湖南高速铁路职业技术学院《无线传感网络》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《无线传感网络》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个光通信系统中，使用了掺铒光纤放大器（EDFA）来放大光信号。若输入光功率为0dBm，放大器的增益为20dB，那么输出光功率是多少？（）A.10dBmB.20dBmC.30dBmD.40dBm2、在通信网络中，网络拓扑结构对网络性能有重要影响。以下哪种拓扑结构具有较高的可靠性但布线复杂？（）A.星型拓扑B.环型拓扑C.网状拓扑D.总线型拓扑3、在通信系统的信号调制方式中，ASK（幅移键控）的特点包括以下方面，错误的是（）A.实现简单B.抗噪声性能较好C.频谱效率较低D.功率利用率低4、在数字通信系统中，若采用循环冗余校验（CRC），生成多项式为G(x)=x^4+x+1，信息码为101010，计算校验码为多少？（）A.0100B.1001C.1100D.00115、在数字通信系统中，脉冲编码调制（PCM）是一种常用的模拟信号数字化方法。若采用均匀量化，量化级数为128，则编码位数为：（）A.7B.8C.9D.106、在通信系统的数字信号处理中，FIR（有限脉冲响应）滤波器具有一定的特性。以下关于FIR滤波器的描述，不正确的是（）A.总是稳定的B.实现方便C.相位特性较好D.滤波效果不如IIR滤波器7、在一个通信系统中，若噪声功率谱密度为10^(-12)W/Hz，系统带宽为10MHz，则噪声功率为（）A.-20dBmB.-10dBmC.0dBmD.10dBm8、在一个光纤通信系统中，光源的谱线宽度为2nm，工作波长为1310nm，光纤的色散系数为3.5ps/(nm·km)。则100km光纤的脉冲展宽为（）A.70psB.350psC.700psD.1400ps9、在一个卫星通信系统中，卫星轨道高度为36000公里，地球站发射频率为6GHz，接收频率为4GHz。若考虑自由空间传播损耗，那么地球站的接收功率与发射功率之比大约为多少？（）A.-180dBB.-200dBC.-220dBD.-240dB10、对于通信系统中的多输入多输出（MIMO）技术，以下关于其分类的描述，哪项是不准确的？（）A.空间复用MIMOB.波束赋形MIMOC.分集MIMOD.频率复用MIMO11、在通信系统的多址接入技术中，码分多址（CDMA）具有独特的优势。以下关于CDMA的描述，错误的是（）A.可以实现多个用户共享同一频段B.抗干扰能力强C.系统容量不受限于频率D.不需要严格的功率控制12、在通信系统的性能评估中，以下关于信噪比的说法，哪项是不正确的？（）A.信噪比越高，通信质量越好B.可以通过增加发射功率无限提高C.是衡量信号与噪声强度比的指标D.对数字通信和模拟通信的意义相同13、在通信系统的网络切片技术中，以下关于其概念和作用的描述，错误的是（）A.为不同应用提供定制化网络服务B.提高网络资源利用率C.增加了网络的复杂性D.只适用于5G网络14、在一个时分复用（TDM）系统中，有4个用户，每个用户的数据速率为1Mbps，帧长为20ms。则系统的传输速率为（）A.4MbpsB.8MbpsC.16MbpsD.32Mbps15、在通信系统的跨层设计中，以下关于其目的的描述，哪项是不正确的？（）A.优化系统整体性能B.打破层间的严格界限C.增加系统复杂度D.提高资源利用效率16、对于卫星通信中的上行链路和下行链路，以下关于它们的描述，哪项是错误的？（）A.上行链路是从地面站到卫星B.下行链路的信号强度通常高于上行链路C.二者的工作频率相同D.链路性能会受到天气影响17、在通信系统的信号复用技术中，波分复用（WDM）主要用于光纤通信。以下关于WDM的描述，正确的是：（）A.不同波长的光信号在同一根光纤中传输B.不同频率的光信号在同一根光纤中传输C.不同偏振态的光信号在同一根光纤中传输D.不同速率的光信号在同一根光纤中传输18、在移动通信系统中，切换决策通常基于多个参数。除了信号强度外，以下哪个参数也经常被考虑？（）A.移动速度B.信号质量C.终端类型D.以上都是19、在一个基于TCP/IP协议的通信系统中，IP地址用于标识网络中的主机。当数据包在网络中传输时，以下哪种情况可能导致IP地址的改变？（）A.经过路由器转发B.通过不同类型的网络C.进行网络地址转换D.以上都有可能20、在通信系统的调制方式中，相移键控（PSK）和频移键控（FSK）是常见的方式。若要在相同的带宽内传输更高的数据速率，以下哪种调制方式更合适？（）A.PSKB.FSKC.幅度键控（ASK）D.正交幅度调制（QAM）二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在通信系统的信道容量计算中，香农公式的含义和应用，分析影响信道容量的因素。2、（本题5分）详细说明通信系统中的虚拟网络功能（VNF）的概念和实现方式。分析VNF在网络功能虚拟化（NFV）中的作用和优势，并举例说明VNF在电信网络中的应用。3、（本题5分）详细阐述通信系统中的分集技术，如空间分集、频率分集和时间分集，分析它们在对抗衰落方面的原理和效果。4、（本题5分）解释通信系统中的低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa、NB-IoT等的特点和应用场景。分析LPWAN技术在物联网中的优势和面临的挑战，并说明LPWAN技术的发展趋势。5、（本题5分）解释通信系统中信道编码的作用，列举几种常见的信道编码方式，并分析它们在提高通信可靠性方面的原理。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于可见光通信技术的室内定位系统，精度达到米级，说明光源布局、信号接收及处理算法。2、（本题5分）设计一个基于认知无线电技术的频谱共享系统，主用户和次用户的频段分别为1GHz-2GHz和2GHz-3GHz。确定频谱感知算法和频谱分配策略，设计通信模块和控制机制，并分析系统的频谱利用率和对主用户的干扰。3、（本题5分）设计一个基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统，实时采集桥梁结构数据，说明传感器节点的部署和通信协议。4、（本题5分）为一个山区的地质灾害监测预警通信系统进行设计，实现实时数据传输和远程控制，选择可靠的通信技术和供电方案。5、（本题5分）为一个大型数据中心设计内部高速通信网络，实现服务器之间的低延迟数据交换，包括网络拓扑、交换机选型及路由策略。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）探讨通信技术在体育训练中的应用，如运动员数据监测与分析、训练视频远程指导、运动场馆通信设施等方面，研究如何借助通信技术提升体育训练的科学性和效果，以及在体育训练中通信技