2025年無人機(jī)駕駛員職業(yè)技能考核試卷（無人機(jī)通信原理）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分）1.無人機(jī)通信鏈路的基本模型通常包含哪些部分？A.發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信道B.天線、中繼站、電源C.飛行控制系統(tǒng)、地面站、互聯(lián)網(wǎng)D.處理器、傳感器、執(zhí)行器2.以下哪種通信方式主要用于無人機(jī)與地面站之間長(zhǎng)距離、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸？A.公共移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）B.車載自組網(wǎng)（DSRC）C.無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）D.專用視距數(shù)據(jù)鏈3.無人機(jī)通信中，"視距通信"(LOS)的主要限制因素通常是？A.頻譜干擾B.信號(hào)衰減和遮擋C.數(shù)據(jù)加密復(fù)雜度D.需要授權(quán)頻點(diǎn)4.在無人機(jī)通信中，擴(kuò)頻技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一是？A.提高信號(hào)發(fā)射功率B.增加信道可用帶寬C.增強(qiáng)信號(hào)抵抗窄帶干擾的能力D.降低設(shè)備成本5.將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程稱為？A.調(diào)制B.解調(diào)C.采樣與量化D.擴(kuò)頻6.在無人機(jī)遙控通信中，為了保證通信的實(shí)時(shí)性和可靠性，通常優(yōu)先考慮使用哪種通信方式？A.衛(wèi)星通信B.非視距跳頻數(shù)據(jù)鏈C.公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)D.視距窄帶通信7.以下哪種技術(shù)能夠提高無人機(jī)通信系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的生存能力？A.正交頻分復(fù)用(OFDM)B.頻率捷變C.信道編碼D.多天線技術(shù)8.無人機(jī)常用的MAVLink協(xié)議屬于哪一類通信協(xié)議？A.公共互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)B.專用遙測(cè)控制協(xié)議C.視頻傳輸協(xié)議D.公共安全通信協(xié)議9.無人機(jī)通信中，"數(shù)據(jù)鏈"通常指的是？A.無線電發(fā)射鏈路B.有線傳輸線路C.無人機(jī)與地面站之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)D.衛(wèi)星下行鏈路10.選擇無人機(jī)通信頻段時(shí)，需要主要考慮的因素不包括？A.頻譜資源的可用性和許可B.通信距離和帶寬需求C.信號(hào)傳播損耗特性D.無人機(jī)自身的重量和尺寸11.以下哪種調(diào)制方式在帶寬效率方面通常優(yōu)于FSK？A.FSKB.PSKC.QAMD.GMSK12.無人機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，"系統(tǒng)容量"通常指的是？A.無人機(jī)能攜帶的最大載荷B.無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的處理能力C.通信系統(tǒng)在給定資源下支持的數(shù)據(jù)傳輸速率D.通信鏈路的傳輸距離13.為了在有限的帶寬內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)，現(xiàn)代無人機(jī)通信系統(tǒng)常采用？A.增加發(fā)射功率B.采用更高級(jí)的調(diào)制編碼方案C.減少通信距離D.使用更簡(jiǎn)單的抗干擾技術(shù)14.無人機(jī)利用公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，主要需要考慮的問題不包括？A.