2025年通信工程考试试题及答案

2025年通信工程考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.5GNR中，为支持低时延高可靠场景（URLLC），采用的关键技术不包括：A.短帧结构（ShortTTI）B.动态时隙配置（DynamicSlot）C.重复传输（RepetitionTransmission）D.大带宽连续载波聚合（CarrierAggregation）答案：D2.数字基带信号传输中，若采用AMI码型，其主要优点是：A.含有丰富的定时信息B.无直流分量且低频成分少C.编码复杂度低且抗噪性强D.能直接提取位同步信号答案：B3.在光纤通信系统中，G.652光纤的零色散波长位于：A.850nmB.1310nmC.1550nmD.1625nm答案：B4.LTE系统中，物理下行共享信道（PDSCH）的资源分配单位是：A.资源块（ResourceBlock,RB）B.子载波（Subcarrier）C.时隙（Slot）D.传输时间间隔（TTI）答案：A5.以下哪种调制方式的频谱效率最高（假设相同符号速率）：A.BPSKB.QPSKC.16QAMD.64QAM答案：D6.香农信道容量公式C=B·log₂(1+S/N)中，若信噪比S/N从3dB提升至10dB，其他参数不变，信道容量约提升：A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍答案：A（注：3dB对应S/N≈2，10dB对应S/N≈10，log₂(11)/log₂(3)≈3.46/1.58≈2.19，接近2倍，但严格计算为log₂(1+10)-log₂(1+2)=log₂(11)-log₂(3)≈3.46-1.58=1.88，约提升1倍多，选项中最接近为A）7.卫星通信中，地球静止轨道（GEO）卫星的轨道高度约为：A.500kmB.2000kmC.35786kmD.50000km答案：C8.正交频分复用（OFDM）技术的核心优势是：A.抗多径衰落能力强B.峰均比（PAPR）低C.无需保护间隔D.对频偏不敏感答案：A9.数字通信系统中，汉明码（HammingCode）主要用于：A.纠随机错误B.纠突发错误C.检错不纠错D.加密数据答案：A10.5G新空口（NR）中，支持的最大子载波间隔（SCS）为：A.15kHzB.30kHzC.60kHzD.240kHz答案：D11.光纤的损耗主要由吸收损耗、散射损耗和辐射损耗组成，其中本征吸收损耗的主要影响波段是：A.可见光波段（400-700nm）B.近红外波段（800-1000nm）C.中红外波段（1300-1600nm）D.远红外波段（>2000nm）答案：C12.时分多址（TDMA）系统中，为避免不同用户信号在时间上重叠，需预留的保护间隔主要用于补偿：A.发射机时钟偏差B.接收机噪声C.传播时延差异D.调制解调误差答案：C13.以下哪项不属于软件定义网络（SDN）的核心特征：A.控制平面与数据平面分离B.集中式控制C.硬件专用化D.开放接口（如OpenFlow）答案：C14.在CDMA系统中，区分不同用户的关键是：A.不同的载波频率B.不同的时隙C.不同的扩频码（如PN码）D.不同的调制方式答案：C15.物联网（IoT）中，NB-IoT（NarrowBandIoT）技术的主要优势是：A.高带宽B.低功耗、广覆盖C.高传输速率D.低时延答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1.数字通信系统中，衡量有效性的指标是______，衡量可靠性的指标是______。答案：频带利用率（或传输速率）；误码率（或误信率）2.光纤的三个低损耗窗口分别是______nm、______nm和______nm。答案：850；1310；15503.LTE系统中，下行物理层采用的多址技术是______，上行采用的多址技术是______。答案：OFDMA；SC-FDMA4.香农定理指出，信道容量C与带宽B、信噪比S/N的关系为______。答案：C=B·log₂(1+S/N)（bit/s）5.5G的三大应用场景包括______、______和______。答案：增强移动宽带（eMBB）；超高可靠低时延通信（URLLC）；大规模机器类通信（mMTC）6.