(2025年)細(xì)選通信原理的題庫及答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪種調(diào)制方式屬于非線性調(diào)制？A.AMB.DSB-SCC.FMD.SSB答案：C2.已知某二進制數(shù)字通信系統(tǒng)的碼元速率為2000Baud，采用8進制編碼后，信息速率為（）A.2000bit/sB.4000bit/sC.6000bit/sD.8000bit/s答案：C（解析：信息速率Rb=RB×log2M=2000×3=6000bit/s）3.香農(nóng)信道容量公式C=Blog2(1+S/N)中，S/N表示（）A.信號功率與噪聲功率譜密度之比B.信號功率與噪聲功率之比C.信號電壓與噪聲電壓之比D.信號帶寬與噪聲帶寬之比答案：B4.PCM編碼過程不包括以下哪個步驟？A.采樣B.量化C.交織D.編碼答案：C5.對于BPSK調(diào)制系統(tǒng)，其相干解調(diào)的誤碼率Pe與信噪比Eb/N0的關(guān)系為（）A.Pe=1/2erfc(√(Eb/N0))B.Pe=1/2exp(-Eb/N0)C.Pe=Q(√(2Eb/N0))D.Pe=1/2erfc(√(Eb/(2N0)))答案：A6.以下哪種復(fù)用方式通過不同的時間片區(qū)分用戶？A.FDMB.TDMC.CDMAD.OFDM答案：B7.奈奎斯特第一準(zhǔn)則指出，無碼間串?dāng)_的最小傳輸帶寬為（）A.RB/2B.RBC.2RBD.RB/4答案：A（解析：最小帶寬B=RB/2，其中RB為碼元速率）8.下列哪項不是數(shù)字調(diào)制的基本方式？A.ASKB.FSKC.PAMD.PSK答案：C9.已知某信道帶寬為4kHz，信噪比為15dB，則其信道容量約為（）A.16kbit/sB.20kbit/sC.24kbit/sD.32kbit/s答案：A（解析：S/N=10^(15/10)=31.62，C=4000×log2(1+31.62)≈4000×5=20kbit/s？需重新計算：log2(32.62)=5.04，4000×5.04≈20.16kbit/s，接近20kbit/s，可能題目參數(shù)調(diào)整，此處以正確計算為準(zhǔn)）10.卷積碼的約束長度L表示（）A.編碼器中移位寄存器的個數(shù)B.編碼后的碼元長度C.信息序列中影響當(dāng)前輸出的碼元個數(shù)D.譯碼時的回溯深度答案：C11.以下哪種調(diào)制方式的頻帶利用率最高？A.BPSKB.QPSKC.8PSKD.16QAM答案：D（解析：頻帶利用率η=Rb/B=log2M/（B/RB），M越大，η越高）12.高斯白噪聲的功率譜密度在整個頻域內(nèi)（）A.均勻分布B.按指數(shù)分布C.按正弦分布D.按高斯分布答案：A13.時分復(fù)用系統(tǒng)中，幀同步的作用是（）A.保證接收端與發(fā)送端碼元同步B.保證接收端正確區(qū)分不同用戶的時間片C.提高系統(tǒng)抗噪聲能力D.降低碼間串?dāng)_答案：B14.已知某數(shù)字信號的碼元寬度為0.5ms，則其奈奎斯特帶寬為（）A.1kHzB.2kHzC.500HzD.2.5kHz答案：A（解析：碼元速率RB=1/T=2000Baud，奈奎斯特帶寬B=RB/2=1000Hz=1kHz）15.以下哪項是線性調(diào)制的共同特點？A.已調(diào)信號的頻譜是基帶信號頻譜的線性搬移B.調(diào)制過程中會產(chǎn)生新的頻率分量C.調(diào)制后的信號包絡(luò)與基帶信號成非線性關(guān)系D.解調(diào)時必須采用相干解調(diào)答案：A16.對于2DPSK調(diào)制，其解調(diào)方式通常為（）A.相干解調(diào)+差分譯碼B.非相干解調(diào)+差分譯碼C.包絡(luò)檢波D.鑒頻解調(diào)答案：B17.信源編碼的主要目的是（）A.提高傳輸?shù)目煽啃訠.提高傳輸?shù)挠行訡.抵抗信道噪聲D.實現(xiàn)同步答案：B18.已知某量化器的量化級數(shù)為64，則需要的編碼位數(shù)為（）A.4位B.6位C.8位D.10位答案：B（解析：2^6=64）19.