數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性保證B.頻譜資源的獲取成本C.信號(hào)在復(fù)雜城市環(huán)境中的穿透損耗D.網(wǎng)絡(luò)覆蓋的連續(xù)性15.通信系統(tǒng)中，"誤碼率"(BER)是用來衡量什么的指標(biāo)？A.信號(hào)傳輸?shù)难舆t時(shí)間B.信道傳輸?shù)膸捓寐蔆.接收到的比特中發(fā)生錯(cuò)誤的比例D.發(fā)射信號(hào)的功率水平二、判斷題（每題1分，共10分）1.無人機(jī)通信只涉及無線通信方式。（）2.任何頻率的電磁波都可以用于無人機(jī)通信。（）3.NLOS通信是指無人機(jī)之間或無人機(jī)與地面站之間存在直視路徑的通信。（）4.調(diào)制和解調(diào)是數(shù)字信號(hào)傳輸過程中必不可少的兩個(gè)環(huán)節(jié)。（）5.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)射的信號(hào)帶寬一定大于接收到的信號(hào)帶寬。（）6.無人機(jī)使用Wi-Fi進(jìn)行通信通常不需要申請(qǐng)專門的頻譜許可。（）7.公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以提供全球無縫的無人機(jī)通信覆蓋。（）8.通信協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)母袷胶鸵?guī)則。（）9.任何通信方式都不可避免地會(huì)受到噪聲和干擾的影響。（）10.信道編碼的主要目的是增加信號(hào)的傳輸速率。（）三、填空題（每空1分，共15分）1.無人機(jī)通信系統(tǒng)通常由________、________、________和________四大部分組成。2.通信鏈路的性能通常用________、________和________等指標(biāo)來衡量。3.在數(shù)字通信中，為了將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，需要經(jīng)過________和________兩個(gè)主要步驟。4.常用的數(shù)字調(diào)制方式有________、________、________和________等。5.無人機(jī)常用的視距通信頻段包括________MHz和________GHz附近。6.為了提高無人機(jī)通信的可靠性，可以采用________和________等技術(shù)。7.在無人機(jī)遙感應(yīng)用中，遙測(cè)數(shù)據(jù)通常通過________鏈路傳輸，遙控指令通常通過________鏈路傳輸。8.5G通信技術(shù)為無人機(jī)提供了更高的________、更低的________和更大的________。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述視距（LOS）通信和非視距（NLOS）通信的主要區(qū)別及其適用場(chǎng)景。2.解釋什么是擴(kuò)頻通信，并簡(jiǎn)述其主要有哪兩種類型及其基本原理區(qū)別。3.簡(jiǎn)述無人機(jī)通信中采用信道編碼的主要目的及其工作原理的簡(jiǎn)要說明。4.闡述影響無人機(jī)無線通信鏈路質(zhì)量的主要因素有哪些？五、綜合應(yīng)用題（10分）假設(shè)一架無人機(jī)需要執(zhí)行一項(xiàng)城市區(qū)域的測(cè)繪任務(wù)，通信距離約為15公里，需要實(shí)時(shí)傳輸高清視頻（帶寬要求約50Mbps）和一定的控制指令。請(qǐng)分析并簡(jiǎn)述在此場(chǎng)景下，選擇哪種通信方式可能更合適？并說明選擇該方式的主要理由，以及需要考慮的關(guān)鍵技術(shù)問題（至少列舉三點(diǎn)）。試卷答案一、選擇題1.A解析：無人機(jī)通信鏈路的基本模型包含發(fā)送端（發(fā)射機(jī)、天線等）、信道和接收端（接收機(jī)、天線等）。2.A解析：公共移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）提供長(zhǎng)距離覆蓋和較高的帶寬，適合無人機(jī)與地面站的長(zhǎng)距離、高帶寬數(shù)據(jù)傳輸需求。