2025年大學《空間科學與技術》專業(yè)題庫——衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信號調(diào)制技術考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)。多選、錯選、少選或未選均不得分。）1.在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中采用信號調(diào)制的根本目的是（）。A.提高傳輸速率B.增強信號的抗干擾能力C.節(jié)省發(fā)射功率D.減小系統(tǒng)復雜度2.下列關于ASK調(diào)制的描述中，正確的是（）。A.它是一種模擬調(diào)制方式B.它通過改變載波頻率來傳遞信息C.BPSK可以看作是ASK的一種特殊形式D.在帶寬效率方面，ASK通常優(yōu)于PSK3.FSK調(diào)制方式的主要優(yōu)點之一是（）。A.帶寬效率高B.實現(xiàn)簡單，對信道失真不敏感C.抗干擾性能優(yōu)于PSKD.適用于高速數(shù)據(jù)傳輸4.相比于BPSK，QPSK的主要優(yōu)勢在于（）。A.發(fā)射功率更低B.在相同信噪比下，誤碼率更低C.能在相同帶寬內(nèi)傳輸兩倍于BPSK的數(shù)據(jù)速率D.星座圖更加穩(wěn)定5.8PSK調(diào)制方式相較于QPSK，其（）。A.需要更高的信噪比才能達到相同的誤碼率B.每個符號能傳輸更多的比特信息C.抗相位噪聲能力更強D.星座點更加稀疏6.QAM調(diào)制方式中，若星座圖為16QAM，則每個符號可以表示（）比特信息。A.4B.8C.16D.327.影響數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)誤碼率（BER）性能的關鍵因素之一是（）。A.星座圖形狀B.信噪比（SNR）C.信道帶寬D.發(fā)射功率8.在分析調(diào)制系統(tǒng)性能時，眼圖（EyeDiagram）可以提供關于（）的信息。A.系統(tǒng)帶寬B.系統(tǒng)的定時精度C.系統(tǒng)的抗干擾能力D.發(fā)射信號的頻率9.對于衛(wèi)星通信這種大距離傳輸系統(tǒng)，選擇調(diào)制方式時通常優(yōu)先考慮（）。A.最大帶寬效率B.最小發(fā)射功率C.最佳抗干擾性D.最簡單的實現(xiàn)方案10.在衛(wèi)星通信上行鏈路（地面站到衛(wèi)星）和下行鏈路（衛(wèi)星到地面站）中，可能選用不同調(diào)制方式的原因是（）。A.上行鏈路信號更強，下行鏈路信號更弱B.兩個鏈路的信道特性和干擾環(huán)境可能存在顯著差異C.上行鏈路數(shù)據(jù)速率要求通常低于下行鏈路D.為了節(jié)省成本二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.調(diào)制是使載波信號的某個參數(shù)（如幅度、頻率或相位）隨著信息信號的變化而變化的過程。2.二進制相移鍵控（BPSK）信號的兩個相位狀態(tài)通常表示邏輯值______和______。3.對于M進制PSK（M-PSK）調(diào)制，每個符號可以傳輸______比特信息。4.QAM調(diào)制方式是______和______聯(lián)合調(diào)制的產(chǎn)物。5.在數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中，帶寬效率通常用每赫茲每比特所消耗的功率（______）或其倒數(shù)（______）來衡量。6.當信噪比一定時，數(shù)字調(diào)制方式的階數(shù)（進制數(shù)）越高，其帶寬效率越______，但通常對信噪比的要求也______。7.在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于信號經(jīng)過長距離傳播，信噪比會顯著下降，因此選擇合適的調(diào)制方式以在較低信噪比下保證通信質(zhì)量至關重要。8.相干解調(diào)通常需要精確的載波同步和相位同步，其性能優(yōu)于非相干解調(diào)，尤其是在使用______調(diào)制時。9.在分析16QAM信號的功率譜密度時，會發(fā)現(xiàn)其功率主要集中在______和______頻率附近。10.除了基本的ASK、FSK、PSK、QAM外，現(xiàn)代通信系統(tǒng)還可能采用______調(diào)制技術來進一步提高帶寬效率。三、簡答題（每小題5分，共15分。請簡要回答下列問題。）1.簡述ASK、FSK和PSK這三種基本數(shù)字調(diào)制方式的原理區(qū)別。2.與BPSK相比，QPSK調(diào)制技術在帶寬效率和抗干擾能力方面各有何優(yōu)勢？3.解釋什么是誤碼率（BER），并說明影響衛(wèi)星通信系統(tǒng)BER性能的主要因素有哪些。四、計算題（每小題10分，共20分。請列出計算步驟并給出結(jié)果。）1.某衛(wèi)星通信系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制方式傳輸數(shù)據(jù)。假設發(fā)送信號功率為1W，接收端噪聲功率為10^-13W。試計算該系統(tǒng)的信噪比（SNR）并用dB表示。若該系統(tǒng)的誤碼率（BER）理論上限為2*(SNR)^(-1/2)，請估算其理論誤碼率。2.比較16QAM和64QAM兩種調(diào)制方式。請分別說明它們每個符號能傳輸多少比特信息，并簡述在相同信噪比下，哪種調(diào)制的帶寬效率更高，為什么？---試卷答案一、選擇題1.ABC2.D3.B4.C5.B6.A7.B8.BCD9.A10.B二、填空題1.參數(shù)2.是，非3.M4.幅度，相位5.E_b/N_0，S/I6.高，高7.低8.PSK9.載波頻率，邊帶頻率10.正交頻分復用（OFDM）或高級QAM等（根據(jù)課程深度，OFDM更可能）三、簡答題1.解析：ASK通過改變載波幅度傳遞信息，F(xiàn)SK通過改變載波頻率傳遞信息，PSK通過改變載波相位傳遞信息。它們的核心區(qū)別在于攜帶信息變化的載波參數(shù)不同。2.解析：QPSK使用兩個相位狀態(tài)傳輸一個比特，相比BPSK，在相同帶寬下可以傳輸兩倍速率（帶寬效率更高）。同時，QPSK的符號間隔是BPSK的兩倍，對相位噪聲和信道失真更不敏感，因此抗干擾能力也更強。3.解析：誤碼率（BER）是指傳輸過程中出錯比特數(shù)占總傳輸比特數(shù)的比例。影響B(tài)ER的主要因素包括：調(diào)制方式本身（不同調(diào)制方式抗干擾能力不同，性能差異大）、信噪比（SNR，SNR越高，BER越低）、信道質(zhì)量（噪聲、干擾、衰落等）、解調(diào)方式（相干解調(diào)通常性能優(yōu)于非相干解調(diào)）。四、計算題1.解析與計算：*SNR=發(fā)送功率/噪聲功率=1W/10^-13W=10^13*SNR(dB)=10*log10(SNR)=10*log10(10^13)=130dB*理論BER=2*(SNR)^(-1/2)=2*(10^13)^(-1/2)=2/(10^6.5)=2/(10^3*sqrt(10))≈2/3162.28≈0.000632*結(jié)果：SNR=130dB，理論BER≈6.32×10^-42.解析與計算：*16QAM：有16個符號點，每個符號點對應4個比特（2^4=16），傳輸比特數(shù)=4。*64QAM：有64個符號點，每個符號點對應6個