通信原理与数字信号处理题库

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.通信系统的基本模型包括哪些？

A.发送端、传输信道、接收端

B.发送器、调制器、传输介质、解调器、接收器

C.信息源、信源编码、信道编码、解码、信宿

D.噪声源、信噪比、传输距离、调制类型、解调类型

2.模拟信号与数字信号的主要区别是什么？

A.模拟信号是连续的，数字信号是离散的

B.模拟信号可以无限变化，数字信号只能取有限个值

C.模拟信号可以通过模拟调制进行传输，数字信号可以通过数字调制进行传输

D.以上都是

3.下列哪个不属于模拟调制方式？

A.振幅调制（AM）

B.频率调制（FM）

C.恒定包络调制

D.相位调制（PM）

4.数字调制的基本原理是什么？

A.将数字信号转换为模拟信号

B.将模拟信号转换为数字信号

C.利用模拟调制技术将数字信号转换为适合在信道中传输的形式

D.利用数字调制技术将模拟信号转换为适合在信道中传输的形式

5.下列哪个不是数字信号处理的基本步骤？

A.采样

B.量化

C.编码

D.线性滤波

6.采样定理的结论是什么？

A.当采样频率大于信号最高频率的两倍时，可以无失真地恢复信号

B.当采样频率小于信号最高频率的两倍时，可以无失真地恢复信号

C.当采样频率等于信号最高频率的两倍时，可以无失真地恢复信号

D.当采样频率大于信号最高频率的四倍时，可以无失真地恢复信号

7.数字滤波器的类型有哪些？

A.低通滤波器

B.高通滤波器

C.滤波器组

D.以上都是

8.频域与时域的关系是什么？

A.频域是时域的傅里叶变换

B.时域是频域的傅里叶逆变换

C.频域与时域是不同的域，但可以通过傅里叶变换相互转换

D.以上都是

答案及解题思路：

1.答案：B

解题思路：通信系统的基本模型通常包括发送器、调制器、传输介质、解调器、接收器等组成。选项B是正确的。

2.答案：D

解题思路：模拟信号与数字信号的主要区别在于它们的连续性和取值范围。选项D是正确的。

3.答案：C

解题思路：模拟调制方式包括振幅调制、频率调制、相位调制等。恒定包络调制不属于模拟调制方式。

4.答案：C

解题思路：数字调制的基本原理是利用模拟调制技术将数字信号转换为适合在信道中传输的形式。

5.答案：D

解题思路：数字信号处理的基本步骤包括采样、量化、编码等，线性滤波不是基本步骤。

6.答案：A

解题思路：采样定理指出，当采样频率大于信号最高频率的两倍时，可以无失真地恢复信号。

7.答案：D

解题思路：数字滤波器的类型包括低通滤波器、高通滤波器、滤波器组等。

8.答案：D

解题思路：频域与时域是不同的域，但可以通过傅里叶变换相互转换。二、填空题1.通信系统的三个基本要素是信息源、传输信道、接收设备。

2.数字信号处理的基本步骤包括采样、量化、编码。

3.采样定理要求采样频率至少是信号最高频率的2倍。

4.模拟调制的方式包括调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）。

5.数字滤波器的类型包括FIR滤波器、IIR滤波器、有源滤波器、无源滤波器。

答案及解题思路：

1.答案：信息源、传输信道、接收设备

解题思路：通信系统由三个基本要素组成，信息源产生原始信息，传输信道负责将信息传递，接收设备负责接收和解码信息。

2.答案：采样、量化、编码

解题思路：数字信号处理过程中，首先需要对模拟信号进行采样，然后进行量化，最后进行编码，以便进行后续处理。

3.答案：2

解题思路：根据奈奎斯特采样定理，为了保证信号无失真，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍。

4.答案：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）

解题思路：模拟调制是指将信息信号叠加到载波上，模拟调制方式主要有调幅、调频和调相三种。

5.答案：FIR滤波器、IIR滤波器、有源滤波器、无源滤波器

解题思路：数字滤波器按照结构可分为FIR滤波器和IIR滤波器，有源滤波器和无源滤波器是根据滤波器中是否含有有源元件来区分的。三、判断题1.通信系统只包括发送端和接收端。

解答：错误。

解题思路：通信系统不仅包括发送端和接收端，还包括传输介质、信道编码、调制解调、放大器等组成部分。

2.模拟信号与数字信号在传输过程中都可以进行调制。

解答：正确。

解题思路：调制是将信息信号转换为适合传输的信号的过程，无论是模拟信号还是数字信号，都可以通过调制进行传输。

3.数字调制可以提高信号的抗干扰能力。

解答：正确。

解题思路：数字调制相比模拟调制，具有更好的抗干扰能力，因为数字信号在传输过程中可以采用纠错编码技术，提高信号的抗干扰能力。

4.采样定理要求采样频率高于信号最高频率。

解答：正确。

解题思路：根据采样定理，为了不失真地恢复原信号，采样频率必须高于信号最高频率的两倍。

5.数字滤波器可以实现模拟滤波器无法实现的滤波效果。

解答：正确。

解题思路：数字滤波器可以通过软件编程实现，具有更高的灵活性，可以实现模拟滤波器无法实现的滤波效果。四、简答题1.简述通信系统的基本模型。

通信系统的基本模型包括发送端、传输信道、接收端和信号处理单元。发送端负责将信息源产生的信号转换成适合传输的信号，传输信道用于信号传输，接收端将接收到的信号转换回信息源原始信号，信号处理单元负责对信号进行放大、滤波、调制、解调等处理。

