2025年大學(xué)通信原理期末模擬試卷2025年大學(xué)通信原理期末模擬試卷

姓名：______班級：______學(xué)號：______得分：______

（考試時間：90分鐘，滿分：100分）

1.**選擇題**（共5題，每題2分，計10分）

1.1模擬信號數(shù)字化過程中，采樣頻率必須滿足奈奎斯特準(zhǔn)則，以下說法正確的是（）

1.2數(shù)字信號傳輸中，曼徹斯特編碼的主要優(yōu)點是（）

1.3在雙工通信系統(tǒng)中，全雙工通信的特點是（）

1.4傅里葉變換在通信系統(tǒng)中的作用是（）

1.5調(diào)制解調(diào)器（Modem）的主要功能是（）

2.**填空題**（共5空，每空1分，計5分）

2.1某信號的最高頻率為5kHz，根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，其最小采樣頻率為______Hz。

2.2在ASK調(diào)制中，載波信號的幅度變化反映了基帶信號的______。

2.3差分曼徹斯特編碼中，比特同步信息的獲取依賴于相鄰比特的______。

2.4在理想低通濾波器的頻率響應(yīng)中，截止頻率處的幅度響應(yīng)為______。

2.5線性碼的糾錯能力與其最小漢明距離______有關(guān)。

3.**簡答題**（共3題，每題5分，計15分）

3.1簡述香農(nóng)信道容量定理及其意義。

3.2比較PSK調(diào)制和FSK調(diào)制的優(yōu)缺點。

3.3解釋什么是碼分多址（CDMA）技術(shù)及其應(yīng)用場景。

4.**計算題**（共3題，每題10分，計30分）

4.1已知某低通信號的最高頻率為10kHz，通過一個截止頻率為12kHz的理想低通濾波器，求輸出信號的功率譜密度表達(dá)式。

4.2某系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制，載波頻率為1MHz，基帶信號帶寬為100kHz，求已調(diào)信號的帶寬。

4.3一個二進(jìn)制信號通過AWGN信道傳輸，信噪比為20dB，求誤碼率（BER）。

5.**分析題**（共2題，每題10分，計20分）

5.1分析AM調(diào)制過程中，調(diào)制指數(shù)對功率利用率的影響。

5.2解釋信道編碼的基本原理，并說明如何通過增加冗余提高糾錯能力。

6.**綜合題**（共1題，計15分）

6.1設(shè)計一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng)，包括調(diào)制方式選擇、信道模型及抗干擾措施，并說明各部分的作用。

7.**論述題**（共1題，計10分）

7.1論述光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢及其在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用前景。

---

**題型1：選擇題（共5題，每題2分，計10分）**

1.1答案：C（采樣頻率≥2倍最高頻率）

1.2答案：B（自同步，無需外同步）

1.3答案：A（雙向同時通信）

1.4答案：D（頻譜分析，簡化濾波）

1.5答案：E（數(shù)字信號與模擬信號轉(zhuǎn)換）

**題型2：填空題（共5空，每空1分，計5分）**

2.110kHz

2.2幅度

2.3翻轉(zhuǎn)電平

2.41

2.5正比

**題型3：簡答題（共3題，每題5分，計15分）**

3.1答：香農(nóng)定理指出在給定信噪比和帶寬的信道中，最大可傳輸速率與信噪比和帶寬正相關(guān)。意義在于為通信系統(tǒng)設(shè)計提供了理論極限。

3.2答：PSK抗干擾能力強，F(xiàn)SK實現(xiàn)簡單，但帶寬效率較低。

3.3答：CDMA通過擴(kuò)頻技術(shù)實現(xiàn)多用戶共享信道，應(yīng)用廣泛如3G移動通信。

**題型4：計算題（共3題，每題10分，計30分）**

4.1答：輸出信號功率譜密度為S(f)=A2/2δ(f)（f∈[-12kHz,12kHz]）。

4.2答：QPSK帶寬為150kHz（100kHz+1MHz/2）。

4.3答：BER=1/(2*10^10)≈5×10?11。

**題型5：分析題（共2題，每題10分，計20分）**

5.1答：AM調(diào)制指數(shù)低時功率利用率高，但動態(tài)范圍受限。

5.2答：信道編碼通過冗余比特檢測并糾正錯誤，如漢明碼。

**題型6：綜合題（計15分）**

6.1答：調(diào)制選擇QPSK，信道AWGN，抗干擾措施交織編碼，各部分作用：調(diào)制實現(xiàn)信號傳輸，信道模型模擬噪聲，抗干擾提高可靠性。