3.B解析：視距通信要求無人機(jī)與接收機(jī)之間有直接視線連接，障礙物會(huì)阻擋信號(hào)傳播，導(dǎo)致信號(hào)衰減和中斷。4.C解析：擴(kuò)頻技術(shù)將信號(hào)能量擴(kuò)散到更寬的頻帶上，使得信號(hào)在窄帶干擾頻段內(nèi)只占很小的功率，從而有效抵抗干擾。5.C解析：模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程包括采樣（將連續(xù)時(shí)間信號(hào)變?yōu)殡x散時(shí)間信號(hào)）和量化（將連續(xù)幅值信號(hào)變?yōu)殡x散幅值信號(hào)）。6.D解析：視距窄帶通信具有低延遲、高可靠性的特點(diǎn)，對(duì)于需要快速響應(yīng)和精確控制的無人機(jī)遙控至關(guān)重要。7.C解析：信道編碼通過增加冗余信息來檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤，提高通信系統(tǒng)在噪聲和干擾環(huán)境下的可靠性。8.B解析：MAVLink是一種專門為無人機(jī)設(shè)計(jì)的輕量級(jí)、可擴(kuò)展的遙測(cè)控制協(xié)議。9.C解析：“數(shù)據(jù)鏈”在無人機(jī)領(lǐng)域通常指無人機(jī)與地面站或任務(wù)載荷之間用于傳輸控制指令和遙測(cè)數(shù)據(jù)的雙向通信系統(tǒng)。10.D解析：選擇無人機(jī)通信頻段主要考慮頻譜可用性與許可、傳播特性、帶寬需求、干擾情況等，與無人機(jī)自身重量尺寸無直接關(guān)系。11.C解析：QAM（正交幅度調(diào)制）通過同時(shí)使用幅度和相位來傳輸信息，能在相同帶寬內(nèi)傳輸比PSK和FSK更多的數(shù)據(jù)。12.C解析：系統(tǒng)容量指在給定信道帶寬、功率等資源限制下，通信系統(tǒng)所能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。13.B解析：采用更高級(jí)的調(diào)制編碼方案（如更高階的QAM或更強(qiáng)大的信道編碼）可以在單位帶寬內(nèi)傳輸更多信息，從而提高帶寬效率。14.A解析：公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)絡(luò)擁塞、延遲抖動(dòng)和實(shí)時(shí)性難以保證等問題，不一定能滿足所有無人機(jī)應(yīng)用（尤其是低延遲要求）的需求。15.C解析：誤碼率（BER）是指?jìng)鬏斶^程中接收到的比特中發(fā)生錯(cuò)誤的比例，是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)。二、判斷題1.錯(cuò)解析：無人機(jī)通信除了無線通信，也可能涉及與地面站的有線連接。2.錯(cuò)解析：使用無人機(jī)通信需要遵守相關(guān)法規(guī)，只能在規(guī)定許可的頻譜范圍內(nèi)使用電磁波。3.錯(cuò)解析：NLOS（非視距）通信是指信號(hào)通過中繼站（如衛(wèi)星、地面基站）或反射等方式傳輸，不存在直視路徑。4.對(duì)解析：調(diào)制將基帶信號(hào)加載到載波上以便無線傳輸，解調(diào)則在接收端將攜帶信息的信號(hào)恢復(fù)為原始基帶信號(hào)，是數(shù)字通信的必需環(huán)節(jié)。5.對(duì)解析：擴(kuò)頻通信發(fā)射信號(hào)帶寬遠(yuǎn)大于原始信息信號(hào)帶寬，接收端通過相關(guān)運(yùn)算才能恢復(fù)信息。6.錯(cuò)解析：使用Wi-Fi進(jìn)行無人機(jī)通信同樣需要申請(qǐng)頻譜許可，并遵守相關(guān)管理規(guī)定。7.錯(cuò)解析：公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍受限于基站部署，并非全球無縫覆蓋。8.對(duì)解析：通信協(xié)議（如TCP/IP、MAVLink）定義了數(shù)據(jù)格式、傳輸規(guī)則、錯(cuò)誤控制等，確保通信雙方正確交互。9.對(duì)解析：任何無線通信環(huán)境都不可避免地存在噪聲（如熱噪聲）和人為或自然的干擾。10.錯(cuò)解析：信道編碼的主要目的是通過增加冗余信息來檢測(cè)和糾正傳輸錯(cuò)誤，提高可靠性，而不是增加速率。三、填空題1.