通信工程师考试真题及答案详解（易错题）

通信工程师考试练习题及答案详解（易错题）一、单选题1.以下哪种调制方式抗干扰能力最强（）A.AM（调幅）B.FM（调频）C.PM（调相）D.ASK（振幅键控）答案：B详解：AM调幅是通过改变载波的振幅来传递信息，其抗干扰能力较差，因为外界干扰很容易影响载波的振幅。ASK振幅键控也是基于振幅变化来传输数据，同样容易受到干扰。而FM调频和PM调相都是角度调制方式。在调频中，载波的频率随调制信号变化，调频信号的抗干扰能力比调幅和振幅键控强很多。这是因为调频信号的功率主要集中在载频附近，并且调频信号的带宽较宽，利用带宽换取了抗干扰能力。虽然调相和调频同属角度调制，但在实际应用中，调频的抗干扰性能通常更优，所以答案选B。2.在数字通信系统中，衡量系统可靠性的指标是（）A.传输速率B.误码率C.频带利用率D.信息容量答案：B详解：传输速率是指单位时间内传输的信息量，它衡量的是系统的有效性，即系统传输信息的快慢，A选项不符合要求。频带利用率是指单位频带内的传输速率，同样是衡量系统有效性的指标，C选项错误。信息容量是指通信系统能够传输的最大信息量，也是从有效性方面来考量系统的，D选项不正确。误码率是指通信过程中错误接收的码元数与传输的总码元数之比，它反映了数字通信系统传输信息的准确程度，是衡量系统可靠性的重要指标，所以答案是B。3.光纤通信中，单模光纤的特点是（）A.芯径较大，只能传输一种模式的光B.芯径较小，只能传输一种模式的光C.芯径较大，可以传输多种模式的光D.芯径较小，可以传输多种模式的光答案：B详解：单模光纤和多模光纤的区别主要在于芯径大小和传输模式。多模光纤的芯径较大，能够允许多种模式的光在其中传输。而单模光纤的芯径较小，它只允许一种模式的光在其中传播。这是因为单模光纤的结构设计使得其他模式的光在传输过程中由于损耗等原因无法稳定存在，只有一种特定模式的光能够顺利传输，所以答案选B。4.以下不属于移动通信系统中多址接入技术的是（）A.FDMA（频分多址）B.TDMA（时分多址）C.CDMA（码分多址）D.SDH（同步数字体系）答案：D详解：FDMA是将整个频段划分为若干个互不重叠的频道，每个用户占用一个频道进行通信，是早期移动通信中常用的多址接入技术，A选项属于多址接入技术。TDMA是把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，每个用户占用一个或多个时隙进行通信，例如GSM系统就采用了TDMA技术，B选项属于多址接入技术。CDMA是每个用户分配一个唯一的地址码，利用地址码的正交性来区分不同用户，如CDMA2000等系统采用了该技术，C选项属于多址接入技术。而SDH是一种数字传输体制，主要用于光纤通信的同步复用、线路传输和交换功能，它并不是多址接入技术，所以答案选D。5.数字信号的基带传输是指（）A.信号在模拟信道上传输B.信号在数字信道上传输C.信号不经过调制直接在信道上传输D.信号经过调制后在信道上传输答案：C详解：数字信号的传输方式分为基带传输和频带传输。基带传输是指将数字信号不经过调制，直接在信道上进行传输。模拟信道和数字信道是信道的类型，与基带传输和频带传输的概念不同，A、B选项错误。信号经过调制后在信道上传输属于频带传输，D选项不符合基带传输的定义。所以答案是C。二、多选题1.以下属于无线通信技术的有（）A.WiFiB.蓝牙C.ZigBeeD.光纤通信答案：ABC详解：WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术，常用于家庭、办公室等场所提供无线网络接入，属于无线通信技术，A选项正确。蓝牙是一种短距离无线通信技术，常用于连接手机、耳机、键盘等设备，实现数据传输和设备间的交互，B选项正确。ZigBee是一种低功耗、短距离的无线通信协议，主要用于智能家居、工业监控等领域，C选项正确。光纤通信是利用光在光纤中传输信息的通信方式，它依赖于光纤这种有线介质，不属于无线通信技术，D选项错误。所以答案选ABC。2.通信系统的主要性能指标包括（）A.有效性B.可靠性C.适应性D.经济性答案：ABCD详解：有效性是指通信系统传输信息的效率，例如传输速率、频带利用率等都是衡量有效性的指标，A选项正确。可靠性是指通信系统传输信息的准确程度，如误码率等，B选项正确。适应性是指通信系统对不同环境、不同业务等的适应能力，例如系统能否在不同的气候条件、电磁环境下正常工作，能否支持多种业务类型等，C选项正确。