2025年通信工程題庫(kù)及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種調(diào)制方式在相同信噪比下誤碼率最低？A.ASK（幅移鍵控）B.FSK（頻移鍵控）C.PSK（相移鍵控）D.QAM（正交幅度調(diào)制）答案：C2.5GNR（新空口）中，子載波間隔為120kHz時(shí)，主要應(yīng)用于以下哪種場(chǎng)景？A.增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）B.超可靠低時(shí)延通信（URLLC）C.大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）D.衛(wèi)星通信回傳答案：B3.光纖通信中，單模光纖的模場(chǎng)直徑通常為？A.5-10μmB.10-20μmC.20-30μmD.30-40μm答案：A4.在CDMA系統(tǒng)中，區(qū)分不同用戶的關(guān)鍵技術(shù)是？A.頻率復(fù)用B.碼分多址C.時(shí)分多址D.空分多址答案：B5.數(shù)字通信中，量化噪聲的大小主要取決于？A.采樣頻率B.量化級(jí)數(shù)C.編碼方式D.傳輸帶寬答案：B6.OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)是？A.抗多徑衰落能力強(qiáng)B.頻譜效率低C.對(duì)同步要求低D.峰均比（PAPR）高答案：A7.以下哪種協(xié)議屬于5G核心網(wǎng)（5GC）的控制面協(xié)議？A.GTP-UB.PFCPC.NGAPD.UDP答案：C8.香農(nóng)信道容量公式C=B·log?(1+S/N)中，S/N表示？A.信號(hào)功率與噪聲功率比B.信號(hào)電壓與噪聲電壓比C.信號(hào)帶寬與噪聲帶寬比D.信號(hào)頻率與噪聲頻率比答案：A9.光纖的色散類型不包括？A.模式色散B.材料色散C.波導(dǎo)色散D.偏振色散答案：D（注：偏振色散屬于模式色散的一種細(xì)分，通常歸類為模式色散）10.LTE系統(tǒng)中，物理下行共享信道（PDSCH）的主要功能是？A.傳輸廣播信息B.傳輸用戶數(shù)據(jù)C.傳輸控制信令D.傳輸參考信號(hào)答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)包括（有效性）和（可靠性）。2.5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景是（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶eMBB）、（超可靠低時(shí)延通信URLLC）、（大規(guī)模機(jī)器類通信mMTC）。3.光纖的三個(gè)低損耗窗口中心波長(zhǎng)分別為（850nm）、（1310nm）和（1550nm）。4.香農(nóng)定理指出，當(dāng)信息傳輸速率（小于等于）信道容量時(shí)，存在一種編碼方式可實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)傳輸。5.移動(dòng)通信中的多址技術(shù)主要有（頻分多址FDMA）、（時(shí)分多址TDMA）、（碼分多址CDMA）和（空分多址SDMA）。6.OFDM技術(shù)通過(guò)（循環(huán)前綴CP）解決多徑效應(yīng)引起的符號(hào)間干擾（ISI）。7.MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)的核心是利用（空間分集）或（空間復(fù)用）提高系統(tǒng)容量。8.數(shù)字調(diào)制中，QPSK（四相相移鍵控）的每個(gè)符號(hào)攜帶（2）比特信息。9.光放大器的典型代表是（摻鉺光纖放大器EDFA），其工作波長(zhǎng)為（1550nm）附近。10.5GNR支持的最大帶寬在Sub-6GHz頻段為（100MHz），毫米波頻段為（400MHz）。