2026年數(shù)字信號處理技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)技術(shù)能力測試題一、單選題（每題2分，共20題）說明：每題只有一個正確答案。1.在數(shù)字信號處理的離散時間系統(tǒng)中，以下哪種濾波器結(jié)構(gòu)適用于需要精確線性相位特性的應(yīng)用場景？A.離散傅里葉變換（DFT）濾波器B.線性相位FIR濾波器C.頻率采樣濾波器D.IIR濾波器2.在中國5G通信系統(tǒng)中，用于消除符號間干擾（ISI）的關(guān)鍵技術(shù)是？A.正交頻分復(fù)用（OFDM）B.單載波頻分多址（SC-FDMA）C.多載波編碼調(diào)制（MC-CDMA）D.直接序列擴頻（DSSS）3.以下哪種算法適用于對非平穩(wěn)信號進行短時傅里葉變換（STFT）分析？A.傅里葉變換（FT）B.小波變換C.離散余弦變換（DCT）D.離散哈夫曼變換4.在工業(yè)自動化控制中，用于信號降噪的均值濾波器屬于哪種類型？A.高通濾波器B.陷波濾波器C.低通濾波器D.帶通濾波器5.在語音信號處理中，梅爾頻率倒譜系數(shù)（MFCC）主要用于？A.譜包絡(luò)提取B.自相關(guān)分析C.離散余弦變換（DCT）D.矢量量化（VQ）6.在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于提高定位精度的信號處理技術(shù)是？A.多普勒頻移估計B.載波相位平滑C.偽距模糊度解算D.以上都是7.在移動通信中，用于降低功耗的調(diào)制方式是？A.QPSKB.8PSKC.OQPSKD.BPSK8.在雷達信號處理中，脈沖壓縮技術(shù)的主要目的是？A.提高信號幅度B.增加信號帶寬C.提高距離分辨率D.降低信噪比9.在圖像處理中，用于邊緣檢測的Sobel算子屬于哪種濾波器？A.高通濾波器B.低通濾波器C.均值濾波器D.中值濾波器10.在電力系統(tǒng)故障診斷中，用于檢測非周期性干擾的算法是？A.小波包分析B.傅里葉變換C.卡爾曼濾波D.自適應(yīng)濾波二、多選題（每題3分，共10題）說明：每題有多個正確答案，漏選、錯選均不得分。1.在數(shù)字濾波器設(shè)計中，以下哪些方法可用于提高濾波器的穩(wěn)定性？A.頻率采樣法B.窗函數(shù)法C.雙線性變換法D.零極點消去法2.在車聯(lián)網(wǎng)（V2X）通信中，用于提高信號抗干擾能力的編碼技術(shù)包括？A.里德-所羅門編碼B.LDPC碼C.卷積碼D.級聯(lián)碼3.在醫(yī)學(xué)信號處理中，用于ECG（心電圖）去噪的方法包括？A.小波閾值去噪B.卡爾曼濾波C.均值濾波D.自適應(yīng)噪聲消除4.在視頻壓縮中，以下哪些技術(shù)屬于變換域編碼方法？A.離散余弦變換（DCT）B.小波變換C.離散傅里葉變換（DFT）D.脈沖編碼調(diào)制（PCM）5.在音頻信號處理中，用于語音增強的技術(shù)包括？A.頻譜減法B.維納濾波C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)增強D.線性預(yù)測編碼（LPC）6.在雷達信號處理中，以下哪些技術(shù)可用于提高目標(biāo)檢測的可靠性？A.匹配濾波B.恒虛警率（CFAR）檢測C.脈沖多普勒處理D.自適應(yīng)波束形成7.在數(shù)字通信系統(tǒng)中，以下哪些因素會影響信號傳輸?shù)恼`碼率（BER）？A.信噪比（SNR）B.調(diào)制方式C.多徑效應(yīng)D.編碼率8.在圖像增強中，以下哪些方法屬于全局處理技術(shù)？A.直方圖均衡化B.銳化濾波C.對比度拉伸D.中值濾波9.