经济性是指通信系统在建设、运营和维护过程中的成本效益，包括设备成本、运营成本等，一个好的通信系统需要在保证性能的前提下，尽可能降低成本，D选项正确。所以答案选ABCD。3.以下关于5G技术特点的描述，正确的有（）A.高速度B.低时延C.大容量D.高能耗答案：ABC详解：5G技术具有高速度的特点，其理论峰值下载速度可以达到20Gbps甚至更高，能够满足高清视频、虚拟现实等高速数据传输的需求，A选项正确。低时延是5G的重要特性之一，5G的空口时延可以低至1毫秒，这对于自动驾驶、工业自动化等对时延要求极高的应用场景至关重要，B选项正确。5G可以支持每平方公里百万级的连接数，具有大容量的特点，能够满足物联网等大量设备连接的需求，C选项正确。实际上，5G技术在设计时考虑了能耗问题，通过采用更先进的技术和架构，相比4G等技术，在相同业务量下可以降低能耗，而不是高能耗，D选项错误。所以答案选ABC。4.光纤的损耗主要包括（）A.吸收损耗B.散射损耗C.弯曲损耗D.辐射损耗答案：ABCD详解：吸收损耗是由于光纤材料对光的吸收而产生的损耗，例如光纤中的杂质、缺陷等会吸收光能量，将光能转化为热能，从而造成损耗，A选项正确。散射损耗是光在光纤中传播时，由于光纤材料的不均匀性等原因，使光向各个方向散射，导致部分光能量无法沿光纤继续传播而产生的损耗，B选项正确。弯曲损耗是当光纤发生弯曲时，部分光会从弯曲处泄漏出去，从而产生损耗，弯曲半径越小，损耗越大，C选项正确。辐射损耗是由于光纤受到外界的应力、温度变化等因素影响，使光纤的结构发生微小变化，导致光在传输过程中产生辐射而造成的损耗，D选项正确。所以答案选ABCD。5.数字调制技术包括（）A.ASK（振幅键控）B.FSK（频移键控）C.PSK（相移键控）D.QAM（正交幅度调制）答案：ABCD详解：ASK是通过改变载波的振幅来表示数字信号的0和1，是一种基本的数字调制方式，A选项正确。FSK是利用载波的频率变化来传递数字信息，不同的频率代表不同的数字信号，常用于低速数据传输等场景，B选项正确。PSK是通过改变载波的相位来表示数字信号，例如二进制相移键控（BPSK）、四相相移键控（QPSK）等，具有较高的频谱利用率，C选项正确。QAM是将振幅和相位结合起来进行调制的技术，它可以在相同的带宽下传输更多的信息，常用于高速数据传输，如有线电视信号传输等，D选项正确。所以答案选ABCD。三、判断题1.通信系统中，信源的作用是将各种消息转换为原始电信号。（）答案：正确详解：信源是产生各种消息的来源，在通信系统中，它的主要功能就是把各种消息，如语音、图像、文字等，转换为原始的电信号，以便后续进行处理和传输。所以该说法正确。2.多模光纤的传输距离比单模光纤远。（）答案：错误详解：由于多模光纤芯径较大，存在模式色散等问题，光信号在传输过程中会发生畸变和衰减，导致其传输距离相对较短。而单模光纤只传输一种模式的光，不存在模式色散，光信号能够更稳定地传输，所以单模光纤的传输距离比多模光纤远。因此该说法错误。3.时分复用是将不同的信号在不同的时间片上进行传输。（）答案：正确详解：时分复用（TDM）的基本原理就是把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，不同的信号在不同的时隙上进行传输，这样就可以在一条信道上同时传输多个信号。所以该说法正确。4.微波通信只能进行视距传播。（）答案：正确详解：微波的波长较短，其传播特性近似于光波，主要是沿直线传播，因此只能进行视距传播。也就是说，微波通信的收发两端之间必须是相互可见的，中间不能有障碍物阻挡。所以该说法正确。5.数字通信系统中，码元速率和信息速率是同一个概念。（）答案：错误详解：码元速率是指单位时间内传输的码元个数，单位是波特（Baud）。信息速率是指单位时间内传输的信息量，单位是比特/秒（bit/s）。当一个码元只携带1比特信息时，码元速率和信息速率在数值上相等，但当一个码元携带多个比特信息时，两者在数值上是不同的。所以码元速率和信息速率不是同一个概念，该说法错误。四、简答题1.简述通信系统的基本组成及各部分的作用。通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿五部分组成。信源：是产生各种消息的来源，其作用是把各种消息，如语音、图像、文字等，转换为原始的电信号。例如，在电话通信中，人的声音就是信源，通过麦克风将声音转换为电信号。