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述FDMA、TDMA、CDMA三種多址技術(shù)的基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)。答案：FDMA（頻分多址）：將可用頻段劃分為多個(gè)互不重疊的子頻帶，每個(gè)用戶占用一個(gè)子頻帶。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本低；缺點(diǎn)是頻譜利用率低，頻率規(guī)劃復(fù)雜，抗干擾能力弱。TDMA（時(shí)分多址）：將時(shí)間軸劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)用戶占用特定時(shí)隙傳輸。優(yōu)點(diǎn)是頻譜利用率高于FDMA，支持動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙；缺點(diǎn)是需要嚴(yán)格的同步，對(duì)時(shí)延敏感，時(shí)隙開(kāi)銷增加。CDMA（碼分多址）：所有用戶使用相同頻段和時(shí)間，通過(guò)不同的正交碼區(qū)分。優(yōu)點(diǎn)是頻譜利用率高，抗多徑干擾能力強(qiáng)，支持軟切換；缺點(diǎn)是存在“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，需要功率控制，系統(tǒng)容量受限于碼間正交性。2.說(shuō)明OFDM技術(shù)的基本原理，并列舉其主要優(yōu)勢(shì)。答案：OFDM原理：將高速數(shù)據(jù)流通過(guò)串并轉(zhuǎn)換分割為多個(gè)低速子數(shù)據(jù)流，每個(gè)子數(shù)據(jù)流調(diào)制到相互正交的子載波上并行傳輸。子載波的正交性通過(guò)設(shè)計(jì)子載波間隔為符號(hào)周期的倒數(shù)實(shí)現(xiàn)，避免子載波間干擾。主要優(yōu)勢(shì)：（1）抗多徑衰落能力強(qiáng)，通過(guò)循環(huán)前綴（CP）消除符號(hào)間干擾（ISI）；（2）頻譜效率高，子載波正交重疊，無(wú)保護(hù)帶；（3）支持靈活的帶寬配置，適用于不同場(chǎng)景；（4）易于與MIMO、波束賦形等技術(shù)結(jié)合，提升系統(tǒng)容量。3.光纖通信中，色散對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？如何減小色散的影響？答案：色散影響：色散會(huì)導(dǎo)致光脈沖在傳輸過(guò)程中展寬，當(dāng)脈沖展寬超過(guò)符號(hào)周期時(shí)，會(huì)引起符號(hào)間干擾（ISI），限制系統(tǒng)傳輸速率和傳輸距離。減小色散的方法：（1）使用單模光纖，消除模式色散（僅存在材料色散和波導(dǎo)色散）；（2）采用色散補(bǔ)償光纖（DCF），在傳輸鏈路中引入負(fù)色散抵消正色散；（3）使用相干光通信技術(shù)，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）補(bǔ)償色散；（4）選擇零色散波長(zhǎng)（如1310nm）傳輸，或使用色散位移光纖（DSF）將零色散點(diǎn)移至1550nm低損耗窗口。4.5GNR（新空口）相比4GLTE在幀結(jié)構(gòu)上有哪些主要改進(jìn)？答案：（1）靈活的子載波間隔（SCS）：支持15kHz、30kHz、60kHz、120kHz等多種SCS，適應(yīng)不同場(chǎng)景（如eMBB用30/60kHz，URLLC用120kHz）；（2）動(dòng)態(tài)時(shí)隙配置：支持全下行、全上行或混合時(shí)隙，通過(guò)高層信令或DCI動(dòng)態(tài)調(diào)整，提高頻譜利用率；（3）縮短傳輸時(shí)間間隔（TTI）：最小TTI為0.5ms（傳統(tǒng)LTE為1ms），滿足URLLC低時(shí)延需求；（4）引入非周期性參考信號(hào)（AP-RS）：減少信令開(kāi)銷，支持更靈活的信道測(cè)量；（5）支持載波聚合（CA）和雙連接（DC）：在Sub-6GHz和毫米波頻段實(shí)現(xiàn)更寬的聚合帶寬（最大400MHz）。