2.简述模拟信号与数字信号的主要区别。

模拟信号与数字信号的主要区别在于信号的表达形式和表示方式。模拟信号是连续变化的信号，其幅度和频率可以连续取值；而数字信号是离散变化的信号，其幅度和频率只能取有限个离散值。

3.简述数字调制的基本原理。

数字调制的基本原理是将数字信号与载波信号进行数学运算，产生新的信号，该信号携带有数字信息。数字调制方法主要包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。

4.简述数字信号处理的基本步骤。

数字信号处理的基本步骤包括：信号采集、预处理、滤波、特征提取、分类、决策和输出。其中，预处理包括信号去噪、归一化等；滤波包括低通、高通、带通等；特征提取包括时域、频域和时频域等；分类和决策包括监督学习和无监督学习等。

5.简述采样定理的结论。

采样定理的结论是：如果信号的最高频率分量为\(f_m\)，那么采样频率必须大于或等于\(2f_m\)，才能保证恢复出原始信号。即采样定理公式为：\(f_s\geq2f_m\)，其中\(f_s\)为采样频率。

答案及解题思路：

1.答案：通信系统的基本模型包括发送端、传输信道、接收端和信号处理单元。解题思路：根据通信系统的基本组成部分，描述各部分的功能和作用。

2.答案：模拟信号与数字信号的主要区别在于信号的表达形式和表示方式。解题思路：分析模拟信号和数字信号的特性，总结其区别。

3.答案：数字调制的基本原理是将数字信号与载波信号进行数学运算，产生新的信号，该信号携带有数字信息。解题思路：了解数字调制的基本方法，阐述其原理。

4.答案：数字信号处理的基本步骤包括信号采集、预处理、滤波、特征提取、分类、决策和输出。解题思路：根据数字信号处理的基本流程，描述各步骤的作用。

5.答案：采样定理的结论是：如果信号的最高频率分量为\(f_m\)，那么采样频率必须大于或等于\(2f_m\)，才能保证恢复出原始信号。解题思路：了解采样定理的基本原理，阐述其结论。五、计算题1.已知某信号的最高频率为3000Hz，求其采样频率。

解题思路：根据奈奎斯特定理，采样频率应至少是信号最高频率的两倍。

解题步骤：

信号最高频率\(f_{\text{max}}=3000\)Hz

采样频率\(f_s\geq2\timesf_{\text{max}}\)

\(f_s\geq2\times3000\)Hz

\(f_s\geq6000\)Hz

答案：采样频率应不小于6000Hz。

2.已知某模拟信号经过采样、量化、编码后的信号码率为8kHz，求其量化后的比特数。

解题思路：信号码率与量化比特数的关系是码率等于比特数乘以采样频率。

解题步骤：

信号码率\(R=8\)kHz

假设采样频率\(f_s\)为某个值（具体值不影响比特数的计算）

量化比特数\(n\)=\(\frac{R}{f_s}\)

\(n\)=\(\frac{8000}{f_s}\)

答案：量化比特数\(n\)取决于采样频率\(f_s\)，没有具体采样频率无法确定。

3.已知某数字信号经过8位量化后的最小量化单位为0.1，求其最大幅度。

解题思路：最小量化单位与量化比特数的关系可以用来计算最大幅度。

解题步骤：

量化比特数\(n=8\)

最小量化单位\(q=0.1\)

最大幅度\(A_{\text{max}}=q\times2^n\)

\(A_{\text{max}}=0.1\times2^8\)

\(A_{\text{max}}=0.1\times256\)

\(A_{\text{max}}=25.6\)

答案：最大幅度为25.6。

4.已知某模拟信号经过调制后的频率为10MHz，求其调制指数。

解题思路：调制指数是调制信号幅度与未调制信号幅度之比。

解题步骤：

调制后频率\(f_{\text{mod}}=10\)MHz

未调制信号幅度\(A_{\text{unmod}}\)和调制信号幅度\(A_{\text{mod}}\)未给出

调制指数\(m=\frac{A_{\text{mod}}}{A_{\text{unmod}}}\)

