电子信息工程无线通信原理知识考点梳理与解析

电子信息工程无线通信原理知识考点梳理与解析姓名_________________________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.无线通信的基本工作原理是什么？

A.发射器发送电磁波，接收器接收并解析这些电磁波。

B.使用有线连接传输信号。

C.仅通过声波传播信息。

D.通过量子传输实现信息交换。

2.无线通信中，调制和解调的主要作用是什么？

A.提高通信频率。

B.改变信号的形式以适应无线传播。

C.增强信号强度。

D.降低信号频率。

3.载波调制有哪几种基本类型？

A.调频和调幅。

B.调相和调频。

C.调频、调幅和调相。

D.仅调幅。

4.调频(FM)和调幅(AM)的区别是什么？

A.调频用于传输音频，调幅用于传输视频。

B.调频调制信号中频率变化，调幅调制信号中幅度变化。

C.调频和调幅都用于调制频率。

D.调频比调幅抗干扰能力强。

5.调制信号的带宽与什么因素有关？

A.发送信号的频率。

B.载波信号的频率。

C.发送信号的最高频率。

D.调制和解调器的类型。

6.数字调制中，QAM和PSK的区别是什么？

A.QAM是一种线性调制，PSK是一种非线性调制。

B.QAM调制两个载波，PSK调制一个载波。

C.QAM用于调制相位，PSK用于调制振幅。

D.QAM的信号传输速率比PSK低。

7.无线通信中的多径效应是什么？

A.由于信号反射导致的信号到达接收器的路径长度差异。

B.发射器接收器之间的距离变化。

C.无线信号因干扰而失真。

D.无线信号的传播速度减慢。

8.无线通信中，什么是信号的多普勒频移？

A.信号频率随传播介质变化而变化的现象。

B.由于移动发射器或接收器导致信号频率变化。

C.无线信号受到环境温度变化的影响。

D.无线信号的能量密度增加。

答案及解题思路：

1.答案：A

解题思路：无线通信利用电磁波传输信息，发射器产生电磁波，接收器接收这些波并解析其中的信息。

2.答案：B

解题思路：调制是将基带信号转换成适合传输的频带信号，解调则是相反的过程，用于从接收到的信号中提取原始信息。

3.答案：C

解题思路：载波调制主要包括调频、调幅和调相，这些都是通过改变载波的某些属性（频率、幅度或相位）来传递信息。

4.答案：B

解题思路：调频通过改变载波频率来调制信号，而调幅通过改变载波幅度来调制信号，两者的区别在于频率和幅度的变化。

5.答案：C

解题思路：调制信号的带宽通常取决于调制信号的最高频率分量。

6.答案：B

解题思路：QAM（QuadratureAmplitudeModulation）使用四个状态来调制信号，而PSK（PhaseShiftKeying）使用两个或更多状态来调制相位。

