覆盖。

卫星通信：指利用卫星作为中继站进行通信的技术。卫星通信可以跨越地球上的任何地方进行通信，无视地球上的自然和人为障碍物。卫星通信广泛应用于远程通信、广播电视、军事通信、气象预报等领域。

78、毫米波通信

毫米波通信是指采用毫米波作为无线信号传输载体的通信技术。毫米波通信属于无线通信的一个分支，主要应用于高速数据传输、宽带通信和5G网络等领域。与传统的无线通信技术相比，毫米波通信的主要特点是其工作频率高、传输速率快、传输距离短。

毫米波通信的发展历程可以追溯到上世纪60年代初。在20世纪80年代，随着微波集成电路和毫米波集成电路技术的发展，毫米波通信技术得到了快速发展。近年来，随着5G通信的到来，毫米波通信技术也得到了更加广泛的应用。

在毫米波通信中，关键技术包括天线设计、信号调制与解调、信道编解码、信道估计和反馈、多天线技术等。由于毫米波通信的信号传播特性和信道特性与传统的无线通信有很大的不同，因此需要针对这些特点进行相关技术的研究和优化。此外，毫米波通信在使用过程中也存在一些挑战，例如信号穿透力较差、对天气和建筑物等环境敏感等问题，这些都需要通过技术手段进行解决。

79、LTE

LTE全称为Long-Term Evolution，是第四代移动通信技术（4G）的标准之一。其目标是提供更高的带宽、更低的延迟、更高的系统容量和更好的移动性能。

LTE的关键技术包括：

OFDMA：采用正交频分复用技术，将频谱分成多个子载波，以实现更高的频谱利用率。

MIMO：采用多输入多输出技术，通过利用多个天线发送和接收数据来提高信道容量。

空间复用：将相邻基站之间的频段划分为多个小区，每个小区都有独立的时隙和频段，以提高系统的容量。

软件无线电：通过软件定义无线电技术实现基站的灵活配置和升级，以适应不断变化的网络需求。

IP网络：LTE采用全IP网络架构，使得移动通信网络更加灵活、高效和可靠。

统一接入：采用LTE的基站可以兼容多种无线接入技术，例如WiFi和蜂窝网络等，以提高系统的互操作性和兼容性。

80、多普勒频移

多普勒频移（Doppler shift）指的是由于运动物体相对于接收者的移动，导致接收到的信号频率发生变化的现象。在无线通信中，移动设备和基站之间的相对运动会导致信号的多普勒频移，影响信号的接收质量。

当移动设备向基站靠近时，接收到的信号频率会变高，称为正多普勒频移；当移动设备离开基站远去时，接收到的信号频率会变低，称为负多普勒频移。多普勒频移大小与相对速度、信号频率有关。

为了抵消多普勒频移对信号的影响，移动通信系统中常采用多普勒频移补偿技术，如频域等化和时域等化等，以提高通信质量和系统性能。

81、快衰落、慢衰落、平坦性衰落

在无线通信中，信号在传输过程中会受到信道的影响，其中信道对信号的幅度和相位造成的影响称为衰落(fading)。根据衰落的时间常数不同，衰落可以分为快衰落(fast fading)和慢衰落(slow fading)。

快衰落是指衰落的时间常数比信号的一个周期短得多，这种衰落一般是由于多径传播引起的，也被称为多径衰落。在快衰落情况下，信号的幅度和相位会出现很大的波动，信道的传输特性会随时间而快速变化，因此需要采用快速补偿技术来抵消衰落的影响。

慢衰落是指衰落的时间常数比信号的一个周期长得多，这种衰落一般是由于信号经过的距离和障碍物等环境的变化引起的。在慢衰落情况下，信道的传输特性会随时间而缓慢变化，因此可以采用等化技术来抵消衰落的影响。

平坦性衰落（flat fading）是指通信信道的传输损耗在频率上是平坦的，即在频率范围内传输损耗基本相同。因此，在整个频带宽度内，信道中各个子载波的衰落效应是相等的，且信号的失真不随时间而变化。这种衰落通常是由多径传播引起的，即来自不同方向的多个传播路径导致信号在时域上相互干扰，而在频域上相互叠加，使得信道的传输特性在不同频率上大致相同。平坦性衰落通常会影响窄带系统，如语音通信和传真传输等。对于这种衰落，通信系统可以使用均衡器来进行抑制。

82、伪随机序列

伪随机序列（Pseudo-Random Sequence）是指看起来随机但实际上是由一定算法生成的序列，通常由二进制 0 和 1 组成。在通信系统中，伪随机序列常用于同步信号的生成和数据加扰，以增加数据的安全性和可靠性。伪随机序列需要满足以下几个条件：

长度足够长，不易被猜测或重复，同时长度不能无限制增长，否则会占用过多的系统资源。

随机性高，即序列中的数值不能表现出明显的周期性或规律性，不能被预测或重建。

操作简便，即能够高效地生成和使用。

在实际应用中，伪随机序列的生成方法有很多，包括线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register，LFSR）、Fibonacci序列、Galois序列等。这些方法都能够生成长度足够长、随机性高且操作简便的伪随机序列，用于通信系统的同步和加密等方面。

83、莱斯分布

莱斯分布（Rice Distribution）是一种概率分布，常用于描述具有强信号的无线通信信道的幅度分布特性。莱斯分布又称为瑞利-莱斯分布或瑞利-瑞斯分布。与瑞利分布类似，莱斯分布也是一种连续概率分布，其概率密度函数为：