5.簡(jiǎn)述數(shù)字通信系統(tǒng)中差錯(cuò)控制編碼的分類及典型應(yīng)用。答案：分類及應(yīng)用：（1）前向糾錯(cuò)（FEC）：發(fā)送端添加冗余碼，接收端直接糾錯(cuò)。典型碼型有卷積碼（用于LTE）、Turbo碼（用于3G/4G）、LDPC碼（用于5GeMBB）；（2）自動(dòng)請(qǐng)求重傳（ARQ）：接收端檢測(cè)到錯(cuò)誤后請(qǐng)求重傳。適用于對(duì)時(shí)延不敏感的場(chǎng)景（如文件傳輸）；（3）混合ARQ（HARQ）：結(jié)合FEC和ARQ，接收端先嘗試糾錯(cuò)，失敗則重傳。5G中采用軟合并HARQ，提升重傳效率；（4）檢錯(cuò)碼：僅檢測(cè)錯(cuò)誤，不糾錯(cuò)。如CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)），用于數(shù)據(jù)鏈路層幀校驗(yàn)。四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.某數(shù)字通信系統(tǒng)的信道帶寬為10MHz，信噪比（S/N）為30dB。根據(jù)香農(nóng)定理，計(jì)算該信道的最大信息傳輸速率（容量）。若實(shí)際傳輸速率為50Mbps，是否滿足無(wú)差錯(cuò)傳輸條件？答案：（1）信噪比S/N=10^(30/10)=1000；（2）信道容量C=B·log?(1+S/N)=10×10^6×log?(1+1000)≈10×10^6×9.966≈99.66Mbps；（3）實(shí)際傳輸速率50Mbps＜99.66Mbps，滿足無(wú)差錯(cuò)傳輸條件。2.采用QPSK調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)，接收機(jī)輸入信噪比（Eb/N0）為10dB，計(jì)算其理論誤碼率（Pe）。（注：QPSK誤碼率公式Pe=Q(√(2Eb/N0))，Q(x)≈(1/(x√(2π)))e^(-x2/2)，x≥3）答案：（1）Eb/N0=10^(10/10)=10；（2）x=√(2×10)=√20≈4.472；（3）Q(x)≈(1/(4.472×√(2×3.14)))×e^(-(4.472)2/2)≈(1/(4.472×2.5066))×e^(-10)≈(1/11.21)×4.5399×10^-5≈4.05×10^-6；（4）QPSK誤碼率Pe≈4.05×10^-6。3.一段長(zhǎng)度為50km的單模光纖，衰減系數(shù)為0.2dB/km（1550nm窗口），發(fā)射光功率為2mW，接收靈敏度為-30dBm。計(jì)算該鏈路的光功率余量（保留2位小數(shù)）。答案：（1）發(fā)射光功率Ptx=2mW=10×log10(2)≈3.01dBm；（2）光纖總衰減=50km×0.2dB/km=10dB；（3）接收光功率Prx=Ptx-總衰減=3.01dBm-10dB=-6.99dBm；（4）光功率余量=Prx-接收靈敏度=-6.99dBm-(-30dBm)=23.01dB。4.某MIMO系統(tǒng)采用2×2天線配置，信道矩陣H為：H=[[1,0.5],[0.5,1]]假設(shè)各子信道獨(dú)立且噪聲方差為σ2=1，發(fā)射總功率P=4。計(jì)算該系統(tǒng)的信道容量（提示：容量C=log?det(I+(P/(Ntσ2))HH^H)，Nt為發(fā)射天線數(shù)）。答案：（1）HH^H=[[12+0.52,1×0.5+0.5×1],[0.5×1+1×0.5,0.52+12]]=[[1.25,1],[1,1.25]]；（2）P/(Ntσ2)=4/(2×1)=2；（3）I+2×HH^H=[[1+2×1.25,0+2×1],[0+2×1,1+2×1.25]]=[[3.5,2],[2,3.5]]；（4）det(I+2×HH^H)=3.5×3.52×2=12.25-4=8.25；（5）信道容量C=log?(8.25)≈3.05bit/s/Hz。5.某4GLTE系統(tǒng)