7.答案：A

解题思路：多径效应是由于信号在不同路径播到达接收器，导致接收到的信号相位和强度不一致。

8.答案：B

解题思路：多普勒频移是指当发射器或接收器移动时，接收到的信号频率会发生变化。二、填空题1.无线通信系统主要由哪些部分组成？

答案：无线通信系统主要由发射端、传输信道、接收端和信号处理单元组成。

2.调制信号的频率带宽与什么因素有关？

答案：调制信号的频率带宽与基带信号的频率成分、调制方式以及调制指数等因素有关。

3.调制器的作用是将什么信号转换为什么信号？

答案：调制器的作用是将基带信号转换成适合在信道中传输的频带信号。

4.调制信号的带宽与什么因素有关？

答案：调制信号的带宽与载波频率、调制方式以及调制信号的频谱特性等因素有关。

5.调制信号的功率与什么因素有关？

答案：调制信号的功率与发射功率、信号传输距离、天线增益以及信道损耗等因素有关。

6.调制信号的相位与什么因素有关？

答案：调制信号的相位与调制信号的频率、调制方式以及调制信号的初始相位等因素有关。

7.无线通信中的信号衰减主要受什么因素影响？

答案：无线通信中的信号衰减主要受传播介质、信号频率、传输距离以及环境因素（如建筑物、地形等）的影响。

8.无线通信中的噪声主要有哪些类型？

答案：无线通信中的噪声主要有热噪声、干扰噪声、散粒噪声以及冲击噪声等类型。

答案及解题思路：

1.解题思路：无线通信系统的基本组成需要了解无线通信的基本流程，包括信号的发射、传输和接收。

2.解题思路：调制信号的频率带宽与多个因素相关，需要掌握调制理论中的相关知识，如奈奎斯特定理等。

3.解题思路：调制器的作用是信号转换的基础，需要理解调制的基本概念。

4.解题思路：调制信号的带宽涉及信号处理和频谱分析，需要掌握信号频谱的相关知识。

5.解题思路：调制信号的功率与多个物理参数相关，需要理解信号传输过程中的能量损耗。

6.解题思路：调制信号的相位与调制方式和信号特性相关，需要掌握信号调制和解调的原理。

7.解题思路：信号衰减是无线通信中的一个重要问题，需要了解信号传播过程中的损耗机制。

8.解题思路：噪声类型是无线通信中信号质量评估的重要指标，需要掌握不同类型噪声的特性。三、判断题1.无线通信中的多径效应会导致信号的衰落。

答案：正确。

解题思路：多径效应是指无线信号在传播过程中，由于遇到多个反射、折射或散射点，导致信号到达接收端时，形成多个路径。这些路径的信号相位、幅度和到达时间不同，从而产生干涉效应，导致信号强度的不稳定性，即信号的衰落。

2.调制信号的带宽与调制器的带宽无关。

答案：错误。

解题思路：调制信号的带宽与调制器的带宽有关。调制器的作用是将基带信号转换为频带信号，调制信号的带宽取决于基带信号的带宽和调制方式。若调制器的带宽小于调制信号的带宽，则会导致信号失真。

3.调制信号的功率与调制器的功率无关。

答案：错误。

解题思路：调制信号的功率与调制器的功率有关。调制器对信号的功率进行放大，以适应无线信道传输的需求。若调制器的功率较小，则可能导致信号在传输过程中受到衰减，影响通信质量。

4.调制信号的相位与调制器的相位无关。

答案：错误。

解题思路：调制信号的相位与调制器的相位有关。调制器对信号的相位进行控制，以实现信号的调制。若调制器的相位发生变化，则会导致调制信号的相位发生变化，影响信号的传输质量。

5.无线通信中的信号衰减主要受温度影响。

答案：错误。

解题思路：无线通信中的信号衰减主要受信道特性、传输距离、信号频率等因素影响，而温度影响较小。温度对无线信道的衰减影响主要体现在对无线信道介质的介电常数产生影响，从而改变信号传播速度和衰减系数。

6.无线通信中的噪声主要受电子设备的影响。

答案：正确。

解题思路：无线通信中的噪声主要来源于电子设备。电子设备在工作过程中，由于电路元件的随机波动、电源干扰等因素，会产生噪声，从而影响无线信号的传输质量。

7.无线通信中的多普勒频移与信号的速度无关。

答案：错误。

解题思路：无线通信中的多普勒频移与信号的速度有关。多普勒频移是由于信号源和接收端之间存在相对运动，导致信号频率发生变化。当信号源或接收端的速度增大时，多普勒频移也随之增大。

8.无线通信中的信号衰落与信道质量无关。

答案：错误。

解题思路：无线通信中的信号衰落与信道质量有关。信道质量包括信道的衰减、多径效应、干扰等因素。当信道质量较差时，信号衰落现象更为严重，从而影响通信质量。四、简答题1.简述无线通信系统的工作原理。

答：无线通信系统的工作原理基于电磁波的传输。它通过发射设备将信息信号转换成电磁波，通过无线电波传播到接收设备，接收设备再将电磁波转换成信息信号，实现信息的传输。主要过程包括信号的调制、发射、传播和接收、解调等环节。

2.简述调制和解调在无线通信中的作用。

答：调制和解调是无线通信中的重要技术。调制是指将信息信号与载波信号相结合的过程，使信息信号能够在信道输。解调则是在接收端将已调信号还原为信息信号的过程。调制和解调的作用在于提高信号的抗干扰能力和扩展通信距离。

