5G通信工程師《通信原理（電子類）》2024-2025學(xué)年第二學(xué)期綜合測評試卷及答案

一、單項選擇題（本大題總共15小題，每題2分，共30分）1.以下哪種調(diào)制方式不屬于數(shù)字調(diào)制？（）A.ASKB.FSKC.PMD.PSK答案：C解析：ASK、FSK、PSK都屬于數(shù)字調(diào)制，而PM是模擬調(diào)制。2.數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性指標是（）。A.誤碼率B.傳輸速率C.差錯率D.信噪比答案：B解析：傳輸速率體現(xiàn)了數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸信息的快慢，是有效性指標；誤碼率、差錯率是可靠性指標，信噪比與通信系統(tǒng)性能相關(guān)但不是有效性指標。3.以下關(guān)于碼間串擾的說法正確的是（）。A.只在基帶傳輸系統(tǒng)中存在B.只在頻帶傳輸系統(tǒng)中存在C.在基帶和頻帶傳輸系統(tǒng)中都可能存在D.與傳輸系統(tǒng)無關(guān)答案：C解析：碼間串擾在基帶和頻帶傳輸系統(tǒng)中都可能因傳輸特性不理想等原因而存在。4.對數(shù)字基帶信號進行功率譜分析，其離散譜對應(yīng)（）。A.連續(xù)信號能量B.離散信號能量C.定時分量D.隨機噪聲答案：C解析：數(shù)字基帶信號功率譜的離散譜對應(yīng)定時分量。5.以下哪種編碼不屬于差錯控制編碼？（）A.信源編碼B.分組碼C.卷積碼D.循環(huán)碼答案：A解析：信源編碼主要是為了提高信息傳輸?shù)挠行?，不是差錯控制編碼；分組碼、卷積碼、循環(huán)碼都可用于差錯控制。6.數(shù)字信號的最佳接收準則是（）。A.最大輸出信噪比準則B.最小均方誤差準則C.最大似然準則D.以上都是答案：D解析：數(shù)字信號的最佳接收準則包括最大輸出信噪比準則、最小均方誤差準則、最大似然準則等。7.隨機過程的功率譜密度是（）。A.偶函數(shù)B.奇函數(shù)C.非奇非偶函數(shù)D.周期函數(shù)答案：A解析：隨機過程的功率譜密度是偶函數(shù)。8.以下關(guān)于高斯白噪聲的說法錯誤的是（）。A.功率譜密度在整個頻率軸上均勻分布B.概率密度函數(shù)服從高斯分布C.噪聲的功率是有限的D.是一種典型的隨機噪聲答案：C解析：高斯白噪聲功率譜密度在整個頻率軸上均勻分布，概率密度函數(shù)服從高斯分布，是典型隨機噪聲，其功率是無限的。9.模擬信號數(shù)字化的第一步是（）。A.抽樣B.量化C.編碼D.調(diào)制答案：A解析：模擬信號數(shù)字化的第一步是抽樣，將連續(xù)時間信號轉(zhuǎn)換為離散時間信號。10.在數(shù)字通信中，同步的作用是（）。A.保證接收端正確接收信息B.提高傳輸速率C.降低誤碼率D.增加信號功率答案：A解析：同步能使接收端與發(fā)送端在時間和頻率上保持一致，保證正確接收信息。11.以下哪種復(fù)用方式是將各路信號按時間順序輪流分配到不同信道上傳輸？（）A.頻分復(fù)用B.時分復(fù)用C.碼分復(fù)用D.空分復(fù)用答案：B解析：時分復(fù)用是將各路信號按時間順序輪流分配到不同信道上傳輸。12.數(shù)字通信系統(tǒng)中，碼元速率與信息速率的關(guān)系是（）。A.碼元速率大于信息速率B.碼元速率小于信息速率C.碼元速率等于信息速率D.取決于編碼方式答案：D解析：碼元速率與信息速率的關(guān)系取決于編碼方式，如二進制編碼時二者相等，多進制編碼時信息速率會與碼元速率不同。13.以下關(guān)于數(shù)字濾波器的說法正確的是（）。A.只能處理數(shù)字信號B.比模擬濾波器性能差C.可通過軟件實現(xiàn)D.不具備線性相位特性答案：C解析：數(shù)字濾波器可通過軟件實現(xiàn)，既能處理數(shù)字信號也可對模擬信號數(shù)字化后處理，性能不一定比模擬濾波器差，也可具備線性相位特性。14.數(shù)字信號的碼型選擇應(yīng)考慮的因素不包括（）。A.傳輸效率B.抗干擾能力C.碼間串擾D.信號強度答案：D解析：數(shù)字信號碼型選擇應(yīng)考慮傳輸效率、抗干擾能力、碼間串擾等，信號強度不是碼型選擇考慮因素。15.對于二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，在相同信噪比下，抗噪聲性能最好的是（）。A.ASKB.FSKC.PSKD.一樣好答案：C解析：在相同信噪比下，二進制PSK抗噪聲性能最好。二、填空題（本大題總共5題，每題4分，共20分）填寫在各題中橫線上。1.數(shù)字通信系統(tǒng)主要由信源、、信道、、信宿等部分組成。答案：發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備解析：數(shù)字通信系統(tǒng)基本組成包括信源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備、信宿。2.碼間串擾是指對當前碼元判決的影響。答案：前后碼元波形解析：碼間串擾是前后碼元波形對當前碼元判決產(chǎn)生的影響。3.差錯控制編碼可分為編碼和編碼。答案：分組、卷積解析：差錯控制編碼分為分組編碼和卷積編碼等。4.模擬信號抽樣定理表明，若模擬信號最高頻率為$f_m$，則抽樣頻率$f_s$應(yīng)滿足。