在電力系統(tǒng)諧波分析中，以下哪些方法可用于檢測高次諧波？A.快速傅里葉變換（FFT）B.小波變換C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析D.頻譜分析10.在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器信號處理中，以下哪些技術(shù)可用于降低數(shù)據(jù)傳輸率？A.無損壓縮B.量化編碼C.多邊形編碼D.游程編碼三、簡答題（每題5分，共6題）說明：要求簡明扼要地回答問題。1.簡述FIR濾波器線性相位特性的條件及其物理意義。2.解釋什么是多普勒效應(yīng)，并說明其在雷達信號處理中的應(yīng)用。3.描述小波變換在非平穩(wěn)信號分析中的優(yōu)勢。4.說明自適應(yīng)濾波器在噪聲消除中的應(yīng)用原理。5.解釋OFDM技術(shù)如何解決寬帶無線通信中的多徑干擾問題。6.比較IIR濾波器和FIR濾波器在設(shè)計和實現(xiàn)上的主要區(qū)別。四、計算題（每題10分，共4題）說明：要求詳細(xì)列出計算步驟和結(jié)果。1.已知某離散時間信號x[n]的傅里葉變換為X(e^{jω})，求其經(jīng)過差分運算（x[n]-x[n-1]）后的傅里葉變換表達式。2.設(shè)計一個線性相位FIR低通濾波器，要求截止頻率為π/4rad/sample，濾波器長度N=8。請列出其理想沖擊響應(yīng)h理想[n]，并采用漢明窗設(shè)計實際濾波器系數(shù)h[n]。3.已知某雷達信號經(jīng)過匹配濾波后，輸出信號的峰值信噪比為30dB。若信號帶寬為1MHz，噪聲功率譜密度為-100dBW/Hz，求雷達系統(tǒng)的檢測概率（假設(shè)信噪比高于10dB時檢測概率為0.9）。4.對一個512點長的信號進行小波分解，采用db4小波基，分解層數(shù)為3。請畫出其分解樹結(jié)構(gòu)，并說明各層高頻系數(shù)的含義。五、論述題（每題15分，共2題）說明：要求結(jié)合實際應(yīng)用場景，深入分析問題。1.論述數(shù)字信號處理技術(shù)在智能交通系統(tǒng)（ITS）中的應(yīng)用及其挑戰(zhàn)。2.分析自適應(yīng)濾波器在語音增強中的關(guān)鍵問題及改進方法。答案與解析一、單選題答案與解析1.B-線性相位FIR濾波器在時域具有對稱性，能夠保證輸出信號的無失真?zhèn)鬏敚m用于需要精確線性相位特性的應(yīng)用（如通信系統(tǒng)、音頻處理）。2.A-5G通信系統(tǒng)采用OFDM技術(shù)將寬帶信道劃分為多個窄帶子載波，有效消除ISI并提高頻譜利用率。3.B-小波變換具有時頻局部化特性，適用于分析非平穩(wěn)信號的時頻變化（如語音、地震波）。4.C-均值濾波器通過局部平均抑制噪聲，適用于消除工業(yè)自動化控制中的低頻噪聲。5.A-MFCC主要用于提取語音信號的譜包絡(luò)特征，廣泛應(yīng)用于語音識別和說話人識別。6.D-北斗系統(tǒng)綜合運用多普勒頻移估計、載波相位平滑和偽距模糊度解算等技術(shù)提高定位精度。7.C-OQPSK通過調(diào)整相位切換時刻降低功耗，適用于低功耗移動通信場景。8.C-脈沖壓縮通過展寬脈沖帶寬降低主瓣寬度，提高雷達的距離分辨率。9.A-Sobel算子通過差分運算檢測圖像邊緣，屬于高通濾波器。10.A-小波包分析能夠有效分解非周期性信號，適用于電力系統(tǒng)故障診斷。二、多選題答案與解析1.B、C-窗函數(shù)法和雙線性變換法均能保證濾波器的穩(wěn)定性（窗函數(shù)法通過有限沖擊響應(yīng)實現(xiàn)，雙線性變換法將IIR映射為穩(wěn)定FIR）。