电子信息工程通信技术测试卷

电子信息工程通信技术测试卷姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.通信系统模型的基本组成是什么？

A.发送器、传输介质、接收器和反馈环路

B.发送器、信号处理单元、接收器、噪声源和干扰

C.发送器、调制器、信道、解调器和接收器

D.信号源、放大器、滤波器和接收器

2.模拟信号与数字信号的区别是什么？

A.模拟信号是连续的，数字信号是离散的

B.模拟信号需要高频率，数字信号需要低频率

C.模拟信号的抗干扰能力比数字信号强

D.数字信号不能传输模拟信号，只能传输数字信号

3.概率论与数理统计在通信系统中有什么应用？

A.用于信道编码和解码

B.用于信号检测和估计

C.用于系统设计和优化

D.以上都是

4.信号的时域分析主要有哪些方法？

A.快速傅里叶变换（FFT）

B.求导和积分

C.拉普拉斯变换和z变换

D.以上都是

5.信号频域分析有哪些主要方法？

A.离散傅里叶变换（DFT）

B.窗函数和频谱平滑

C.频谱分析和滤波

D.以上都是

6.调制和解调技术的作用是什么？

A.提高信噪比

B.扩展频带宽度

C.降低信号传输速率

D.以上都是

7.传输信道对信号有哪些影响？

A.信号衰减

B.增加噪声

C.信号失真

D.以上都是

8.通信系统的抗干扰功能如何评价？

A.噪声功率

B.信噪比

C.增益

D.误码率

答案及解题思路：

1.答案：C

解题思路：通信系统模型通常包括发送器、调制器、信道、解调器和接收器，故选择C。

2.答案：A

解题思路：模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的，这是它们最基本的不同，故选择A。

3.答案：D

解题思路：概率论与数理统计在信道编码、信号检测、系统设计及优化等多个方面都有应用，故选择D。

4.答案：D

解题思路：信号的时域分析包括快速傅里叶变换（FFT）、求导、积分、拉普拉斯变换和z变换等方法，故选择D。

5.答案：D

解题思路：信号的频域分析包括离散傅里叶变换（DFT）、窗函数、频谱平滑、频谱分析和滤波等方法，故选择D。

6.答案：D

解题思路：调制和解调技术可以同时提高信噪比、扩展频带宽度以及降低信号传输速率，故选择D。

7.答案：D

解题思路：传输信道会对信号产生衰减、增加噪声和失真的影响，故选择D。

8.答案：B

解题思路：通信系统的抗干扰功能通常通过信噪比来评价，故选择B。二、填空题1.通信系统通常分为______模拟通信系统______和______数字通信系统______。

2.模拟通信系统主要采用______调幅(AM)______调制，数字通信系统主要采用______脉冲编码调制(PCM)______调制。

3.数字信号处理的基本工具是______傅里叶变换______。

4.通信系统的主要功能指标有______有效性______和______可靠性______。

5.通信信道可以分为______基带信道______和______频带信道______。

6.通信系统的同步问题包括______位同步______、______群同步______和______帧同步______。

答案及解题思路：

答案：

1.模拟通信系统数字通信系统

2.调幅(AM)脉冲编码调制(PCM)

3.傅里叶变换

4.有效性可靠性

5.基带信道频带信道

6.位同步群同步帧同步

解题思路：

1.通信系统按信号形式分为模拟和数字两种，这是根据信号在传输过程中是否经过数字化处理来区分的。

2.模拟通信系统在传输过程中，通常采用调幅(AM)调制，而数字通信系统则主要采用脉冲编码调制(PCM)。

3.数字信号处理中，傅里叶变换是分析信号频率成分的基本工具。

4.通信系统的有效性指的是系统传输信息的效率，而可靠性则是指系统在传输过程中抵抗干扰的能力。

5.通信信道根据信号传输的频率范围，可以分为基带信道和频带信道。基带信道传输的是未经调制的信号，频带信道传输的是经过调制的信号。

6.通信系统的同步问题包括位同步、群同步和帧同步，这些都是为了保证接收端正确接收和解释发送端的信息。位同步是保证接收端正确接收每一位信息，群同步是保证接收端正确接收一串信息，帧同步是保证接收端正确接收一帧信息。三、判断题1.通信系统的基本模型是单入单出（SISO）模型。（×）

解题思路：通信系统的基本模型通常包括单入单出（SISO）和多入多出（MIMO）模型。SISO模型表示一个输入信号通过一个信道传输到输出端，而MIMO模型则可以同时处理多个输入信号，因此不能说通信系统的基本模型仅仅是SISO模型。