发送设备：对信源产生的原始电信号进行处理和变换，使其适合在信道中传输。这些处理包括调制、放大、编码等。例如，在无线通信中，发送设备会将原始电信号进行调制，使其搭载在合适的载波上，然后进行功率放大，以便信号能够在信道中远距离传输。信道：是信号传输的通道，可以是有线信道，如电缆、光纤等；也可以是无线信道，如自由空间。信道为信号的传输提供了物理媒介，但同时也会对信号产生衰减、噪声干扰等影响。接收设备：接收从信道传来的信号，并对其进行处理和变换，恢复出原始的电信号。接收设备的处理过程与发送设备相反，包括解调、解码、滤波、放大等。例如，在无线通信中，接收设备会先对接收到的信号进行滤波，去除噪声，然后进行解调，将信号从载波上分离出来，最后进行解码，恢复出原始的信息。信宿：是消息的接收者，其作用是将恢复出的原始电信号转换为相应的消息。例如，在电话通信中，信宿就是扬声器，它将电信号转换为声音，供人收听。2.简述光纤通信的优点。传输容量大：光纤的带宽非常宽，能够同时传输大量的信息。一根光纤可以承载数万路甚至更多的电话信号或多路高清视频信号，相比传统的电缆等传输介质，其传输容量有了极大的提升。损耗低：光纤的损耗比其他传输介质低很多，在长距离传输时，信号的衰减较小。这使得光纤通信可以实现长距离的无中继传输，减少了中继站的建设和维护成本。抗干扰能力强：光纤是由石英等材料制成的，它不受电磁干扰和雷电等外界因素的影响。在强电磁环境下，如变电站、高压线附近等，光纤通信仍然能够稳定地传输信号，保证通信质量。保密性好：光信号在光纤中传输，不易泄漏，很难被窃听。与无线通信相比，光纤通信的信息安全性更高，适用于对信息安全要求较高的场合，如军事通信、金融通信等。重量轻、体积小：光纤的直径很小，重量轻，占用空间少。这使得在铺设通信线路时更加方便，尤其是在一些空间有限的场所，如建筑物内部、地下管道等。3.简述4G和5G技术的主要区别。传输速度：4G的理论峰值下载速度一般在100Mbps左右，而5G的理论峰值下载速度可以达到20Gbps甚至更高。5G能够实现更快速的数据传输，满足高清视频、虚拟现实、实时云游戏等对高速数据传输要求极高的应用需求。时延：4G的空口时延一般在1050毫秒左右，而5G的空口时延可以低至1毫秒。低时延使得5G更适合应用于自动驾驶、工业自动化、远程医疗等对时延要求极高的场景，能够实现更实时的交互和控制。连接数密度：4G每平方公里支持的连接数约为10万个，而5G每平方公里可以支持百万级的连接数。这使得5G能够更好地满足物联网发展的需求，实现大量设备的连接和数据传输，如智能家居、智能城市等应用场景。频谱效率：5G采用了更先进的调制技术和多天线技术，其频谱效率比4G有了显著提高。这意味着在相同的频谱资源下，5G可以传输更多的信息，提高了频谱的利用率。应用场景：4G主要应用于移动互联网领域，如移动视频、移动社交等。而5G不仅能够支持更高速的移动互联网应用，还将拓展到工业互联网、车联网、智能医疗、智能电网等垂直行业，推动各个行业的数字化转型和智能化发展。4.简述数字调制与模拟调制的区别。调制信号：模拟调制的调制信号是连续变化的模拟信号，如语音信号、视频信号等。数字调制的调制信号是离散的数字信号，通常用二进制的0和1表示。调制方式：模拟调制主要有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等方式，通过改变载波的振幅、频率或相位来传递模拟信号的信息。数字调制则有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等方式，通过改变载波的振幅、频率或相位来表示数字信号的0和1。抗干扰能力：数字调制的抗干扰能力一般比模拟调制强。数字信号可以通过编码等技术进行纠错和检错，在传输过程中即使受到一定的干扰，也可以通过解码恢复出原始的信息。而模拟信号一旦受到干扰，就会直接影响信号的质量，很难完全恢复。传输效率：数字调制在传输效率上具有优势。数字信号可以进行压缩编码，去除冗余信息，提高信息的传输效率。同时，数字调制可以采用更先进的调制技术，如正交幅度调制（QAM）等，在相同的带宽下传输更多的信息。设备复杂度：数字调制系统的设备通常比模拟调制系统复杂。数字调制需要进行编码、解码、调制、解调等复杂的处理过程，需要使用数字信号处理器（DSP）等芯片来实现。而模拟调制系统的设备相对简单，主要由模拟电路组成。5.简述无线通信中的多径衰落及其产生原因和解决方法。