**題型7：論述題（計10分）**

7.1答：光纖通信優(yōu)勢低損耗、大帶寬，應(yīng)用前景：5G基站互聯(lián)、數(shù)據(jù)中心傳輸。

8.**判斷題**（共5題，每題1分，計5分）

8.1答案：√（歸一化頻率域的帶寬為1）

8.2答案：×（FSK是頻移鍵控）

8.3答案：√（眼圖用于評估系統(tǒng)性能）

8.4答案：×（QAM調(diào)制屬于非線性調(diào)制）

8.5答案：√（多徑效應(yīng)導(dǎo)致碼間串?dāng)_）

9.**名詞解釋**（共5題，每題2分，計10分）

9.1調(diào)制指數(shù)：指調(diào)制信號與載波信號幅值之比。

9.2信道容量：指在給定信噪比下，信道允許的最大信息傳輸速率。

9.3碼間串?dāng)_：指相鄰符號間干擾，影響信號判決。

9.4自同步：指接收端能從已調(diào)信號中提取同步信號。

9.5光纖損耗：指光信號在光纖中傳輸時的能量衰減。

10.**簡答題**（共2題，每題6分，計12分）

10.1簡述多普勒頻移對無線通信的影響。

10.2解釋什么是眼圖及其觀察要點。

11.**計算題**（共2題，每題12分，計24分）

11.1已知某FSK信號，載頻分別為f?=1MHz，f?=1.1MHz，基帶信號速率為1kbps，求已調(diào)信號的最小帶寬。

11.2一個二進(jìn)制信號通過瑞利衰落信道，信噪比為15dB，求符號誤差概率。

12.**分析題**（共1題，計15分）

12.1分析數(shù)字信號與模擬信號傳輸?shù)闹饕獏^(qū)別及優(yōu)缺點。

13.**綜合題**（共1題，計10分）

13.1設(shè)計一個二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）通信系統(tǒng)，包括信號波形、調(diào)制解調(diào)過程及抗干擾措施。

14.**實驗題**（共1題，計10分）

14.1在實驗室中測試信道脈沖響應(yīng)，簡述測試步驟及數(shù)據(jù)處理方法。

15.**論述題**（共1題，計8分）

15.1論述自適應(yīng)濾波器在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢。

---

**題型8：判斷題（共5題，每題1分，計5分）**

8.1答案：√（歸一化頻率域的帶寬為1）

8.2答案：×（FSK是頻移鍵控）

8.3答案：√（眼圖用于評估系統(tǒng)性能）

8.4答案：×（QAM調(diào)制屬于非線性調(diào)制）

8.5答案：√（多徑效應(yīng)導(dǎo)致碼間串?dāng)_）

**題型9：名詞解釋（共5題，每題2分，計10分）**

9.1調(diào)制指數(shù)：指調(diào)制信號與載波信號幅值之比。

9.2信道容量：指在給定信噪比下，信道允許的最大信息傳輸速率。

9.3碼間串?dāng)_：指相鄰符號間干擾，影響信號判決。

9.4自同步：指接收端能從已調(diào)信號中提取同步信號。

9.5光纖損耗：指光信號在光纖中傳輸時的能量衰減。

**題型10：簡答題（共2題，每題6分，計12分）**

10.1答：多普勒頻移導(dǎo)致載波頻率偏移，影響信號解調(diào)，高速移動場景需補償。

10.2答：眼圖是判決時刻的波形疊加圖，觀察要點包括眼高、眼寬、抖動等。

**題型11：計算題（共2題，每題12分，計24分）**

11.1答：最小帶寬B=2(f?-f?)+RB=20kHz。

11.2答：符號誤差概率P_e=Q(√(2*15dB))≈1.4×10?3。

**題型12：分析題（計15分）**

12.1答：模擬信號連續(xù)，數(shù)字信號離散，傳輸抗干擾能力強，但需調(diào)制解調(diào)。

**題型13：綜合題（計10分）**

13.1答：BPSK調(diào)制解調(diào)，波形為cos(2πfct±θ)，抗干擾措施為均衡器。

**題型14：實驗題（計10分）**

14.1答：測試步驟包括發(fā)送脈沖信號，接收并記錄響應(yīng)，數(shù)據(jù)處理計算卷積。

**題型15：論述題（計8分）**

15.1答：自適應(yīng)濾波器動態(tài)調(diào)整參數(shù)抑制噪聲，優(yōu)勢是適應(yīng)時變信道。

**題型答案**

**選擇題**

1.1C1.2B1.3A1.4D1.5E

**填空題**

2.110kHz2.2幅度2.3翻轉(zhuǎn)電平2.412.5正比

**判斷題**

8.1√8.2×8.3√8.4×8.5√

**名詞解釋**

9.1調(diào)制指數(shù)：指調(diào)制信號與載波信號幅值之比。

9.2信道容量：指在給定信噪比下，信道允許的最大信息傳輸速率。

9.3碼間串?dāng)_：指相鄰符號間干擾，影響信號判決。

9.4自同步：指接收端能從已調(diào)信號中提取同步信號。

9.5光纖損耗：指光信號在光纖中傳輸時的能量衰減。

**簡答題**

3.1答：香農(nóng)定理指出在給定信噪比和帶寬的信道中，最大可傳輸速率與信噪比和帶寬正相關(guān)。意義在于為通信系統(tǒng)設(shè)計提供了理論極限。

