2025年通信原理題庫(kù)附答案一、單項(xiàng)選擇題1.在數(shù)字調(diào)制中，若采用2PSK調(diào)制方式，其信號(hào)帶寬與碼元速率的關(guān)系為（）。A.帶寬等于碼元速率B.帶寬等于2倍碼元速率C.帶寬等于0.5倍碼元速率D.帶寬等于碼元速率的平方根答案：B解析：2PSK屬于線性調(diào)制，其主瓣帶寬為2RB（RB為碼元速率），因此帶寬是2倍碼元速率。2.香農(nóng)公式C=B·log?(1+S/N)中，當(dāng)信噪比S/N→∞時(shí)，信道容量C趨近于（）。A.B·ln2B.B·log?(e)C.無(wú)窮大D.B·e答案：C解析：當(dāng)信噪比趨近于無(wú)窮大時(shí)，log?(1+S/N)≈log?(S/N)，隨S/N增大而無(wú)限增長(zhǎng)，因此信道容量趨近于無(wú)窮大（實(shí)際中受限于器件噪聲等因素，但理論上無(wú)界）。3.以下哪種編碼不屬于信道編碼？（）A.漢明碼B.卷積碼C.哈夫曼編碼D.Turbo碼答案：C解析：哈夫曼編碼是信源編碼，用于數(shù)據(jù)壓縮；漢明碼、卷積碼、Turbo碼均為信道編碼，用于提高傳輸可靠性。4.在AWGN信道中，BPSK與QPSK的誤碼率關(guān)系為（）。A.BPSK誤碼率更高B.QPSK誤碼率更高C.相同信噪比下誤碼率相同D.取決于調(diào)制階數(shù)答案：C解析：BPSK與QPSK在相同Eb/N0（比特信噪比）下，誤碼率公式均為Q(√(2Eb/N0))，因此誤碼率相同（QPSK的符號(hào)速率是BPSK的2倍，但每個(gè)符號(hào)攜帶2比特信息，故比特信噪比一致時(shí)誤碼率相同）。5.數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中，為消除碼間串?dāng)_，接收濾波器輸出應(yīng)滿足（）。A.奈奎斯特第一準(zhǔn)則B.香農(nóng)第二定理C.匹配濾波準(zhǔn)則D.奈奎斯特第二準(zhǔn)則答案：A解析：奈奎斯特第一準(zhǔn)則指出，當(dāng)系統(tǒng)沖激響應(yīng)在抽樣點(diǎn)上無(wú)串?dāng)_（即除t=0外，其他抽樣點(diǎn)h(kTS)=0）時(shí)，可消除碼間串?dāng)_。二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述ASK、FSK、PSK三種數(shù)字調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：ASK（幅移鍵控）優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、帶寬較窄；缺點(diǎn)是抗噪聲能力差，尤其在信道衰落時(shí)誤碼率高。FSK（頻移鍵控）優(yōu)點(diǎn)是抗噪聲和抗衰落能力優(yōu)于ASK，對(duì)非線性失真不敏感；缺點(diǎn)是帶寬較寬（約為2Δf+2RB，Δf為頻率間隔），頻譜利用率低。PSK（相移鍵控）優(yōu)點(diǎn)是抗噪聲能力強(qiáng)（相同信噪比下誤碼率低于ASK和FSK），頻譜利用率高；缺點(diǎn)是存在相位模糊問(wèn)題（如2PSK的π相位模糊），需采用差分編碼（如DPSK）解決。2.說(shuō)明卷積碼與分組碼的主要區(qū)別。答案：分組碼將信息序列劃分為長(zhǎng)度為k的分組，每個(gè)分組獨(dú)立編碼提供n位碼字（n>k），編碼過(guò)程無(wú)記憶；卷積碼則對(duì)連續(xù)的信息序列進(jìn)行編碼，當(dāng)前碼字不僅與當(dāng)前k位信息有關(guān)，還與前m個(gè)信息分組有關(guān)（m為記憶深度），編碼具有記憶性。卷積碼的性能通常優(yōu)于相同碼率的分組碼（尤其在長(zhǎng)序列下），但譯碼復(fù)雜度更高（如維特比譯碼）。3.解釋數(shù)字通信中“同步”的分類及各自作用。答案：同步分為載波同步、位同步（碼元同步）、幀同步（群同步）和網(wǎng)同步。載波同步是接收端恢復(fù)與發(fā)送端同頻同相的載波，用于相干解調(diào)（如PSK、QAM）；位同步是確定抽樣判決時(shí)刻，保證正確識(shí)別碼元；幀同步是標(biāo)識(shí)信息幀的起始和結(jié)束位置，確保接收端正確分組數(shù)據(jù)；網(wǎng)同步用于多用戶通信系統(tǒng)（如蜂窩網(wǎng)），保證各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘一致，避免通信沖突。4.簡(jiǎn)述OFDM技術(shù)的主要特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。答案：OFDM（正交頻分復(fù)用）將高速數(shù)據(jù)流串并轉(zhuǎn)換為多個(gè)低速子數(shù)據(jù)流，分別調(diào)制到正交的子載波上傳輸。