答案：没有未调制信号幅度，无法计算调制指数。

5.已知某数字信号经过数字滤波器后的频谱，求其滤波器类型。

解题思路：通过分析滤波器后的频谱，可以判断滤波器的类型。

解题步骤：

观察滤波器后的频谱图

根据频谱的变化（如通带、阻带、过渡带等）判断滤波器类型

例如如果频谱在某个频率范围内被显著削减，可能是低通滤波器；如果频谱在某个频率范围内被增强，可能是带通滤波器等。

答案：需要具体频谱图来判断滤波器类型。

答案及解题思路：

1.答案：采样频率应不小于6000Hz。

解题思路：根据奈奎斯特定理，采样频率至少是信号最高频率的两倍。

2.答案：量化比特数\(n\)取决于采样频率\(f_s\)，没有具体采样频率无法确定。

解题思路：信号码率与量化比特数的关系是码率等于比特数乘以采样频率。

3.答案：最大幅度为25.6。

解题思路：最小量化单位与量化比特数的关系可以用来计算最大幅度。

4.答案：没有未调制信号幅度，无法计算调制指数。

解题思路：调制指数是调制信号幅度与未调制信号幅度之比。

5.答案：需要具体频谱图来判断滤波器类型。

解题思路：通过分析滤波器后的频谱，可以判断滤波器的类型。六、论述题1.论述通信系统的抗干扰功能与哪些因素有关。

a.抗干扰功能概述

b.信号传输介质对抗干扰功能的影响

c.系统设计参数对抗干扰功能的影响

d.数字信号处理技术对抗干扰功能的提升

e.系统测试与优化对抗干扰功能的影响

2.论述数字信号处理在通信系统中的应用。

a.数字滤波器在信号处理中的应用

b.信号调制与解调中的数字信号处理

c.信号压缩与解压缩中的数字信号处理

d.信道编码与解码中的数字信号处理

e.信号同步与跟踪中的数字信号处理

3.论述数字调制在通信系统中的优势。

a.数字调制的定义与分类

b.数字调制在提高通信质量方面的优势

c.数字调制在抗干扰功能方面的优势

d.数字调制在降低传输带宽方面的优势

e.数字调制在提高通信效率方面的优势

4.论述数字滤波器在通信系统中的作用。

a.数字滤波器的定义与分类

b.数字滤波器在信号预处理中的作用

c.数字滤波器在信号解调中的作用

d.数字滤波器在信道均衡中的作用

e.数字滤波器在信号同步中的作用

5.论述采样定理在实际应用中的意义。

a.采样定理的基本原理

b.采样定理在数字信号处理中的应用

c.采样定理在通信系统中的应用

d.采样定理在信号传输中的应用

e.采样定理在信号恢复中的应用

答案及解题思路：

1.答案：通信系统的抗干扰功能与信号传输介质、系统设计参数、数字信号处理技术、系统测试与优化等因素有关。

解题思路：首先介绍抗干扰功能的基本概念，然后分别阐述信号传输介质、系统设计参数、数字信号处理技术、系统测试与优化等因素对通信系统抗干扰功能的影响。

2.答案：数字信号处理在通信系统中的应用主要包括数字滤波器、信号调制与解调、信号压缩与解压缩、信道编码与解码、信号同步与跟踪等方面。

解题思路：首先介绍数字信号处理的基本概念，然后分别阐述其在各个方面的应用，并结合实际案例进行说明。

3.答案：数字调制在通信系统中的优势包括提高通信质量、抗干扰功能、降低传输带宽、提高通信效率等。

解题思路：首先介绍数字调制的定义与分类，然后分别阐述其在提高通信质量、抗干扰功能、降低传输带宽、提高通信效率等方面的优势。

4.答案：数字滤波器在通信系统中的作用包括信号预处理、信号解调、信道均衡、信号同步等。

解题思路：首先介绍数字滤波器的定义与分类，然后分别阐述其在信号预处理、信号解调、信道均衡、信号同步等方面的作用。

5.答案：采样定理在实际应用中的意义包括在数字信号处理、通信系统、信号传输、信号恢复等方面的应用。

解题思路：首先介绍采样定理的基本原理，然后分别阐述其在数字信号处理、通信系统、信号传输、信号恢复等方面的应用。七、设计题1.设计一个简单的数字调制解调系统。

设计目的：实现信号的调制与解调，完成信号的传输。

设计要求：

1.1选用合适的调制方式（如QPSK、PSK等）。

1.2设计调制器和解调器的具体实现方案。

1.3分析系统的功能，如误码率、信噪比等。

2.设计一个数字滤波器，对特定信号进行滤波。

设计目的：对特定信号进行滤波处理，提取有用信息。

设计要求：

2.1确定滤波器类型（如低通、高通、带通等）。

2.2设计滤波器的具体参数，如截止频率、滤波器阶数等。

2.3分析滤波器对信号的影响，如通带、阻带等。

3.设计一个采样与量化电路，对模拟信号进行数字化处理。

设计目的：将模拟信号转换为数字信号，便于后续处理。

设计要求：

3.1设计采样频率，保证采样定理满足。

3.2设计量化位数，满足信号精度要求。

3.3分析采样与量化电路对信号的影响。

4.设计一个数字调制解调器，实现模拟信号的传输。

设计目的：实现模拟信号的传输，提高传输质量。

设计要求：

4.1选用合适的调制方式，如QAM、FSK等。

4.2设计调制器和解调器的具体实现方案。

4.3分析系统的功能，如误码率、信噪比等。

5.设计一个数字滤波器，对语音信号进行降噪处理。

设计目的：对语音信号进行降噪处理，提高通话质量。

设计要求：

5.1确定滤波器类型，如自