数字调制中，QPSK的每个符号携带______bit信息，16QAM的每个符号携带______bit信息。答案：2；47.卫星通信中，常见的多址方式有FDMA、TDMA、CDMA和______。答案：SDMA（空分多址）8.光纤的色散主要包括______色散、______色散和______色散。答案：模式；材料；波导9.网络协议的三要素是______、______和______。答案：语法；语义；同步（或时序）10.无线通信中，衰落可分为大尺度衰落（路径损耗）和小尺度衰落，小尺度衰落又可分为______衰落和______衰落。答案：频率选择性；时间选择性（或空间选择性，顺序可换）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述MIMO（多输入多输出）技术在无线通信中的主要优势及实现原理。答案：MIMO技术通过在发射端和接收端配置多根天线，利用空间分集和空间复用提升系统性能。主要优势包括：（1）空间分集：通过多天线接收不同路径的信号，降低衰落影响，提高可靠性；（2）空间复用：在相同时频资源上传输多路独立信号，提升频谱效率；（3）波束赋形：通过调整各天线信号的相位和幅度，形成指向性波束，增加覆盖范围或信号强度。实现原理是利用无线信道的空间独立性，通过空时编码（如空时块码）或空间复用（如分层空时码）处理多天线信号，接收机通过信号分离（如迫零检测、最小均方误差检测）恢复原始数据。2.比较时分复用（TDM）和频分复用（FDM）的优缺点及适用场景。答案：TDM与FDM是两种主要的多路复用技术：TDM：按时间划分时隙，不同用户占用不同时隙传输信号。优点是时隙分配灵活，适合数字信号（可时分交换），无互调干扰；缺点是对同步要求高（需严格时隙对齐），传输时延较大。适用场景：数字通信系统（如PSTN、LTE上行SC-FDMA）。FDM：按频率划分子带，不同用户占用不同频带传输信号。优点是无需严格同步，适用于模拟信号；缺点是需要保护频带避免邻道干扰，频谱利用率较低，存在互调失真风险。适用场景：模拟通信系统（如有线电视、卫星通信早期系统）及部分数字系统（如LTE下行OFDMA）。3.分析光纤色散对高速率光纤通信系统的影响，并说明常用的色散补偿方法。答案：光纤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，会引起码间干扰（ISI），限制传输速率和距离。具体影响：（1）模式色散：多模光纤中不同模式传输时延不同，主要限制多模光纤的应用；（2）材料色散和波导色散：单模光纤中因光源谱宽和光纤折射率随波长变化引起，是高速单模系统的主要限制因素。常用色散补偿方法：（1）色散补偿光纤（DCF）：通过引入负色散光纤抵消传输光纤的正色散；（2）啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）：利用光栅对不同波长的延迟差异实现色散补偿；（3）数字信号处理（DSP）：在接收端通过电域均衡算法（如自适应均衡器）补偿色散引起的ISI；（4）光域色散管理：通过周期性放置色散补偿模块（如DCF）与传输光纤级联，整体实现色散平衡。4.说明5GNR（新空口）相比4GLTE在空口设计上的主要改进。答案：5GNR在空口设计上的改进包括：（1）灵活的参数集（Numerology）：支持多种子载波间隔（15kHz至240kHz），适应eMBB、URLLC、mMTC等不同场景；（2）更短的TTI（传输时间间隔）：最小TTI为0.5ms（传统LTE为1ms），支持低时延；（3）全双工（FullDuplex）技术：允许同一频带同时收发，提升频谱效率；（4）大规模MIMO（MassiveMIMO）：支持64/128阵元天线，增强波束赋形精度和容量；（5）新的信道编码：数据信道采用LDPC码，控制信道采用Polar码，提升纠错性能；（6）动态时隙配置：支持灵活的上下行时隙分配（如sUL/sDL），适应非对称业务需求；（7）载波聚合（CA）扩展至毫米波（mmWave）频段（24.25-52.6GHz），支持更大带宽（最高400MHz）。5.解释正交频分复用（OFDM）技术中循环前缀（CP）的作用，并说明CP长度的选择依据。