主要優(yōu)勢(shì)：①抗多徑衰落能力強(qiáng)（子載波帶寬窄，符號(hào)周期長(zhǎng)，可減小符號(hào)間干擾）；②頻譜利用率高（子載波正交，允許重疊）；③支持靈活的資源分配（可動(dòng)態(tài)調(diào)整子載波功率和調(diào)制方式）；④易與MIMO結(jié)合（提高系統(tǒng)容量）。缺點(diǎn)是對(duì)頻率偏移敏感（需精確同步），峰均比（PAPR）較高。三、計(jì)算題1.某數(shù)字通信系統(tǒng)采用16QAM調(diào)制，碼元速率為1MBaud，信道帶寬為2MHz，信噪比S/N=30dB。（1）計(jì)算該系統(tǒng)的信息傳輸速率；（2）判斷是否滿足香農(nóng)信道容量要求。答案：（1）16QAM每個(gè)符號(hào)攜帶log?16=4比特信息，信息速率Rb=RB·log?M=1M×4=4Mbps。（2）信噪比S/N=30dB=10^(30/10)=1000，信道帶寬B=2MHz。香農(nóng)容量C=B·log?(1+S/N)=2M×log?(1001)≈2M×9.97≈19.94Mbps。由于Rb=4Mbps<C≈19.94Mbps，因此滿足香農(nóng)容量要求。2.已知BPSK調(diào)制系統(tǒng)中，發(fā)送功率Pt=10mW，信道損耗L=120dB，噪聲功率譜密度n0=10^-16W/Hz，碼元速率RB=100kbps，求系統(tǒng)的誤碼率（Q(x)函數(shù)保留表達(dá)式）。答案：接收信號(hào)功率Pr=Pt/L（線性值）。L=120dB=10^12，故Pr=10mW/10^12=10^-11W。每比特能量Eb=Pr/(RB)=10^-11W/(100×10^3Baud)=10^-16J（因BPSK每個(gè)碼元1比特，故Eb=Pr/RB）。噪聲功率譜密度n0=10^-16W/Hz，故Eb/n0=10^-16/10^-16=1。BPSK誤碼率Pe=Q(√(2Eb/n0))=Q(√2)≈Q(1.414)（Q(1.414)≈0.0787，但題目要求保留表達(dá)式，故答案為Q(√2)）。3.某AM調(diào)制信號(hào)表達(dá)式為s(t)=[A0+m(t)]cos(ωct)，其中m(t)為最高頻率fm=5kHz的模擬信號(hào)，A0=2|m(t)|max。（1）計(jì)算調(diào)制效率；（2）若采用DSB-SC調(diào)制，帶寬如何變化？答案：（1）AM調(diào)制效率η=Pc/(Pc+P0)，其中Pc為邊帶功率，P0為載波功率。設(shè)m(t)的平均功率為Pm，因A0=2|m(t)|max，故調(diào)制指數(shù)μ=|m(t)|max/A0=0.5。邊帶功率Pc=(μ2A02/2)/2=μ2A02/4（上下邊帶各占一半），載波功率P0=A02/2。η=(μ2A02/4)/(A02/2+μ2A02/4)=(μ2/4)/(1/2+μ2/4)=(0.25/4)/(0.5+0.25/4)=(0.0625)/(0.5625)=1/9≈11.1%。（2）AM信號(hào)帶寬為2fm=10kHz，DSB-SC調(diào)制無(wú)載波，僅保留邊帶，帶寬仍為2fm=10kHz（與AM相同）。四、綜合分析題某4GLTE系統(tǒng)采用256QAM調(diào)制，子載波間隔Δf=15kHz，每個(gè)RB（資源塊）包含12個(gè)子載波，時(shí)隙長(zhǎng)度0.5ms，每個(gè)時(shí)隙含7個(gè)OFDM符號(hào)（含CP）。（1）計(jì)算單個(gè)RB的符號(hào)速率；（2）若編碼速率r=0.8，求單個(gè)RB的峰值比特速率；（3）分析256QAM相比64QAM的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：（1）每個(gè)時(shí)隙0.5ms含7個(gè)符號(hào)，故符號(hào)周期Ts=0.5ms/7≈71.43μs，符號(hào)速率RS=1/Ts≈14kSymbol/s。每個(gè)RB含12個(gè)子載波，故單個(gè)RB的符號(hào)速率=12×14k=168kSymbol/s。（2）256QAM每個(gè)符號(hào)攜帶log?256=8比特，編碼后每個(gè)符號(hào)的比特?cái)?shù)=8×r=6.4比特。峰值比特速率=168kSymbol/s×6.4bit/Symbol≈1.0752Mbps。（3）256QAM優(yōu)點(diǎn)：頻譜利用率高（8bit/Symbolvs64QAM的6bit/Symbol），相同帶寬下可傳輸更多數(shù)據(jù)；缺點(diǎn)：抗噪聲能力差（星座點(diǎn)間距更小，相同Eb/N0下誤碼率更高），對(duì)信道質(zhì)量要求更嚴(yán)格（需更高信噪比或更優(yōu)信道編碼）。五、判斷題（正確√，錯(cuò)誤×）1.高斯白噪聲的功率譜密度是均勻的，自相關(guān)函數(shù)是沖激函數(shù)。（）答案：√解析：高斯白噪聲的功率譜密度為常數(shù)（均勻），自相關(guān)函數(shù)是R(τ)=(n0/2)δ(τ)，符合沖激函數(shù)特性。2.數(shù)字基帶傳輸中，升余弦滾降濾波器的滾降系數(shù)α