通信工程原理與實踐試題及答案

通信工程原理與實踐試題及答案姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.通信系統(tǒng)中的調(diào)制技術(shù)主要有以下幾種（）

A.按頻譜劃分

B.按載波調(diào)制方式劃分

C.按調(diào)制信號類型劃分

D.以上都是

答案：D

解題思路：調(diào)制技術(shù)可以從不同的角度進行分類，包括按頻譜劃分、按載波調(diào)制方式劃分、按調(diào)制信號類型劃分等。由于題目中包含了所有選項，因此選擇D，即“以上都是”。

2.以下哪種傳輸介質(zhì)具有極高的帶寬和較低的誤碼率（）

A.同軸電纜

B.雙絞線

C.光纖

D.無線

答案：C

解題思路：光纖通信以其極低的誤碼率和極高的帶寬而廣受歡迎。同軸電纜和雙絞線雖然也有一定的帶寬，但相對于光纖來說，誤碼率較高。無線傳輸雖然方便，但帶寬和誤碼率通常不如光纖。

3.以下哪種信道模型描述了無線通信的傳輸特性（）

A.ALOHA信道模型

B.SLR信道模型

C.AWGN信道模型

D.以上都是

答案：D

解題思路：無線通信的傳輸特性可以通過多種信道模型來描述，包括ALOHA信道模型、SLR信道模型和AWGN信道模型。因此，正確答案是D，即“以上都是”。

4.在通信系統(tǒng)中，信號的功率譜密度通常用以下哪種單位表示（）

A.W/Hz

B.V/Hz

C.A/Hz

D.以上都是

答案：D

解題思路：功率譜密度是單位頻率內(nèi)的功率，通常用瓦特每赫茲（W/Hz）表示。同樣，電壓每赫茲（V/Hz）和安培每赫茲（A/Hz）也是功率密度的單位。因此，正確答案是D，即“以上都是”。

5.以下哪種信號調(diào)制方式可以實現(xiàn)較高的頻帶利用率（）

A.調(diào)幅

B.調(diào)頻

C.調(diào)相

D.以上都是

答案：C

解題思路：在信號調(diào)制方式中，調(diào)相（PSK）可以實現(xiàn)較高的頻帶利用率，因為它可以在較窄的頻帶輸更多的信息。調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）雖然也是常見的調(diào)制方式，但它們的頻帶利用率通常低于調(diào)相。因此，正確答案是C，即“調(diào)相”。二、填空題1.通信系統(tǒng)由__________、__________、__________和__________四個基本部分組成。

答案：信源、信道、信宿、噪聲

解題思路：通信系統(tǒng)是指實現(xiàn)信息傳輸、處理和接收的完整體系。信源負責(zé)信息的產(chǎn)生，信道是信息傳輸?shù)耐ǖ?，信宿是信息的接收者，噪聲則是影響信息傳輸質(zhì)量的外界干擾。

2.信號的頻譜寬度與__________有關(guān)。

答案：信號帶寬

解題思路：信號的頻譜寬度是指信號所占用的頻率范圍，通常與信號帶寬成正比關(guān)系。信號帶寬越寬，其頻譜寬度也越大。

3.數(shù)字調(diào)制技術(shù)主要包括__________和__________兩種。

答案：調(diào)幅、調(diào)頻

解題思路：數(shù)字調(diào)制技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)，其中調(diào)幅（AmplitudeModulation，AM）和調(diào)頻（FrequencyModulation，F(xiàn)M）是最基本的兩種調(diào)制方式。它們分別通過改變載波的幅度和頻率來傳輸數(shù)字信號。

4.在通信系統(tǒng)中，為了提高信道的傳輸效率，常用的多路復(fù)用技術(shù)有__________、__________和__________。

答案：頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用

解題思路：多路復(fù)用技術(shù)是一種在單一信道上同時傳輸多個信號的技術(shù)。頻分復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）、時分復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）和碼分復(fù)用（CodeDivisionMultiplexing，CDM）是三種常見的多路復(fù)用技術(shù)，它們分別利用不同的方法來提高信道傳輸效率。

5.信號的頻帶利用率和信號功率譜密度之間存在__________關(guān)系。

答案：反比

解題思路：信號的頻帶利用率是指單位時間內(nèi)單位頻帶寬度內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，而信號功率譜密度是指單位頻帶寬度內(nèi)的平均功率。根據(jù)香農(nóng)公式，信號的頻帶利用率和信號功率譜密度之間存在反比關(guān)系，即信號功率譜密度越高，頻帶利用率越低。三、判斷題1.在通信系統(tǒng)中，模擬信號只能通過模擬調(diào)制方式進行傳輸。（×）