答案：循环前缀（CP）是OFDM符号前添加的一段与符号末尾相同的复制信号，主要作用：（1）对抗多径衰落引起的符号间干扰（ISI）：通过CP长度大于信道最大多径时延扩展，确保前一符号的多径信号不影响当前符号的有效部分；（2）保持子载波间正交性：CP的循环特性使多径信道对OFDM符号的影响等效为线性卷积，转换为循环卷积后，通过傅里叶变换可消除子载波间干扰（ICI）。CP长度选择依据：（1）信道最大多径时延扩展τ_max：CP长度T_CP需大于τ_max，通常取T_CP=(1.2~1.5)τ_max；（2）系统效率：CP长度过长会降低频谱效率（有效符号时间T_u=T_symbol-T_CP），需在抗ISI和效率间权衡；（3）应用场景：如室内密集场景多径时延短，可选用短CP；室外宏覆盖场景多径时延长，需选用长CP。四、综合题（每题15分，共30分）1.某城市计划部署5G基站以覆盖市中心区域（面积约10km²，人口密度高，高层建筑密集），需考虑以下问题：（1）选择5G频段（Sub-6GHz或毫米波）的依据；（2）基站布局（宏站/微站）的设计原则；（3）针对高层建筑遮挡，提出3种增强覆盖的技术方案。答案：（1）频段选择依据：市中心高层建筑密集，多径反射严重，毫米波（24-52GHz）虽带宽大（支持eMBB高速率），但穿透损耗大（约30dB比Sub-6GHz）、绕射能力弱，适合短距离（<500m）热点覆盖；Sub-6GHz（如3.5GHz）穿透损耗较低、覆盖范围广（宏站半径1-3km），更适合作为连续覆盖的基础频段。因此，建议采用Sub-6GHz为主（提供广覆盖），毫米波为辅（在商场、体育场等热点区域补盲）。（2）基站布局原则：市中心人口密度高、业务需求大，需采用“宏站+微站”分层组网：①宏站（发射功率43-46dBm）部署于高层建筑顶部，覆盖半径500-1000m，提供基础覆盖；②微站（发射功率20-30dBm）部署于街道灯杆、建筑物外墙，覆盖半径50-200m，解决宏站覆盖盲区（如街道峡谷、建筑阴影区）和热点高容量需求；③站间距：宏站间距约800-1200m，微站间距约100-300m，根据业务密度动态调整。（3）增强覆盖的技术方案：①MassiveMIMO波束赋形：通过64T64R天线阵列形成窄波束（波束宽度5-10°），指向高层建筑窗口，提升垂直覆盖；②室内分布系统（DAS）：在高层建筑内部部署室分天线，通过光纤或同轴电缆将5G信号引入室内，解决穿透损耗问题；③中继（Relay）或回传（Backhaul）技术：在建筑顶部部署中继节点，将宏站信号转发至建筑背面盲区；④智能超表面（RIS）：在建筑外墙部署可重构智能表面，反射/折射5G信号，调整传播路径，改善遮挡区域覆盖。2.设计一个基于QPSK调制的数字通信系统，已知：信道带宽B=10MHz，信噪比S/N=20dB，要求传输速率Rb=40Mbps，系统采用升余弦滚降滤波器（滚降系数α=0.5），请完成以下计算：（1）符号速率Rs；（2）奈奎斯特带宽B_Nyquist；（3）实际占用带宽B_actual；（4）判断该系统是否满足传输速率要求（需说明理由）。答案：（1）符号速率Rs：QPSK每个符号携带2bit信息（Rb=Rs·log₂M，M=4），故Rs=Rb/log₂4=40Mbps/2=20Mbaud。（2）奈奎斯特带宽B_Nyquist：理想低通滤波器的奈奎斯特带宽为Rs/2=20Mbaud/2=10MHz。（3）实际占用带宽B_actual：升余弦滚降滤波器的带宽为B_actual=(1+α)·Rs/2=(1+0.5)·20Mbaud/2=15MHz（注：另一种定义为B_actual=(1+α)·Rs，需注意公式差异；此处采用“单边带带宽”定义，即B_actual=(1+α)·Rs/2，与信道带宽计算一致）。（4）传输速率验证：根据香农定理，信道容量C=B·log₂(1+S/N)。S/N=20dB对应S/N=10^(20/10)=100，故C=10MHz·log₂(1+100)=10M·6.658≈66.58Mbps。系统要求Rb=40Mbps<C，理论上满足容量要求。同时，实际占用带宽B_actual=15MHz≤信道带宽B=10MHz？不，此处矛盾（15MHz>10MHz），说明设计需调整。问题出在升余弦滤波器带宽计算：若信道带宽为10MHz，则(1+α)·Rs/2≤B→Rs≤2B/(1+α)=2·10MHz/1.5≈13.33Mbaud。此时最大传输速率R