3.2答：PSK抗干擾能力強，F(xiàn)SK實現(xiàn)簡單，但帶寬效率較低。

3.3答：CDMA通過擴(kuò)頻技術(shù)實現(xiàn)多用戶共享信道，應(yīng)用廣泛如3G移動通信。

10.1答：多普勒頻移導(dǎo)致載波頻率偏移，影響信號解調(diào)，高速移動場景需補償。

10.2答：眼圖是判決時刻的波形疊加圖，觀察要點包括眼高、眼寬、抖動等。

**計算題**

4.1答：輸出信號功率譜密度為S(f)=A2/2δ(f)（f∈[-12kHz,12kHz]）。

4.2答：QPSK帶寬為150kHz（100kHz+1MHz/2）。

4.3答：BER=1/(2*10^10)≈5×10?11。

11.1答：最小帶寬B=2(f?-f?)+RB=20kHz。

11.2答：符號誤差概率P_e=Q(√(2*15dB))≈1.4×10?3。

**分析題**

5.1答：AM調(diào)制指數(shù)低時功率利用率高，但動態(tài)范圍受限。

5.2答：信道編碼通過冗余比特檢測并糾正錯誤，如漢明碼。

12.1答：模擬信號連續(xù)，數(shù)字信號離散，傳輸抗干擾能力強，但需調(diào)制解調(diào)。

**綜合題**

6.1答：調(diào)制選擇QPSK，信道AWGN，抗干擾措施交織編碼，各部分作用：調(diào)制實現(xiàn)信號傳輸，信道模型模擬噪聲，抗干擾提高可靠性。

13.1答：BPSK調(diào)制解調(diào)，波形為cos(2πfct±θ)，抗干擾措施為均衡器。

**實驗題**

14.1答：測試步驟包括發(fā)送脈沖信號，接收并記錄響應(yīng)，數(shù)據(jù)處理計算卷積。

**論述題**

7.1答：光纖通信優(yōu)勢低損耗、大帶寬，應(yīng)用前景：5G基站互聯(lián)、數(shù)據(jù)中心傳輸。自適應(yīng)濾波器動態(tài)調(diào)整參數(shù)抑制噪聲，優(yōu)勢是適應(yīng)時變信道。

**知識點分類和總結(jié)**

**一、信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)**

1.**傅里葉變換**：用于頻譜分析，如信號帶寬計算、濾波器設(shè)計。

示例：理想低通濾波器頻率響應(yīng)為rect(f/T)，帶寬為/T。

2.**采樣定理**：奈奎斯特準(zhǔn)則，f_s≥2f_max。

示例：5kHz信號最小采樣率10kHz。

3.**卷積定理**：時域卷積對應(yīng)頻域乘積，用于脈沖響應(yīng)分析。

**二、調(diào)制與解調(diào)**

1.**模擬調(diào)制**：AM、FM、PM，調(diào)制定義與帶寬計算。

示例：AM帶寬2f_m+f_c。

2.**數(shù)字調(diào)制**：ASK、FSK、PSK、QAM，抗干擾與帶寬特性。

示例：BPSK帶寬2f_c。

**三、信道與噪聲**

1.**信道模型**：AWGN、瑞利衰落、多徑信道。

示例：AWGN信噪比計算S/N=Ps/Pn。

2.**信道容量**：香農(nóng)公式C=Blog?(1+S/N)。

示例：帶寬1MHz、信噪比30dB，容量約10Mbps。

**四、同步與抗干擾**

1.**載波同步**：外同步與自同步，鎖相環(huán)應(yīng)用。

示例：BPSK自同步通過相干解調(diào)實現(xiàn)。

2.**信道均衡**：用于消除碼間串?dāng)_，如自適應(yīng)濾波。

**五、信道編碼**

1.**糾錯碼**：漢明碼、卷積碼，最小漢明距離與糾錯能力關(guān)系。

示例：距離3可糾1位錯。

2.**交織技術(shù)**：提高抗突發(fā)錯誤能力。

**六、光纖通信**

1.**損耗特性**：材料、連接損耗，典型值0.2dB/km。

2.**光調(diào)制技術(shù)**：強度調(diào)制、相移調(diào)制。

**七、現(xiàn)代通信技術(shù)**

1.**CDMA**：擴(kuò)頻技術(shù)，多址接入。

2.**5G**：毫米波、MassiveMIMO。

**各題型知識點詳解及示例**

**選擇題**：考察基本概念理解，如調(diào)制類型、信道特性。

示例：PSK與FSK區(qū)別（相位vs頻率變化）。

**填空題**：要求記憶關(guān)鍵參數(shù)，如采樣率、眼圖特征。

示例：“眼高”反映信噪比。

**判斷題**：區(qū)分易混淆概念，如歸一化帶寬與實際帶寬。

示例：“歸一化頻率域帶寬為1”正確。

**名詞解釋