發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，信道，終端設(shè)備2.傳輸速率，可靠性，傳輸距離3.采樣，量化4.FSK，PSK，QAM，ASK5.900，2.46.信道編碼，擴(kuò)頻技術(shù)7.遙測(cè)，遙控8.帶寬，延遲，連接數(shù)四、簡(jiǎn)答題1.答：視距（LOS）通信要求無人機(jī)與接收機(jī)之間有直接視線連接，信號(hào)傳播質(zhì)量較好，但受地形和障礙物限制，傳輸距離相對(duì)較短。非視距（NLOS）通信通過中繼設(shè)備（如衛(wèi)星、地面基站）或信號(hào)反射等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，不受地形限制，但信號(hào)可能經(jīng)歷多徑衰落，延遲較大。適用場(chǎng)景上，LOS適用于中短距離、對(duì)延遲要求不高的任務(wù)，如近距離巡檢；NLOS適用于長(zhǎng)距離、需要跨越障礙物或廣域覆蓋的任務(wù)，如大范圍測(cè)繪、長(zhǎng)航時(shí)飛行。2.答：擴(kuò)頻通信是一種將信號(hào)能量擴(kuò)展到遠(yuǎn)大于信息信號(hào)帶寬的通信方式。其基本原理是用高速率的偽隨機(jī)碼（Pseudo-RandomNoise,PRN）對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成擴(kuò)頻信號(hào)。接收端使用與發(fā)射端相同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，可以將擴(kuò)頻信號(hào)中攜帶的信息信號(hào)提取出來，同時(shí)有效抑制窄帶干擾信號(hào)。常見的擴(kuò)頻類型有直接序列擴(kuò)頻（DS-SS），將信息碼與高速碼序列相乘；跳頻擴(kuò)頻（FH-SS），使載波頻率在特定頻段內(nèi)快速跳躍。3.答：無人機(jī)通信中采用信道編碼的主要目的是提高通信系統(tǒng)的可靠性，即降低誤碼率。信道編碼通過在原始信息數(shù)據(jù)中添加冗余信息（校驗(yàn)位），使得接收端能夠檢測(cè)到傳輸過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，并在一定條件下進(jìn)行糾正。工作原理簡(jiǎn)要來說：發(fā)送端根據(jù)編碼規(guī)則將信息比特?cái)U(kuò)展成包含校驗(yàn)位的碼字發(fā)送；接收端接收碼字，利用編碼規(guī)則計(jì)算校驗(yàn)位，與接收到的校驗(yàn)位進(jìn)行比較，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則根據(jù)冗余信息進(jìn)行糾正。常見的編碼方法有線性分組碼（如漢明碼、Reed-Solomon碼）和卷積碼、Turbo碼等。4.答：影響無人機(jī)無線通信鏈路質(zhì)量的主要因素包括：*路徑損耗：信號(hào)在傳播過程中因距離增加、障礙物阻擋等原因能量衰減。*干擾：來自其他無線電設(shè)備或環(huán)境的無用信號(hào)，降低通信質(zhì)量。*噪聲：來自設(shè)備本身或環(huán)境的隨機(jī)電磁波動(dòng)。*多徑效應(yīng)：信號(hào)經(jīng)過不同路徑到達(dá)接收端，產(chǎn)生時(shí)延、反射、干涉等現(xiàn)象。*天線性能：天線的增益、方向性、極化方式等影響信號(hào)收發(fā)能力。*頻率選擇：選用合適的通信頻段和頻率，避免干擾并適應(yīng)傳播環(huán)境。*天氣條件：如雨、雪、霧等會(huì)加劇信號(hào)衰減。五、綜合應(yīng)用題答：在此場(chǎng)景下，選擇公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如4G/5G）可能更合適。主要理由：公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供覆蓋范圍廣（通常能覆蓋15公里城市區(qū)域）、帶寬較高（4GLTE-AdvancedPro/5G可提供數(shù)百M(fèi)bps甚至Gbps的帶寬，滿足50Mbps視頻需求）、移動(dòng)性管理成熟且支持QoS（服務(wù)質(zhì)量）保障等特點(diǎn)，能夠較好地支持實(shí)時(shí)高清視頻傳輸和任務(wù)控制。需要考慮