2.数字信号具有抗干扰能力强、易于处理等优点。（√）

解题思路：数字信号相比模拟信号，由于其离散性，在传输过程中具有较强的抗干扰能力，且数字信号的处理相对简单，可以通过数字电路实现。

3.模拟通信系统的信号传输速率较慢，抗干扰能力较差。（√）

解题思路：模拟通信系统由于信号连续，容易受到噪声和干扰的影响，且模拟信号的传输速率通常不如数字信号快。

4.数字信号的频谱特性优于模拟信号。（×）

解题思路：数字信号的频谱特性并不一定优于模拟信号。数字信号通常需要通过调制过程才能在特定频带输，而模拟信号可以直接利用其频谱特性。

5.通信信道中的噪声可以分为热噪声和干扰。（√）

解题思路：通信信道中的噪声通常分为两大类：热噪声（由信道本身的随机热运动产生）和干扰（由外部或内部干扰源引起）。

6.通信系统的同步功能对系统整体功能影响不大。（×）

解题思路：通信系统的同步功能对系统整体功能，特别是在数字通信系统中，不正确的同步会导致信号失真和通信错误。

7.信号的时域分析和频域分析是等效的。（×）

解题思路：信号的时域分析和频域分析虽然提供了信号的不同视角，但它们并不是等效的。时域分析关注信号随时间的变化，而频域分析关注信号的频率成分，两者提供的信息不同。四、简答题1.简述模拟信号和数字信号的区别。

解答：

模拟信号是连续变化的信号，它可以是任何幅值和频率，如声音、光信号等。而数字信号是离散的，它由一组特定的符号（通常是二进制数）组成，表示了信息的不同状态。

解题思路：

描述模拟信号和数字信号的连续性与离散性。

指出模拟信号和数字信号表示信息的方式不同。

2.简述数字调制的基本原理。

解答：

数字调制是将数字信号转换成适合在传输信道中传输的模拟信号的过程。基本原理包括：

调制：将数字信息加载到载波上，改变载波的某些特性（如幅度、频率或相位）。

解调：从接收到的模拟信号中提取出数字信息。

解题思路：

解释数字调制的基本概念。

说明调制和解调在数字调制过程中的作用。

3.简述通信系统的抗干扰功能评价方法。

解答：

通信系统的抗干扰功能评价方法包括：

误码率（BER）：衡量在传输过程中错误码元的比例。

信噪比（SNR）：信号与噪声的功率比，反映了信号的质量。

信道容量：在特定条件下，信道能传输的最大数据速率。

解题思路：

描述三种评价方法及其定义。

解释这些方法如何衡量通信系统的抗干扰功能。

4.简述传输信道对信号的影响。

解答：

传输信道对信号的影响包括：

延迟：信号传播时间增加。

传输损耗：信号强度随距离衰减。

带宽限制：信道只能传输特定频率范围的信号。

噪声干扰：外部或内部噪声影响信号质量。

解题思路：

描述传输信道可能产生的影响。

解释这些影响如何影响信号传输。

5.简述通信系统同步问题的类型及其作用。

解答：

通信系统同步问题包括：

位同步：保证接收器正确识别每个比特的开始和结束。

载波同步：保持发送和接收载波的频率和相位一致。

时钟同步：保证发送和接收设备的时钟同步。

解题思路：

列举同步问题的三种类型。

说明每种同步问题在通信系统中的作用。

答案及解题思路：

答案：

1.模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。

2.数字调制将数字信息加载到载波上，通过调制和解调实现信号的传输。

3.通信系统的抗干扰功能通过误码率、信噪比和信道容量来评价。

4.传输信道对信号的影响包括延迟、传输损耗、带宽限制和噪声干扰。

5.通信系统同步问题包括位同步、载波同步和时钟同步，保证信号的正确传输。

解题思路：

针对每个问题，先理解问题所涉及的概念和原理。

按照问题描述，简洁明了地回答问题。

结合实际案例，阐述解题思路和答案的正确性。五、论述题1.试论述数字信号处理在通信系统中的应用。

（1）数字信号处理技术在信号传输与接收过程中的作用

（2）数字信号处理在调制解调中的应用

（3）数字信号处理在通信信号滤波与干扰消除中的应用

2.试论述通信系统同步功能对系统功能的影响。

（1）通信系统同步功能的重要性

（2）同步功能对误码率、通信效率等方面的影响

（3）提高通信系统同步功能的措施

3.试论述传输信道对通信系统功能的影响。

（1）传输信道的类型及特点

（2）信道对信号传输功能的影响

（3）降低传输信道影响的方法

答案及解题思路：

1.答案：

（1）数字信号处理技术在通信系统中的信号传输与接收过程中起到了的作用。通过对信号的采样、量化、编码、解码等处理，可以保证信号的完整性和有效性，提高通信系统的可靠性和抗干扰能力。