解題思路：在通信系統(tǒng)中，模擬信號不僅可以通過模擬調(diào)制方式進行傳輸，還可以通過數(shù)字調(diào)制方式傳輸。數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行傳輸，然后再還原為模擬信號。

2.數(shù)字調(diào)制技術(shù)具有抗干擾能力強、抗噪聲功能好等特點。（√）

解題思路：數(shù)字調(diào)制技術(shù)由于其固有的特性，如信號在傳輸過程中的穩(wěn)定性、易于處理和恢復(fù)，因此通常具有比模擬調(diào)制技術(shù)更強的抗干擾能力和更好的抗噪聲功能。

3.光纖通信系統(tǒng)中，傳輸信號的主要介質(zhì)是空氣。（×）

解題思路：光纖通信系統(tǒng)中，傳輸信號的主要介質(zhì)是光纖，而不是空氣。光纖是一種通過玻璃或塑料制成的纖維，用于傳輸光信號。

4.信號的帶寬越大，其傳輸速率也越高。（×）

解題思路：信號的帶寬與傳輸速率并沒有直接的正比關(guān)系。帶寬是指信號能夠承載的最高頻率范圍，而傳輸速率通常與信號調(diào)制方式和傳輸介質(zhì)的特性有關(guān)。

5.數(shù)字調(diào)制技術(shù)中，調(diào)制指數(shù)越大，抗干擾功能越好。（×）

解題思路：調(diào)制指數(shù)（ModulationIndex）表示信號調(diào)制深度的量度。調(diào)制指數(shù)過大可能導(dǎo)致信號失真，從而降低抗干擾功能。適當?shù)恼{(diào)制指數(shù)可以平衡調(diào)制深度和信號質(zhì)量，以獲得最佳的抗干擾功能。四、簡答題1.簡述通信系統(tǒng)的基本組成。

通信系統(tǒng)通常由以下幾個基本部分組成：

發(fā)信機：負責(zé)將信息信號轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)碾姶判盘枴?/p>

信道：傳輸信號的物理媒介，如電纜、光纖、無線電波等。

收信機：接收并處理信道上的電磁信號，恢復(fù)出原始信息。

抗干擾設(shè)備：用于提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力。

電源：為通信系統(tǒng)提供必要的電力支持。

2.簡述信號的帶寬與頻譜寬度的關(guān)系。

信號的帶寬是指信號中最高頻率與最低頻率之差，即信號頻率范圍。頻譜寬度是指信號在頻域上的分布范圍。在通信系統(tǒng)中，信號的帶寬與頻譜寬度是相互關(guān)聯(lián)的，帶寬越大，頻譜寬度也越大，這意味著信號可以攜帶更多的信息。

3.簡述數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要特點。

數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要特點包括：

抗干擾能力強：數(shù)字信號不易受到噪聲和其他干擾的影響。

傳輸效率高：數(shù)字信號可以通過編碼技術(shù)提高傳輸效率。

便于處理：數(shù)字信號可以通過數(shù)字信號處理技術(shù)進行更有效的處理。

便于存儲和傳輸：數(shù)字信號易于存儲和傳輸，且不易失真。

4.簡述多路復(fù)用技術(shù)的主要類型及其應(yīng)用。

多路復(fù)用技術(shù)的主要類型包括：

頻分復(fù)用（FDM）：將多個信號調(diào)制到不同的頻率上，在同一信道上同時傳輸。

時分復(fù)用（TDM）：將時間劃分為若干個時間段，每個時間段用于傳輸一個信號。

碼分復(fù)用（CDM）：每個信號使用不同的編碼，通過編碼的不同來區(qū)分信號。

波分復(fù)用（WDM）：將不同波長的光信號在同一光纖輸。

應(yīng)用：多路復(fù)用技術(shù)在通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，如電話網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信、光纖通信等。

5.簡述光纖通信系統(tǒng)的基本原理。

光纖通信系統(tǒng)利用光纖作為傳輸媒介，其基本原理

發(fā)射端：將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過激光器發(fā)射。

傳輸端：光信號在光纖中傳播，通過全反射或部分反射進行傳輸。

接收端：將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過光電探測器接收。

答案及解題思路：

1.答案：通信系統(tǒng)的基本組成包括發(fā)信機、信道、收信機、抗干擾設(shè)備和電源。

解題思路：根據(jù)通信系統(tǒng)的定義和功能，列舉出其基本組成部分。

2.答案：信號的帶寬是指信號中最高頻率與最低頻率之差，頻譜寬度是指信號在頻域上的分布范圍。

解題思路：解釋帶寬和頻譜寬度的定義，并闡述它們之間的關(guān)系。

3.答案：數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要特點包括抗干擾能力強、傳輸效率高、便于處理和便于存儲和傳輸。