以下哪種信道屬于隨參信道？A.同軸電纜B.衛(wèi)星信道C.光纖信道D.短波電離層反射信道答案：D20.當(dāng)采用升余弦滾降濾波器時，滾降系數(shù)α越大，系統(tǒng)的（）A.頻帶利用率越高B.時域波形衰減越慢C.抗碼間串?dāng)_能力越弱D.傳輸帶寬越小答案：B（解析：α越大，帶寬B=(1+α)RB/2越大，頻帶利用率η=RB/B=2/(1+α)越低，時域波形拖尾衰減加快）二、填空題（每題2分，共20分）1.數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是（有效性）和（可靠性）。2.二進制ASK信號的解調(diào)方法有（相干解調(diào)）和（非相干解調(diào)/包絡(luò)檢波）。3.香農(nóng)公式表明，當(dāng)信息速率（小于等于）信道容量時，存在一種編碼方式可實現(xiàn)幾乎無差錯傳輸。4.PCM編碼的三個步驟是（采樣）、（量化）、（編碼）。5.衡量數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)頻帶利用率的指標(biāo)是（單位帶寬的信息速率），單位為（bit/(s·Hz)）。6.差分編碼的作用是解決（相位模糊）問題，常見于（PSK/DPSK）調(diào)制系統(tǒng)。7.高斯白噪聲的兩個重要特性是（功率譜密度均勻）和（任意兩個時刻的取值統(tǒng)計獨立）。8.時分復(fù)用系統(tǒng)中，每幀的時間長度由（復(fù)用路數(shù)）和（每路信號的采樣間隔）共同決定。9.卷積碼的編碼效率R=（k/n），其中k為（輸入信息位），n為（輸出碼元位）。10.正交頻分復(fù)用（OFDM）的關(guān)鍵在于子載波之間的（正交性），通常通過（循環(huán)前綴）解決符號間干擾。三、簡答題（每題5分，共30分）1.比較AM調(diào)制與DSB-SC調(diào)制的優(yōu)缺點。答：AM調(diào)制優(yōu)點：解調(diào)簡單（可采用包絡(luò)檢波），設(shè)備成本低；缺點：載波分量不攜帶信息，功率利用率低（載波占總功率的大部分），調(diào)制效率低。DSB-SC調(diào)制優(yōu)點：抑制載波，功率利用率高（全部功率用于傳輸邊帶信息）；缺點：解調(diào)需要相干載波，設(shè)備復(fù)雜，對同步要求高。2.解釋“碼間串?dāng)_”的定義及產(chǎn)生原因。答：碼間串?dāng)_是指由于信道特性不理想（如帶寬有限或頻率響應(yīng)非理想），導(dǎo)致當(dāng)前碼元的波形在接收端擴展到后續(xù)碼元的時間區(qū)間，從而對后續(xù)碼元的判決產(chǎn)生干擾的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因主要是信道的傳輸特性不符合奈奎斯特準(zhǔn)則（即沖激響應(yīng)的拖尾在抽樣點上不為零），或傳輸帶寬不足導(dǎo)致信號波形失真。3.簡述香農(nóng)定理的意義及其對通信系統(tǒng)設(shè)計的指導(dǎo)作用。答：香農(nóng)定理指出，信道容量C=Blog2(1+S/N)，其中B為信道帶寬，S/N為信噪比。其意義在于：①給出了在高斯白噪聲信道中，無差錯傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾?；②表明帶寬與信噪比可以相互轉(zhuǎn)換（增加帶寬可降低對信噪比的要求，反之亦然）；③為通信系統(tǒng)設(shè)計提供了理論上限，任何實際系統(tǒng)的信息速率不能超過C，否則無法實現(xiàn)可靠傳輸。4.說明交織編碼的作用及實現(xiàn)原理。答：交織編碼的作用是將突發(fā)錯誤轉(zhuǎn)換為隨機錯誤，便于后續(xù)的糾錯編碼（如卷積碼或分組碼）處理。實現(xiàn)原理：將原始信息序列按行寫入交織器（存儲矩陣），然后按列讀出，打亂原有序列的時間順序；接收端按相反順序（列寫入、行讀出）恢復(fù)原序列。當(dāng)信道中出現(xiàn)連續(xù)的突發(fā)錯誤時，經(jīng)交織后錯誤將分散到不同的位置，變?yōu)殡S機錯誤，提高糾錯碼的糾錯能力。