3.简述调频和调幅的区别。

答：调频（FM）和调幅（AM）是两种常见的调制方式。

调频：频率调制，即改变载波信号的频率来携带信息。

调幅：幅度调制，即改变载波信号的幅度来携带信息。

两者主要区别在于：调频的频带利用率高，抗干扰能力强；调幅则占用较宽的频带，对噪声和干扰较敏感。

4.简述数字调制中QAM和PSK的区别。

答：QAM和PSK是两种数字调制方式。

QAM：正交幅度调制，通过改变两个正交载波的幅度来携带信息。

PSK：相位调制，通过改变载波的相位来携带信息。

两者主要区别在于：QAM可以同时改变幅度和相位，因此传输信息效率更高；PSK则只改变相位，传输信息效率较低。

5.简述无线通信中的多径效应。

答：多径效应是指在无线通信中，信号在传播过程中，由于遇到建筑物、山脉等障碍物而形成的多条路径。这些路径的反射、折射、散射等现象导致信号传播时存在时延、幅度变化、相位变化等，从而影响信号的传输质量。

6.简述无线通信中的信号衰减的原因。

答：无线通信中的信号衰减主要由以下原因引起：

自由空间传播衰减：信号在自由空间传播时，会逐渐衰减。

物理介质吸收衰减：信号在传播过程中，会与各种物质发生相互作用，导致衰减。

多径效应衰减：多径效应引起的信号相互干涉，导致信号强度减弱。

7.简述无线通信中的噪声类型。

答：无线通信中的噪声主要包括以下几种类型：

电磁干扰：由其他设备产生的电磁波干扰。

信道噪声：由信道本身产生的噪声，如白噪声、热噪声等。

收发设备噪声：由收发设备本身的噪声引起的干扰。

8.简述无线通信中的多普勒频移的影响。

答：多普勒频移是指在无线通信中，由于信号传播过程中，发射机和接收机之间存在相对运动而引起的频移现象。多普勒频移会导致信号频谱的变化，从而影响通信质量。

答案及解题思路：

1.答案：无线通信系统的工作原理基于电磁波的传输，通过信号的调制、发射、传播和接收、解调等环节实现信息的传输。

解题思路：首先介绍无线通信系统的基本概念，然后分别阐述各个环节的工作原理。

2.答案：调制和解调是无线通信中的重要技术，分别负责将信息信号转换成电磁波和将已调信号还原为信息信号，以提高信号的抗干扰能力和扩展通信距离。

解题思路：阐述调制和解调的概念、作用以及其在无线通信中的应用。

3.答案：调频和调幅是两种常见的调制方式，调频通过改变载波信号的频率来携带信息，调幅则通过改变载波信号的幅度来携带信息。

解题思路：对比调频和调幅的概念、原理及特点，分析其区别。

4.答案：QAM和PSK是两种数字调制方式，QAM通过改变两个正交载波的幅度来携带信息，PSK则通过改变载波的相位来携带信息。

解题思路：对比QAM和PSK的概念、原理及特点，分析其区别。

5.答案：多径效应是指在无线通信中，信号在传播过程中，由于遇到建筑物、山脉等障碍物而形成的多条路径，导致信号传播时存在时延、幅度变化、相位变化等。

解题思路：阐述多径效应的概念、原因及其对通信质量的影响。

6.答案：无线通信中的信号衰减主要由自由空间传播衰减、物理介质吸收衰减和多径效应衰减等原因引起。

解题思路：列举导致信号衰减的主要原因，并简要分析其原因。

7.答案：无线通信中的噪声主要包括电磁干扰、信道噪声和收发设备噪声等。

解题思路：列举无线通信中常见的噪声类型，并简要介绍其来源。

8.答案：多普勒频移是指在无线通信中，由于信号传播过程中，发射机和接收机之间存在相对运动而引起的频移现象，从而影响通信质量。

解题思路：阐述多普勒频移的概念、原因及其对通信质量的影响。五、论述题1.论述无线通信系统在现代社会的重要性。

无线通信系统在现代社会的重要性体现在以下几个方面：

提高信息传递效率：无线通信系统使得信息可以迅速传递，极大地提高了工作效率。

增强沟通便利性：无线通信系统打破了地理和时间的限制，使人们可以随时随地沟通。

促进社会经济发展：无线通信技术是现代信息技术的重要组成部分，对社会经济发展有着重要推动作用。

便利日常生活：无线通信技术广泛应用于智能家居、移动支付、在线教育等领域，极大地便利了人们的日常生活。

2.论述无线通信技术的发展趋势。

无线通信技术的发展趋势主要包括：

高速率：未来无线通信将追求更高的数据传输速率，以满足人们对大数据、高清视频等需求。