解題思路：列舉數(shù)字調(diào)制技術(shù)的特點，并解釋其含義。

4.答案：多路復(fù)用技術(shù)的主要類型包括頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用和波分復(fù)用。

解題思路：列舉多路復(fù)用技術(shù)的類型，并簡要介紹其應(yīng)用。

5.答案：光纖通信系統(tǒng)的基本原理是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖傳輸，再轉(zhuǎn)換為電信號。

解題思路：解釋光纖通信系統(tǒng)的基本工作原理，包括發(fā)射、傳輸和接收過程。五、計算題1.設(shè)調(diào)制信號為m(t)=cos(2πfctθ)，載波信號為c(t)=Acos(2πfc't)，試求調(diào)幅信號的頻譜。

解：

調(diào)幅信號可以表示為：

s(t)=m(t)c(t)=cos(2πfctθ)Acos(2πfc't)

利用三角函數(shù)乘積公式，我們可以將其展開為：

s(t)=A/2[cos(2πfctθ2πfc't)cos(2πfctθ2πfc't)]

進一步簡化得到：

s(t)=A/2[cos(2π(fcf)tθ)cos(2π(fcf)tθ)]

頻譜S(f)可以通過傅里葉變換得到，由于cos函數(shù)的傅里葉變換是兩個沖激函數(shù)，因此：

S(f)=A/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)]

2.設(shè)調(diào)制信號為m(t)=Acos(2πfmt)，載波信號為c(t)=Acos(2πfc't)，試求調(diào)頻信號的頻譜。

解：

調(diào)頻信號可以表示為：

s(t)=m(t)c(t)=Acos(2πfmt)Acos(2πfc't)

利用三角函數(shù)乘積公式，我們可以將其展開為：

s(t)=A^2/2[cos(2πfmt2πfc't)cos(2πfmt2πfc't)]

頻譜S(f)可以通過傅里葉變換得到，由于cos函數(shù)的傅里葉變換是兩個沖激函數(shù)，因此：

S(f)=A^2/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)]

3.設(shè)調(diào)制信號為m(t)=Acos(2πfmt)，載波信號為c(t)=Acos(2πfc't)，試求調(diào)相信號的頻譜。

解：

調(diào)相信號可以表示為：

s(t)=m(t)c(t)=Acos(2πfmt)Acos(2πfc't)

利用三角函數(shù)乘積公式，我們可以將其展開為：

s(t)=A^2/2[cos(2πfmt2πfc't)cos(2πfmt2πfc't)]

頻譜S(f)可以通過傅里葉變換得到，由于cos函數(shù)的傅里葉變換是兩個沖激函數(shù)，因此：

S(f)=A^2/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)]

4.設(shè)調(diào)制信號為m(t)=Acos(2πfmt)，載波信號為c(t)=Acos(2πfc't)，試求雙邊帶調(diào)制信號的頻譜。

解：

雙邊帶調(diào)制信號是由調(diào)幅信號的兩邊帶組成的，其頻譜可以通過對調(diào)幅信號的頻譜進行下述操作得到：

S(f)=S_AM(f)[δ(ffcf)δ(ffcf)]

其中，S_AM(f)是調(diào)幅信號的頻譜，根據(jù)前面的計算，S_AM(f)=A^2/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)]

因此，雙邊帶調(diào)制信號的頻譜為：

S(f)=A^2/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)]

5.設(shè)調(diào)制信號為m(t)=Acos(2πfmt)，載波信號為c(t)=Acos(2πfc't)，試求單邊帶調(diào)制信號的頻譜。

解：

單邊帶調(diào)制信號是由調(diào)幅信號的一邊帶組成的，通常只保留上邊帶或下邊帶。假設(shè)我們保留上邊帶，那么頻譜可以通過對雙邊帶調(diào)制信號的頻譜進行下述操作得到：

S(f)=S_AM(f)δ(ffcf)

其中，S_AM(f)是調(diào)幅信號的頻譜，根據(jù)前面的計算，S_AM(f)=A^2/2[δ(ffcf)δ(ffcf)δ(ffcf)δ(