其中，$x$表示随机变量的取值，$\alpha$表示信号的幅度，$\sigma$表示方差，$I_0$为零阶修正贝塞尔函数。

莱斯分布可以用于描述无线通信中的多径信道，在该信道中，信号可能会沿多条路径传播，这些路径经历不同的衰减和相位延迟，到达接收端时相互叠加，导致信号的强度和相位随时间变化。在这种情况下，信号幅度的分布通常呈现莱斯分布。

84、瑞利分布

瑞利分布是一种连续概率分布，常用于描述无线信道中的多径传播。假设在无线信道中，经过了多条路径的信号在接收端相互叠加，如果这些路径的传播距离差异比较大，那么就会出现信号幅度的快速衰落，这种现象被称为瑞利衰落。

瑞利分布描述了瑞利衰落时信号幅度的概率分布。其概率密度函数为：

其中，$\sigma$ 表示信道中的瑞利参数，可以用来描述信号的频谱带宽、发射机和接收机之间的距离等因素对信号的影响。瑞利分布的特点是其概率密度函数在 $x=0$ 处为零，而在 $x>0$ 的区域内单峰且呈指数下降趋势。

在移动通信系统中，瑞利分布可以用来描述无线信道中的衰落特性，因此常被用于信道建模、仿真等方面的研究。

85、移动通信系统有哪些实体功能组成？

移动通信系统一般包括以下实体功能：

移动设备（Mobile Station，MS）：即用户使用的移动电话或其他终端设备，包括通信模块和相关的软件、硬件等。

基站子系统（Base Station Subsystem，BSS）：包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）和基站收发设备（Base Transceiver Station，BTS）两部分。BTS负责与移动设备进行无线通信，BSC负责协调BTS之间的切换和资源管理等。

网络子系统（Network Subsystem，NSS）：包括移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）、HLR/VLR（Home Location Register/Visitor Location Register）等。MSC负责移动设备之间的通信、定位等任务，HLR存储移动设备的注册信息，VLR存储来访移动设备的信息。

其他辅助功能模块：如鉴权中心（Authentication Center，AuC）、短消息中心（Short Message Service Center，SMSC）等。

86、FDD和TDD概念和各自的优势？

FDD (Frequency Division Duplex) 和 TDD (Time Division Duplex) 都是无线通信系统中的双工技术，用于在上行和下行信道之间实现双向通信。

FDD 采用频分复用技术，将可用频段分成上行和下行两个频段，上行和下行信号使用不同的频带。这种方式使得上行和下行信号之间的干扰减少，并且可以实现全双工通信。FDD 的优点是通信质量更稳定，可以适用于高速数据传输。但是需要使用两个频段，频谱利用率较低。

TDD 采用时分复用技术，将可用频段在时间上分为上行和下行两个时隙，上行和下行信号使用同一频段。这种方式使得频谱利用率更高，并且可以在上行和下行之间动态调整带宽，适用于实时交互式应用，如语音通话等。但是需要在时间上进行精确同步，时间同步要求较高。

FDD 适用于需要高速数据传输和更稳定通信质量的场景，而 TDD 适用于需要高效利用频谱资源和实时交互式应用的场景。

87、简述移动通信的发展历程与发展趋势

移动通信是指通过无线电信道连接移动终端和通信基础设施进行信息传输的通信方式。下面是移动通信的发展历程和发展趋势：

1G时代：模拟语音通信时代，使用的是模拟调制解调技术。代表技术有AMPS、NMT、TACS等。

2G时代：数字语音通信时代，使用的是数字调制解调技术，通信质量更加稳定。代表技术有GSM、CDMA、TDMA等。

3G时代：移动多媒体通信时代，提供更高的数据速率和更好的数据服务。代表技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。

4G时代：移动宽带通信时代，提供更高的数据速率和更高质量的服务，支持更多应用场景，如高清视频、移动办公等。代表技术有LTE、WiMAX等。

5G时代：万物互联时代，将支持更高的数据速率、更低的时延、更高的网络可靠性和更多的连接设备。代表技术有5G NR等。

未来移动通信的发展趋势是向更高速、更广覆盖、更低能耗、更多连接、更安全可靠和更智能化的方向发展。同时，移动通信也将更加紧密地与其他领域如物联网、人工智能、大数据等技术融合，形成更加强大的生态系统，为人类社会提供更多服务。

88、蜂窝移动通信中的典型电波传播方式

地面反射传播：电波沿着地面传播，在遇到高障碍物时发生反射，从而到达接收器。

直射传播：电波直接从发射器射向接收器，不经过反射和绕射，通常用于近距离通信。

绕射传播：当电波遇到高障碍物时，会绕过障碍物，形成绕射波。绕射波的衰减比地面反射衰减小，因此在城市等高障碍物密集的区域，绕射传播是一种重要的传播方式。

散射传播：电波在遇到粗糙表面或小的障碍物时，会发生散射，形成多个方向的散射波。散射波的强度比绕射波弱，通常不是主要的传播方式。

89、为什么说电波具有绕射能力？

电波具有绕射能力是因为其具有波动性质，遇到边缘或障碍物时，会发生衍射现象，即电波在物体表面产生弯曲，沿着物体表面弯曲传播，从而到达原本无法直接到达的区域。这种现象类似于光线穿过狭缝时的衍射现象。电波的绕射能力使得它能够在很多本来被障碍物遮挡的地方传播，从而在通信、雷达等领域中得到广泛应用。

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