2025年无线通信考试试题及答案

2025年无线通信考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.6G通信系统中，以下哪项技术被认为是突破传统频谱限制的关键？A.大规模MIMOB.全双工通信C.太赫兹通信D.正交频分复用（OFDM）2.在OFDM系统中，引入循环前缀（CP）的主要目的是？A.提高频谱效率B.对抗多径引起的符号间干扰（ISI）C.降低峰均比（PAPR）D.增强抗噪声能力3.MIMO技术在5G中实现的主要增益类型不包括？A.空间分集增益B.空间复用增益C.频率分集增益D.波束赋形增益4.5GNR（新空口）中，非独立组网（NSA）模式的核心网架构基于？A.EPC（演进分组核心网）B.服务化架构（SBA）C.云原生架构D.集中式分布式单元（CU-DU）分离架构5.毫米波通信的主要特点是？A.绕射能力强，覆盖范围广B.可用带宽大，但路径损耗高C.抗干扰能力弱，仅适用于视距传输D.无需波束赋形即可实现高增益6.非正交多址（NOMA）与正交多址（OMA）的根本区别在于？A.调制方式不同B.复用维度不同（时间/频率vs功率/码域）C.支持的用户数不同D.对信道状态信息（CSI）的依赖程度不同7.无线信道中，瑞利衰落发生的条件是？A.存在强直射径（LoS）B.多径分量中无主导信号C.信道带宽小于信号带宽D.移动速度趋近于零8.5G中用于增强覆盖的关键技术不包括？A.功率控制B.超密集组网（UDN）C.动态TDDD.窄带物联网（NB-IoT）9.信道编码（如LDPC码）的主要作用是？A.提高数据传输速率B.抵抗信道中的噪声和干扰C.实现多用户复用D.降低发射功率10.智能超表面（RIS）在6G中的核心作用是？A.替代传统基站，降低部署成本B.调控电磁波传播路径，优化覆盖和容量C.实现全双工通信，提升频谱效率D.增强终端计算能力，支持边缘智能二、填空题（每题2分，共20分）1.6G预计实现的峰值速率可达______，相比5G提升约100倍。2.OFDM系统中，子载波间隔（SCS）为30kHz时，对应的符号长度（含CP）约为______μs（保留两位小数）。3.MIMO系统的空间复用层数最大不超过______的最小值（发射天线数/接收天线数）。4.5GNR支持的最大调制方式为______，对应每个符号携带8比特信息。5.毫米波通信的典型频段范围是______GHz至300GHz。6.NOMA技术通过______域复用实现多用户接入，需结合串行干扰消除（SIC）解码。7.无线传播模型中，自由空间路径损耗（FSPL）与距离的______次方成正比。8.5G的URLLC（超可靠低时延通信）场景要求时延不超过______ms。9.蜂窝网络中，软切换的典型应用场景是______（如WCDMA系统）。10.波束赋形技术通过调整各天线单元的______，形成指向特定方向的高增益波束。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述5GNR（新空口）相比4GLTE在物理层设计上的主要改进。2.说明MIMO技术中“空间分集”与“空间复用”的区别及适用场景。3.分析非正交多址（NOMA）在物联网场景中的优势，并指出其面临的关键挑战。4.无线信道中的“快衰落”与“慢衰落”如何区分？分别可采用哪些技术对抗？5.太赫兹通信被视为6G的潜在关键技术，但其实际应用面临哪些技术瓶颈？四、综合题（每题10分，共20分）1.某工厂需部署5G工业物联网，要求支持1000台低功耗传感器（每台速率10kbps）、50台高清摄像头（每台速率20Mbps）及10台AGV（自动导引车，时延要求≤5ms）。请设计该场景下的无线参数（如双工方式、子载波间隔、调制方式、多址技术），并说明理由。2.智能超表面（RIS）通过反射/折射电磁波调控传播环境。假设某校园场景中存在遮挡区域（如教学楼背面），请分析如何利用RIS提升该区域的覆盖质量，并推导其对接收信号强度的改善效果（用路径损耗公式辅助说明）。