2.A、B、C-里德-所羅門編碼、LDPC碼和卷積碼均能提高車聯(lián)網(wǎng)通信的抗干擾能力。3.A、B、D-小波閾值去噪、卡爾曼濾波和自適應(yīng)噪聲消除適用于ECG去噪。4.A、B、C-DCT、小波變換和DFT屬于變換域編碼方法，PCM屬于時域編碼。5.A、B、C-頻譜減法、維納濾波和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)增強廣泛應(yīng)用于語音增強。6.A、B、C、D-匹配濾波、CFAR檢測、脈沖多普勒處理和自適應(yīng)波束形成均能提高雷達目標(biāo)檢測可靠性。7.A、B、C、D-信噪比、調(diào)制方式、多徑效應(yīng)和編碼率均影響信號傳輸?shù)恼`碼率。8.A、B、C-直方圖均衡化、銳化濾波和對比度拉伸屬于全局處理方法，中值濾波為局部處理。9.A、B、C-FFT、小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析可用于檢測電力系統(tǒng)中的高次諧波。10.A、B、D-無損壓縮、量化編碼和游程編碼可用于降低IoT傳感器數(shù)據(jù)傳輸率。三、簡答題答案與解析1.線性相位FIR濾波器的條件及物理意義-條件：沖擊響應(yīng)h[n]關(guān)于n=0對稱，即h[n]=h[N-1-n]（N為濾波器長度）。-物理意義：保證濾波器輸出信號無相位失真，適用于需要精確時域響應(yīng)的應(yīng)用（如數(shù)字通信）。2.多普勒效應(yīng)及其雷達應(yīng)用-多普勒效應(yīng)：波源與觀察者相對運動時，接收到的波頻率發(fā)生變化。-雷達應(yīng)用：通過測量多普勒頻移檢測目標(biāo)的徑向速度，用于目標(biāo)跟蹤和測速。3.小波變換在非平穩(wěn)信號分析中的優(yōu)勢-時頻局部化：同時提供時間和頻率信息，適用于非平穩(wěn)信號（如語音、地震波）。-自適應(yīng)性：可通過不同小波基函數(shù)適應(yīng)不同信號特征。4.自適應(yīng)濾波器在噪聲消除中的應(yīng)用原理-通過調(diào)整濾波器系數(shù)使輸出信號與期望信號誤差最小化，適用于未知或時變噪聲環(huán)境（如語音增強、噪聲抑制）。5.OFDM技術(shù)解決多徑干擾的原理-將寬帶信道分解為窄帶子載波，通過循環(huán)前綴消除符號間干擾，提高系統(tǒng)魯棒性。6.IIR與FIR濾波器的區(qū)別-IIR濾波器：系數(shù)遞歸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜但計算效率高；FIR濾波器：系數(shù)非遞歸，設(shè)計靈活但長度較長。四、計算題答案與解析1.差分信號的傅里葉變換-x[n]-x[n-1]的傅里葉變換為X(e^{jω})(1-e^{-jω})。2.FIR低通濾波器設(shè)計-理想沖擊響應(yīng)：h理想[n]=sin(πn/N)/(πn)（n=0時為1/2）。-漢明窗系數(shù)：w[n]=0.54-0.46cos(2πn/N)。-實際濾波器系數(shù)：h[n]=h理想[n]×w[n]。3.雷達信號檢測概率計算-信噪比SNR=30-10lg(1e6×10-10)=40dB。-檢測概率Pd≈0.9（假設(shè)SNR>10dB時Pd=0.9）。4.小波分解樹結(jié)構(gòu)-分解樹：原始信號→低頻系數(shù)（LL1）→高頻系數(shù)（LH1、HL1、HH1），重復(fù)分解3層。-高頻系數(shù)含義：LHk為水平細(xì)節(jié)，HLk為垂直細(xì)節(jié)，HHk為對角細(xì)節(jié)。五、論述題