2025年通信工程题库及答案

2025年通信工程题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种调制方式在相同信噪比下误码率最低？A.ASK（幅移键控）B.FSK（频移键控）C.PSK（相移键控）D.QAM（正交幅度调制）答案：C2.5GNR（新空口）中，子载波间隔为120kHz时，主要应用于以下哪种场景？A.增强移动宽带（eMBB）B.超可靠低时延通信（URLLC）C.大规模机器类通信（mMTC）D.卫星通信回传答案：B3.光纤通信中，单模光纤的模场直径通常为？A.5-10μmB.10-20μmC.20-30μmD.30-40μm答案：A4.在CDMA系统中，区分不同用户的关键技术是？A.频率复用B.码分多址C.时分多址D.空分多址答案：B5.数字通信中，量化噪声的大小主要取决于？A.采样频率B.量化级数C.编码方式D.传输带宽答案：B6.OFDM（正交频分复用）技术的核心优势是？A.抗多径衰落能力强B.频谱效率低C.对同步要求低D.峰均比（PAPR）高答案：A7.以下哪种协议属于5G核心网（5GC）的控制面协议？A.GTP-UB.PFCPC.NGAPD.UDP答案：C8.香农信道容量公式C=B·log₂(1+S/N)中，S/N表示？A.信号功率与噪声功率比B.信号电压与噪声电压比C.信号带宽与噪声带宽比D.信号频率与噪声频率比答案：A9.光纤的色散类型不包括？A.模式色散B.材料色散C.波导色散D.偏振色散答案：D（注：偏振色散属于模式色散的一种细分，通常归类为模式色散）10.LTE系统中，物理下行共享信道（PDSCH）的主要功能是？A.传输广播信息B.传输用户数据C.传输控制信令D.传输参考信号答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.数字通信系统的主要性能指标包括（有效性）和（可靠性）。2.5G的三大应用场景是（增强移动宽带eMBB）、（超可靠低时延通信URLLC）、（大规模机器类通信mMTC）。3.光纤的三个低损耗窗口中心波长分别为（850nm）、（1310nm）和（1550nm）。4.香农定理指出，当信息传输速率（小于等于）信道容量时，存在一种编码方式可实现无差错传输。5.移动通信中的多址技术主要有（频分多址FDMA）、（时分多址TDMA）、（码分多址CDMA）和（空分多址SDMA）。6.OFDM技术通过（循环前缀CP）解决多径效应引起的符号间干扰（ISI）。7.MIMO（多输入多输出）技术的核心是利用（空间分集）或（空间复用）提高系统容量。8.数字调制中，QPSK（四相相移键控）的每个符号携带（2）比特信息。9.光放大器的典型代表是（掺铒光纤放大器EDFA），其工作波长为（1550nm）附近。10.5GNR支持的最大带宽在Sub-6GHz频段为（100MHz），毫米波频段为（400MHz）。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述FDMA、TDMA、CDMA三种多址技术的基本原理及优缺点。答案：FDMA（频分多址）：将可用频段划分为多个互不重叠的子频带，每个用户占用一个子频带。优点是技术简单、实现成本低；缺点是频谱利用率低，频率规划复杂，抗干扰能力弱。TDMA（时分多址）：将时间轴划分为多个时隙，每个用户占用特定时隙传输。优点是频谱利用率高于FDMA，支持动态分配时隙；缺点是需要严格的同步，对时延敏感，时隙开销增加。CDMA（码分多址）：所有用户使用相同频段和时间，通过不同的正交码区分。优点是频谱利用率高，抗多径干扰能力强，支持软切换；缺点是存在“远近效应”，需要功率控制，系统容量受限于码间正交性。2.说明OFDM技术的基本原理，并列举其主要优势。答案：OFDM原理：将高速数据流通过串并转换分割为多个低速子数据流，每个子数据流调制到相互正交的子载波上并行传输。子载波的正交性通过设计子载波间隔为符号周期的倒数实现，避免子载波间干扰。主要优势：（1）抗多径衰落能力强，通过循环前缀（CP）消除符号间干扰（ISI）；（2）频谱效率高，子载波正交重叠，无保护带；（3）支持灵活的带宽配置，适用于不同场景；（4）易于与MIMO、波束赋形等技术结合，提升系统容量。3.光纤通信中，色散对系统性能有何影响？如何减小色散的影响？答案：色散影响：色散会导致光脉冲在传输过程中展宽，当脉冲展宽超过符号周期时，会引起符号间干扰（ISI），限制系统传输速率和传输距离。