答案一、单项选择题1.C2.B3.C4.A5.B6.B7.B8.D9.B10.B二、填空题1.1Tbps2.34.72（符号长度=1/30kHz≈33.33μs，CP长度通常为符号长度的1/4~1/8，取1/8时总长度≈33.33+4.17=37.5μs；若按5G标准中30kHz对应CP长度为5.21μs，则总长度≈33.33+5.21=38.54μs，此处以典型值34.72为例，具体以实际标准为准）3.发射天线数与接收天线数4.256QAM5.246.功率7.二8.19.同频小区切换10.相位（或幅度和相位）三、简答题1.5GNR的改进包括：①支持灵活的子载波间隔（15kHz~240kHz），适配不同场景（eMBB/URLLC/mMTC）；②引入更高效的信道编码（LDPC码用于数据信道，Polar码用于控制信道）；③支持大规模MIMO（最多128天线），提升频谱效率；④采用动态TDD技术，灵活分配上下行资源；⑤支持非正交多址（NOMA），提高连接密度；⑥引入新的物理信号（如SRS增强型测量），优化波束管理。2.空间分集通过多天线发送相同信号，利用多径衰落的独立性降低误码率，适用于信道条件差（如深衰落）的场景；空间复用通过多天线发送不同信号，提升传输速率，适用于信道质量好（如高SNR、丰富散射环境）的场景。两者的核心区别：分集关注可靠性，复用关注速率，实际系统中可动态切换（如5G的开环分集与闭环复用模式）。3.NOMA在物联网中的优势：①通过功率域复用支持海量连接（mMTC），提升频谱效率；②对用户信道差异敏感，可优先服务近用户（高功率）并通过SIC解码远用户（低功率），适应物联网中终端分布不均的特点。挑战：①需要精确的用户信道状态信息（CSI）以分配功率，对反馈机制要求高；②SIC解码复杂度随用户数增加而显著上升，终端计算能力受限；③存在“远近效应”，需严格的功率控制。4.快衰落与慢衰落的区分：①时间尺度：快衰落由多径效应引起，变化周期与符号长度可比（ms级）；慢衰落由阴影效应引起，变化周期较长（秒级）。②频率特性：快衰落对应频率选择性衰落（信道相干带宽＜信号带宽）；慢衰落对应平坦衰落（信道相干带宽＞信号带宽）。对抗技术：快衰落可采用OFDM（对抗频率选择性）、MIMO分集（对抗空间选择性）；慢衰落可采用功率控制、宏分集（多基站联合覆盖）。5.太赫兹通信的技术瓶颈：①大气衰减严重（氧气、水蒸气吸收峰在60GHz/183GHz等），传输距离短（通常＜1km）；②器件成熟度低，高功率发射机、低噪声接收机的制造工艺复杂（如GaN/HEMT器件）；③波束对准难度大（波长短，波束窄），需高精度跟踪技术（如AI辅助的波束预测）；④系统集成挑战，太赫兹电路与现有微波系统的兼容设计难度高。四、综合题1.参数设计：双工方式：选择动态TDD。理由：工业场景上下行流量可能不对称（摄像头上传数据大，传感器以下行配置为主），动态TDD可灵活调整时隙配比。子载波间隔（SCS）：传感器（低速率）采用15kHz（符号长度长，抗衰落能力强）；摄像头（高速率）采用30kHz（符号短，支持更高吞吐量）；AGV（低时延）采用120kHz（符号长度更短，降低传输时延）。调制方式：传感器（低速率）用QPSK（抗干扰强）；摄像头（高速率）用256QAM（频谱效率高）；AGV（低时延）用16QAM（在保证可靠性的同时降低解码复杂度）。多址技术：传感器（海量连接）采用NOMA（功率复用提升连接数）；摄像头（高速率）采用OFDMA（正交资源保证速率）；AGV（低时延）采用TDMA（固定时隙降低调度延迟）。2.RIS覆盖优化分析：部署方案：在遮挡区域附近（如教学楼侧面）部署RIS面板，尺寸约为太赫兹波长的100倍（如0.1THz对应波长3mm，面板尺寸约30cm），反射单元数1000个，每个单元可独立调控相位（0~2π）。改善机制：原路径（基站→遮挡物→终端）存在严重衰减（设为L1）；引入RIS后，信号经基站→RIS→终端（路径L2）和基站→RIS→反射→终端（路径L3），通过调整RIS相位使多径信号同相叠加，增强接收功率。公式推导：接收功率Pr=Pt·Gt·Gr·λ²/(4πd)²·L（L为损耗因子）。原路径d1=100m，Pr1=Pt·Gt·Gr·λ²/(4π×100)²·L1；RIS辅助路径d2=50m（