答案：$f_s\geq2f_m$解析：模擬信號抽樣定理要求抽樣頻率不低于最高頻率的2倍。5.數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標主要有和。答案：誤碼率、誤信率解析：數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性指標主要有誤碼率和誤信率。三、簡答題（本大題總共6題，每題4分，共24分）1.簡述數(shù)字通信的優(yōu)點。答案：抗干擾能力強，可通過差錯控制編碼提高可靠性；傳輸靈活性高，可采用多種復(fù)用方式；便于加密處理，保密性好；易于集成化，設(shè)備可靠性高、體積小、功耗低等。解析：從抗干擾、傳輸靈活性、保密性、集成化等方面闡述數(shù)字通信優(yōu)點。2.什么是數(shù)字基帶信號？答案：數(shù)字基帶信號是未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，其頻譜從零頻或很低頻率開始，包含了各種頻率成分，如矩形脈沖序列等。解析：明確數(shù)字基帶信號定義及特點。3.簡述碼間串擾產(chǎn)生的原因。答案：傳輸信道的不理想頻率特性，如帶寬有限、存在非線性失真等；發(fā)送濾波器和接收濾波器特性不理想，不能有效抑制碼間串擾；信道噪聲等也可能影響碼間串擾情況。解析：從信道特性、濾波器特性及噪聲等方面說明碼間串擾產(chǎn)生原因。4.什么是最佳接收？答案：最佳接收是指在接收端采用某種準則，使接收信號在噪聲背景下達到最佳的接收效果，如最大輸出信噪比準則下的接收方式，能使接收端正確判決信號的概率最大，錯誤判決概率最小。解析：闡述最佳接收概念及目的。5.簡述時分復(fù)用的原理。答案：時分復(fù)用是將各路信號按時間順序輪流分配到不同信道上傳輸。各路信號在時間上互不重疊，依次占用信道的不同時隙，通過時隙分配實現(xiàn)多路信號復(fù)用。解析：說明時分復(fù)用按時間順序分配時隙實現(xiàn)多路復(fù)用原理。6.數(shù)字通信系統(tǒng)中同步的分類有哪些？答案：數(shù)字通信系統(tǒng)同步分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。載波同步用于恢復(fù)接收端載波；位同步使接收端時鐘與發(fā)送端時鐘同步以正確判決碼元；群同步用于識別信息碼組的開始和結(jié)束；網(wǎng)同步用于使通信網(wǎng)中各節(jié)點的時鐘同步。解析：介紹數(shù)字通信系統(tǒng)同步的幾種分類及作用。四、計算題（本大題總共2題，每題6分，共12分）1.已知某數(shù)字基帶信號為單極性不歸零矩形脈沖序列，脈沖寬度為$T_b$，碼元速率為$R_b$，求該信號的功率譜密度。答案：設(shè)該單極性不歸零矩形脈沖序列為$g(t)$，其傅里葉變換為$G(f)$。$g(t)$在一個碼元周期$T_b$內(nèi)為矩形脈沖，幅度為$A$。$G(f)=AT_b\frac{\sin(\pifT_b)}{\pifT_b}$。則該信號的功率譜密度$P_s(f)=R_b|G(f)|^2=R_bA^2T_b^2\frac{\sin^2(\pifT_b)}{(\pifT_b)^2}$。解析：先求矩形脈沖傅里葉變換，再根據(jù)功率譜密度公式計算。2.一個二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，采用2ASK方式，已知發(fā)送“1”碼時發(fā)送信號幅度為$A$，發(fā)送“0”碼時發(fā)送信號幅度為0，信道噪聲為高斯白噪聲，單邊功率譜密度為$n_0$，碼元速率為$R_b$，求該系統(tǒng)的誤碼率。答案：在2ASK系統(tǒng)中，發(fā)送“1”碼時接收信號$r(t)=A\cos(\omega_ct)+n(t)$，發(fā)送“0”碼時接收信號$r(t)=n(t)$。設(shè)判決門限為$V_d$。當發(fā)送“1”碼時，誤判為“0”碼的概率$P(0|1)=\int_{-\infty}^{V_d}\frac{1}{\sqrt{2\pin_0}}e^{-\frac{(x-A)^2}{2n_0}}dx$；當發(fā)送“0”碼時，誤判為“1”碼的概率$P(1|0)=\int_{V_d}^{\infty}\frac{1}{\sqrt{2\pin_0}}e^{-\frac{x^2}{2n_0}}dx$。由于等概發(fā)送，誤碼率$P_e=\frac{1}{2}P(0|1)+\frac{1}{2}P(1|0)$。經(jīng)計算可得$P_e=\frac{1}{2}erfc(\frac{A}{2\sqrt{2n_0}})$，其中$erfc(x)$為互補誤差函數(shù)。又因為$R_b=\frac{1}{T_b}$，可進一步化簡為$P_e=\frac{1}{2}erfc(\frac{A\sqrt{R_b}}{2\sqrt{2n_0}})$。解析：根據(jù)2ASK系統(tǒng)接收信號情況，利用誤碼率計算公式，結(jié)合高斯分布積分求解。14分五、論述題論述數(shù)字通信系統(tǒng)中差錯控制編碼的重要性及常用的差錯控制方式。答案：差錯控制編碼在數(shù)字通信系統(tǒng)中非常重要。數(shù)字通信系統(tǒng)通過信道傳輸信息，不可避免會受到噪聲等干擾，導(dǎo)致接收信號出現(xiàn)差錯。差錯控制編碼能對傳輸?shù)男畔⑦M行編碼處理，增加冗余信息，使得接收端可以檢測和糾正傳輸過程中出現(xiàn)的