低功耗：物联网的普及，低功耗无线通信技术将成为发展重点。

智能化：无线通信技术将与人工智能、大数据等相结合，实现智能化的通信体验。

网络切片：网络切片技术可以将无线网络划分为多个独立的虚拟网络，满足不同应用场景的需求。

3.论述调制技术在无线通信中的应用。

调制技术在无线通信中的应用包括：

幅度调制：用于传输音频、视频等信号，提高传输效率。

频率调制：用于无线通信中的数据传输，提高抗干扰能力。

相位调制：用于传输高速数据，提高传输质量。

4.论述解调技术在无线通信中的作用。

解调技术在无线通信中的作用包括：

还原原始信号：将调制后的信号还原为原始信号，以便进行后续处理。

提高传输质量：通过解调技术，可以去除信号中的噪声，提高传输质量。

5.论述无线通信中信道质量对通信质量的影响。

信道质量对通信质量的影响主要体现在以下几个方面：

信号衰减：信道质量较差会导致信号衰减，降低通信质量。

干扰：信道中的干扰会降低通信质量。

多径效应：多径效应会导致信号失真，影响通信质量。

6.论述无线通信中噪声对通信质量的影响。

噪声对通信质量的影响主要体现在：

信号失真：噪声会导致信号失真，降低通信质量。

传输速率降低：噪声会降低传输速率，影响通信效率。

7.论述无线通信中多普勒频移对通信质量的影响。

多普勒频移对通信质量的影响主要体现在：

信号失真：多普勒频移会导致信号失真，降低通信质量。

通信距离限制：多普勒频移会影响通信距离，限制通信范围。

8.论述无线通信中信号衰落对通信质量的影响。

信号衰落对通信质量的影响主要体现在：

信号失真：信号衰落会导致信号失真，降低通信质量。

通信中断：在信号衰落严重的情况下，可能会导致通信中断。

答案及解题思路：

1.答案：无线通信系统在现代社会的重要性体现在提高信息传递效率、增强沟通便利性、促进社会经济发展和便利日常生活等方面。解题思路：分析无线通信系统的应用场景和影响。

2.答案：无线通信技术的发展趋势包括高速率、低功耗、智能化和网络切片等。解题思路：结合最新技术发展趋势和实际应用需求。

3.答案：调制技术在无线通信中的应用包括幅度调制、频率调制和相位调制等。解题思路：了解不同调制技术的原理和特点。

4.答案：解调技术在无线通信中的作用包括还原原始信号和提高传输质量。解题思路：分析解调技术的工作原理和作用。

5.答案：信道质量对通信质量的影响主要体现在信号衰减、干扰和多径效应等方面。解题思路：分析信道质量对信号传播的影响。

6.答案：噪声对通信质量的影响主要体现在信号失真和传输速率降低等方面。解题思路：分析噪声对信号传输的影响。

7.答案：多普勒频移对通信质量的影响主要体现在信号失真和通信距离限制等方面。解题思路：了解多普勒频移的原理和影响。

8.答案：信号衰落对通信质量的影响主要体现在信号失真和通信中断等方面。解题思路：分析信号衰落对信号传输的影响。六、计算题1.计算调制信号的带宽。

设调制信号为$x(t)=A\cos(2\pif_ct\phi)$，其中$A$为幅度，$f_c$为载波频率，$\phi$为相位。若该信号的频谱为$B$Hz，则计算该调制信号的带宽。

2.计算调制信号的功率。

已知调制信号$x(t)=A\cos(2\pif_ct\phi)$，其中$A$为幅度，$f_c$为载波频率，$\phi$为相位。计算该信号的功率$P$。

3.计算调制信号的相位。

给定调制信号$x(t)=A\cos(2\pif_ct\phi)$，其中$A$为幅度，$f_c$为载波频率。若已知信号在一个周期内的相位变化为$\Delta\phi$，则计算该信号的相位$\phi$。

4.计算无线通信中的信号衰减。

在无线通信中，信号经过一段距离$d$后，其衰减量$L$可由公式$L=10\log_{10}(4\pid/10^3)$dB计算。已知距离$d=5$km，计算信号衰减量$L$。

5.计算无线通信中的噪声功率。

无线通信系统中的噪声功率$N$可由公式$N=kTB$计算，其中$k$为玻尔兹曼常数，$T$为绝对温度，$B$为带宽。已知$k=1.38\times10^{23}$J/K，$T=300$K，$B=10$MHz，计算噪声功率$N$。