（2）在调制解调过程中，数字信号处理技术可以对模拟信号进行数字调制，再将数字信号进行解调，以适应数字传输的要求。

（3）数字信号处理在通信信号滤波与干扰消除中起到了关键作用，可以提高通信质量，降低误码率。

解题思路：

针对此题，需要先阐述数字信号处理在信号传输与接收、调制解调以及信号滤波与干扰消除等方面的应用。结合具体案例和实例，分析数字信号处理在提高通信系统功能方面的作用。

2.答案：

（1）通信系统同步功能对于系统功能具有重要意义。良好的同步功能可以降低误码率、提高通信效率和稳定性。

（2）同步功能对误码率、通信效率等方面有显著影响，良好的同步功能可以有效提高系统功能。

（3）为提高通信系统同步功能，可以采取多种措施，如采用同步信号、增加同步设备等。

解题思路：

首先阐述通信系统同步功能的重要性，然后分析同步功能对系统功能的影响。结合具体措施和方法，提高通信系统同步功能。

3.答案：

（1）传输信道对通信系统功能具有重要影响，包括信号传输速度、可靠性等方面。

（2）传输信道对信号传输功能的影响主要体现在信道特性、噪声等方面。

（3）降低传输信道影响的方法有采用高增益天线、信道编码等技术。

解题思路：

首先分析传输信道对通信系统功能的影响，包括信号传输速度、可靠性等方面。然后探讨信道特性、噪声等因素对信号传输功能的影响。介绍降低传输信道影响的方法和技术。六、设计题1.设计一个模拟信号与数字信号的转换电路。

设计要求：

该电路能够将模拟信号（例如音频信号）转换为数字信号。

输入信号的频率范围为20Hz至20kHz。

输出数字信号应满足特定的量化位数，如8位或12位。

电路应具备适当的抗干扰能力。

提供电路原理图和关键元件的选择说明。

2.设计一个通信系统的抗干扰滤波器。

设计要求：

该滤波器用于消除通信系统中的噪声干扰。

滤波器应适用于特定的通信频率范围，如900MHz至2.4GHz。

设计应考虑滤波器的带宽、插入损耗和选择性等因素。

提供滤波器的电路设计，包括元件选择和计算过程。

3.设计一个通信系统的同步信号产生电路。

设计要求：

该电路用于产生通信系统所需的同步信号。

同步信号应具有稳定的频率和相位。

电路应能够适应不同的通信协议和速率。

提供电路原理图和同步信号产生方法的具体说明。

答案及解题思路：

1.模拟信号与数字信号转换电路

答案：

1.采用模数转换器（ADC）作为核心组件。

2.设计一个预放大电路以适应输入信号的幅度。

3.使用采样保持电路保证采样精度。

4.选择合适的ADC芯片，如ADC0804或ADC1210。

5.设计输出电路以适配数字信号处理需求。

解题思路：

确定输入信号特性，选择合适的ADC。

设计预放大和采样保持电路以优化信号质量。

根据输出需求，设计后处理电路。

2.通信系统抗干扰滤波器

答案：

1.使用LC滤波器作为主要滤波元件。

2.根据通信频率范围设计LC滤波器的参数。

3.选择合适的电感和电容值以实现所需的带宽和选择性。

4.考虑滤波器的插入损耗和品质因数（Q）。

解题思路：

确定干扰频率范围和通信频率。

设计LC滤波器参数，优化带宽和选择性。

计算并选择合适的电感和电容值。

3.通信系统同步信号产生电路

答案：

1.使用晶振振荡器作为频率源。

2.设计分频器以产生所需的同步信号频率。

3.使用相位锁环（PLL）技术保持同步信号的稳定性。

4.提供电路图和元件选择说明。

解题思路：

选择合适的晶振振荡器频率。

设计分频器以实现精确的同步信号频率。

利用PLL技术保证同步信号的相位稳定性。七、综合应用题1.某通信系统采用16QAM调制，求其有效传输速率和符号速率。

解答：

符号速率（Rb）可以通过以下公式计算：

\[R_b=\frac{B}{\log_2(M)}\]

其中，B是符号的比特数，M是调制阶数。对于16QAM，M=16。

计算符号速率：

\[R_b=\frac{1}{\log_2(16)}=\frac{1}{4}\text{bit/symbol}\]

有效传输速率（R）是每个符号携带的比特数乘以符号速率：

\[R=M\timesR_b\]

\[R=16\times\frac{1}{4}=4\text{bit/s}\]

2.已知通信系统的信号带宽为1MHz，传输距离为100km，试计算该系统的信噪比。

解答：

信噪比（SNR）可以通过以下公式计算：

\[SNR=\frac{P_{signal}}{P_{noise}}\]

其中，\(P_{signal}\)是信号的功率，\(P_{noise}\)是噪声的功率。

对于实际通信系统，信噪比也可以用电压或功率的比率来表示。假设信号带宽为BHz，传输距离为d，我们可以使用以下公式估算自由空间路径损耗（L）：

\[L=32.420\log_{10}(f)20\log_{10}(d)\]

其中，f是频率（以MHz为单位），d是距离（以公里为单位）。

将给定的值代入公式：

\[L=32.420\log_{10}(1)20\log_{10}(100)\]

\[L=32.420\times020\times2\]

\[L=32.440\]

\[L=72.4\text{dB}\]

假设我们使用一个典型的接收天线增益（例如G=20dB），我们可以使用以下公式来估算信噪比：

\[SNR=LG\]

\[SNR=72.420\]

\[SNR=92.4\text{dB}\]

3.设计一个通信系统，要求传输速率为2Mbps，采用FDM方式，信道带宽为20MHz，求每个子信道的带宽和传输速率。

解答：

FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）是一种将多个信