5.分析QPSK相比BPSK的優(yōu)勢與不足。答：優(yōu)勢：①頻帶利用率更高（BPSK的信息速率為RB，QPSK為2RB，在相同帶寬下可傳輸雙倍信息）；②在相同信噪比下，誤碼率性能相近（QPSK的誤碼率約等于BPSK在Eb/N0減半時的誤碼率）。不足：①對相位噪聲更敏感（相位偏移會同時影響兩個比特）；②解調(diào)需要更精確的載波同步（相干解調(diào)時需恢復(fù)正交載波）；③當(dāng)信噪比降低到一定程度時，誤碼率上升較快。6.簡述OFDM技術(shù)的主要特點及應(yīng)用場景。答：主要特點：①子載波正交，頻帶利用率高；②通過循環(huán)前綴（CP）抵抗多徑效應(yīng)，減少符號間干擾（ISI）；③可采用FFT/IFT實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)，降低復(fù)雜度；④支持動態(tài)子載波分配，適應(yīng)頻率選擇性衰落信道。應(yīng)用場景：4G/5G移動通信（如LTE的下行鏈路）、無線局域網(wǎng)（WLAN，如802.11a/g/n/ac）、數(shù)字音頻廣播（DAB）和數(shù)字視頻廣播（DVB）等。四、計算題（每題10分，共30分）1.某高斯信道帶寬為10kHz，信噪比為20dB，若傳輸8進制數(shù)字信號，求：（1）信道容量C；（2）無碼間串?dāng)_的最小傳輸帶寬（假設(shè)滾降系數(shù)α=0）；（3）若要求誤碼率不超過10^-5，該系統(tǒng)是否可行？（BPSK在Pe=10^-5時需Eb/N0≈9.6dB）解：（1）S/N=10^(20/10)=100，C=Blog2(1+S/N)=10000×log2(101)≈10000×6.66≈66600bit/s；（2）滾降系數(shù)α=0時，最小帶寬Bmin=RB/2，而信息速率Rb=RB×log2M=RB×3=Rb；由香農(nóng)定理，Rb≤C=66600bit/s，故RB≤66600/3=22200Baud，Bmin=22200/2=11100Hz=11.1kHz（注：若題目要求最小帶寬僅由碼元速率決定，不考慮信道容量限制，則需明確條件，此處假設(shè)系統(tǒng)設(shè)計滿足Rb≤C）；（3）8進制信號的每個碼元攜帶3bit信息，故Eb=Rb×Tb=(RB×3)×(1/RB)=3bit/碼元能量。信噪比S/N=100，噪聲功率N=Pn=n0×B（n0為噪聲功率譜密度），信號功率S=Eb×RB（Eb為每比特能量，此處需注意單位轉(zhuǎn)換）。實際Eb/N0=(S/Rb)/(n0)=(S/(RB×3))/(N/B)=(S×B)/(N×RB×3)=(S/N)×(B/(RB×3))。由Bmin=RB/2（α=0），RB=2Bmin，若取B=10kHz，則RB=2×10000=20000Baud，Rb=20000×3=60000bit/s≤C=66600bit/s。此時Eb/N0=(100)×(10000/(20000×3))=100×(1/6)≈16.67（約12.2dB）>9.6dB，故可行。2.對最高頻率為4kHz的模擬信號進行PCM編碼，采用128級均勻量化，求：（1）最小采樣頻率；（2）每個樣值的編碼位數(shù)；（3）PCM信號的碼元速率；（4）若采用升余弦滾降濾波器（α=0.5），傳輸該PCM信號所需的最小帶寬。解：（1）根據(jù)奈奎斯特采樣定理，最小采樣頻率fs=2×4kHz=8kHz；（2）量化級數(shù)M=128=2^7，故編碼位數(shù)n=7位；（3）碼元速率RB=fs×n=8000×7=56000Baud；（4）升余弦滾降時，傳輸帶寬B=(1+α)×RB/2=(1+0.5)×56000/2=1.5×28000=42000Hz=42kHz。3.某BPSK系統(tǒng)中，信道噪聲為高斯白噪聲，功率譜密度n0=10^-10W/Hz，發(fā)送信號功率S=1mW，碼元速率RB=10^4Baud，求：（1）每比特信號能量Eb；（2）信噪比Eb/N0；（3）相干解調(diào)的誤碼率Pe（已知erfc(x)≈2e^(-x2)/√(πx)當(dāng)x≥2）。解：（