6.计算无线通信中的多普勒频移。

无线通信中，当发射源和接收源之间存在相对运动时，会产生多普勒频移。若发射源以速度$v$沿着信号传播方向移动，信号频率为$f_0$，则多普勒频移$\Deltaf$可由公式$\Deltaf=\frac{2vf_0}{c}$计算，其中$c$为光速。已知$v=10$m/s，$f_0=1000$MHz，$c=3\times10^8$m/s，计算多普勒频移$\Deltaf$。

7.计算无线通信中的信号衰落。

在无线通信中，信号衰落可由瑞利衰落模型描述。若信号功率为$P$，衰落系数为$\alpha$，则衰落后的信号功率$P_{衰落}$可由公式$P_{衰落}=\alpha^2P$计算。已知$\alpha=0.5$，$P=1$W，计算衰落后的信号功率$P_{衰落}$。

8.计算无线通信中的信道质量。

信道质量可用信噪比（SNR）来衡量。已知接收到的信号功率为$P_{信号}$，噪声功率为$P_{噪声}$，则信噪比$SNR$可由公式$SNR=\frac{P_{信号}}{P_{噪声}}$计算。已知$P_{信号}=10$mW，$P_{噪声}=1$$\mu$W，计算信噪比$SNR$。

答案及解题思路：

1.解题思路：带宽是信号最高频率与最低频率之差。答案：$B$Hz。

2.解题思路：功率为信号能量除以时间。答案：$P=\frac{A^2}{2}$W。

3.解题思路：相位是信号的初始相位移。答案：$\phi$。

4.解题思路：根据信号衰减公式计算。答案：$L=10\log_{10}(4\pi\times5\times10^3/10^3)$dB。

5.解题思路：根据噪声功率公式计算。答案：$N=1.38\times10^{23}\times300\times10^6$W。

6.解题思路：根据多普勒频移公式计算。答案：$\Deltaf=\frac{2\times10\times10^6\times10^6}{3\times10^8}$Hz。

7.解题思路：根据瑞利衰落模型计算。答案：$P_{衰落}=0.5^2\times1$W。

8.解题思路：根据信噪比公式计算。答案：$SNR=\frac{10\times10^{3}}{1\times10^{6}}$。七、综合题1.分析无线通信系统中的关键技术。

无线通信系统中的关键技术包括：

a.多址技术：如FDMA、TDMA、CDMA等，提高了无线信道的利用率。

b.调制技术：如AM、FM、PM、QAM等，实现数字信号的传输。

c.编码技术：如卷积编码、Turbo编码等，提高数据的可靠性和抗干扰能力。

d.错误校正技术：如汉明码、CRC码等，纠正传输过程中的错误。

e.多径效应的补偿技术：如均衡器、多用户检测等，降低多径效应对通信质量的影响。

2.分析无线通信系统在现代社会中的应用。

无线通信系统在现代社会中的应用广泛，包括：

a.移动通信：如2G、3G、4G、5G等，实现人们随时随地通信的需求。

b.宽带无线接入：如WiFi、WiMAX等，为用户提供高速数据传输服务。

c.车联网：实现车辆与车辆、车辆与道路基础设施之间的信息交互。

d.物联网：将各种设备连接起来，实现远程监控、数据采集等功能。

3.分析无线通信技术的发展趋势及其影响。

无线通信技术的发展趋势包括：

a.高速率、低时延的通信：满足未来人们对数据传输速度和实时性的需求。

b.高可靠性、高安全性通信：保障信息传输的稳定性和数据的安全性。

c.智能化、定制化服务：根据用户需求提供个性化通信服务。

d.大规模集成化、小型化技术：降低设备体积，提高便携性。

4.分析无线通信中的调制和解调技术。

无线通信中的调制技术是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调技术则是将模拟信号还原为数字信号的过程。常见调制方式有：

a.AM（调幅）：调制信号的幅度变化来表示信息。

b.FM（调频）：调制信号的频率变化来表示信息。

c.PM（调相）：调制信号的相位变化来表示信息。

d.QAM（正交调幅）：将幅度和相位调制结合，提高频带利用率。

5.分析无线通信中的信道质量对通信质量的影响。

信道质量对通信质量的影响主要体现在：

a.噪声干扰：信道中存在的噪声会降低信号的强度，影响通信