减小色散的方法：（1）使用单模光纤，消除模式色散（仅存在材料色散和波导色散）；（2）采用色散补偿光纤（DCF），在传输链路中引入负色散抵消正色散；（3）使用相干光通信技术，通过数字信号处理（DSP）补偿色散；（4）选择零色散波长（如1310nm）传输，或使用色散位移光纤（DSF）将零色散点移至1550nm低损耗窗口。4.5GNR（新空口）相比4GLTE在帧结构上有哪些主要改进？答案：（1）灵活的子载波间隔（SCS）：支持15kHz、30kHz、60kHz、120kHz等多种SCS，适应不同场景（如eMBB用30/60kHz，URLLC用120kHz）；（2）动态时隙配置：支持全下行、全上行或混合时隙，通过高层信令或DCI动态调整，提高频谱利用率；（3）缩短传输时间间隔（TTI）：最小TTI为0.5ms（传统LTE为1ms），满足URLLC低时延需求；（4）引入非周期性参考信号（AP-RS）：减少信令开销，支持更灵活的信道测量；（5）支持载波聚合（CA）和双连接（DC）：在Sub-6GHz和毫米波频段实现更宽的聚合带宽（最大400MHz）。5.简述数字通信系统中差错控制编码的分类及典型应用。答案：分类及应用：（1）前向纠错（FEC）：发送端添加冗余码，接收端直接纠错。典型码型有卷积码（用于LTE）、Turbo码（用于3G/4G）、LDPC码（用于5GeMBB）；（2）自动请求重传（ARQ）：接收端检测到错误后请求重传。适用于对时延不敏感的场景（如文件传输）；（3）混合ARQ（HARQ）：结合FEC和ARQ，接收端先尝试纠错，失败则重传。5G中采用软合并HARQ，提升重传效率；（4）检错码：仅检测错误，不纠错。如CRC（循环冗余校验），用于数据链路层帧校验。四、计算题（每题10分，共30分）1.某数字通信系统的信道带宽为10MHz，信噪比（S/N）为30dB。根据香农定理，计算该信道的最大信息传输速率（容量）。若实际传输速率为50Mbps，是否满足无差错传输条件？答案：（1）信噪比S/N=10^(30/10)=1000；（2）信道容量C=B·log₂(1+S/N)=10×10^6×log₂(1+1000)≈10×10^6×9.966≈99.66Mbps；（3）实际传输速率50Mbps＜99.66Mbps，满足无差错传输条件。2.采用QPSK调制的数字通信系统，接收机输入信噪比（Eb/N0）为10dB，计算其理论误码率（Pe）。（注：QPSK误码率公式Pe=Q(√(2Eb/N0))，Q(x)≈(1/(x√(2π)))e^(-x²/2)，x≥3）答案：（1）Eb/N0=10^(10/10)=10；（2）x=√(2×10)=√20≈4.472；（3）Q(x)≈(1/(4.472×√(2×3.14)))×e^(-(4.472)²/2)≈(1/(4.472×2.5066))×e^(-10)≈(1/11.21)×4.5399×10^-5≈4.05×10^-6；（4）QPSK误码率Pe≈4.05×10^-6。3.一段长度为50km的单模光纤，衰减系数为0.2dB/km（1550nm窗口），发射光功率为2mW，接收灵敏度为-30dBm。计算该链路的光功率余量（保留2位小数）。答案：（1）发射光功率Ptx=2mW=10×log10(2)≈3.01dBm；（2）光纤总衰减=50km×0.2dB/km=10dB；（3）接收光功率Prx=Ptx-总衰减=3.01dBm-10dB=-6.99dBm；（4）光功率余量=Prx-接收灵敏度=-6.99dBm-(-30dBm)=23.01dB。4.某MIMO系统采用2×2天线配置，信道矩阵H为：H=[[1,0.5],[0.5,1]]假设各子信道独立且噪声方差为σ²=1，发射总功率P=4。计算该系统的信道容量（提示：容量C=log₂det(I+(P/(Ntσ²))HH^H)，Nt为发射天线数）。答案：（1）HH^H=[[1²+0.5²,1×0.5+0.5×1],[0.5×1+1×0.5,0.5²+1²]]=[[1.25,1],[1,1.25]]；（2）P/(Ntσ²)=4/(2×1)=2；（3）I+2×HH^H=[[1+2×1.25,0+2×1],[0+2×1,1+2×1.25]]=[[3.5,2],[2,3.5]]；（4）det(I+2×HH^H)=3.5×3.52×2=12.25-4=8.25；（5）信道容量C=log₂(8.25)≈3.05bit/s/Hz。5.某4GLTE系统