多径衰落是指在无线通信中，由于信号在传播过程中经过多条路径到达接收端，各条路径的信号在接收端叠加时，由于它们的幅度、相位等不同，导致接收信号的幅度发生快速而剧烈的变化。产生原因：反射：当无线信号遇到建筑物、山脉等障碍物时，会发生反射，反射信号会沿着不同的路径到达接收端。散射：信号在传播过程中遇到小颗粒的物体，如树叶、灰尘等，会发生散射，散射信号也会从不同方向到达接收端。绕射：当信号遇到障碍物时，会发生绕射现象，绕射信号也会形成不同的传播路径。解决方法：分集技术：包括空间分集、时间分集、频率分集等。空间分集是在接收端使用多个天线，由于各个天线接收到的信号衰落情况不同，通过对这些信号进行合并处理，可以降低衰落的影响。时间分集是通过在不同的时间发送相同的信号，利用信号在不同时间的衰落独立性来提高接收信号的可靠性。频率分集是在不同的频率上发送相同的信号，由于不同频率的信号衰落情况不同，从而减少衰落的影响。均衡技术：通过在接收端使用均衡器，对信号的幅度和相位进行调整，补偿由于多径衰落引起的失真。均衡器可以根据信道的特性自适应地调整参数，以达到最佳的补偿效果。扩频技术：扩频技术将信号的带宽扩展到很宽的范围，使信号具有较强的抗干扰和抗衰落能力。在多径衰落环境中，扩频信号可以利用其自相关特性，从多径信号中提取有用的信息，减少衰落的影响。五、综合题1.某数字通信系统采用二进制相移键控（BPSK）调制方式，码元速率为1000波特，信道的误码率为10⁻⁴。（1）求该系统的信息速率。在BPSK调制方式中，一个码元携带1比特信息。信息速率\(R_b\)与码元速率\(R_s\)的关系为\(R_b=R_s\times\log_2M\)，其中\(M\)为码元的进制数，对于BPSK，\(M=2\)。已知码元速率\(R_s=1000\)波特，所以信息速率\(R_b=R_s\times\log_22=1000\times1=1000\)比特/秒。（2）若系统传输10⁶个码元，预计会出现多少个误码？已知信道的误码率\(P_e=10^{4}\)，传输的码元总数\(N=10^6\)个。根据误码率的定义\(P_e=\frac{n}{N}\)（其中\(n\)为误码个数），可得误码个数\(n=P_e\timesN\)。将\(P_e=10^{4}\)，\(N=10^6\)代入可得：\(n=10^{4}\times10^6=100\)个。2.如图所示的通信系统，信源产生的二进制序列为10110，采用ASK调制方式，载波信号为\(c(t)=A\cos(2\pif_ct)\)，其中\(A=2\)，\(f_c=1000Hz\)。（1）画出ASK调制信号的波形。ASK调制是根据二进制序列的值来改变载波的振幅。当二进制序列为1时，载波信号正常输出；当二进制序列为0时，载波信号幅度为0。已知信源二进制序列为10110，码元宽度设为\(T_s\)。在第一个码元时间（对应二进制1），调制信号\(s_1(t)=2\cos(2\pi\times1000t)\)；在第二个码元时间（对应二进制0），调制信号\(s_2(t)=0\)；在第三个码元时间（对应二进制1），调制信号\(s_3(t)=2\cos(2\pi\times1000t)\)；在第四个码元时间（对应二进制1），调制信号\(s_4(t)=2\cos(2\pi\times1000t)\)；在第五个码元时间（对应二进制0），调制信号\(s_5(t)=0\)。以时间为横轴，幅度为纵轴，画出每个码元时间内的调制信号波形。在对应1的码元时间内，是幅度为2的余弦波；在对应0的码元时间内，幅度为0。（2）若接收端接收到的信号存在加性高斯白噪声，简述接收端如何进行解调恢复原始二进制序列。接收端的解调过程如下：带通滤波：首先对接收到的信号进行带通滤波，滤除带外噪声，使信号的带宽限制在载波频率附近，只保留有用的信号成分。相乘：将经过带通滤波后的信号与本地载波信号\(c(t)=2\cos(2\pif_ct)\)相乘。根据三角函数的乘积公式\(\cosA\cosB=\frac{1}{2}[\cos(A+B)+\cos(AB)]\)，相乘后会产生高频分量和低频分量。低通滤波：对相乘后的信号进行低通滤波，滤除高频分量，保留低频分量。经过低通滤波后，信号的幅度会根据接收信号中是否包含载波而变化。判决：对低通滤波后的信号进行判决。设置一个判决门限，当信号幅度大于判决门限时，判决为1；当信号幅度小于判决门限时，判决为0。这样就可以恢复出原始的二进制序列。3.某光纤通信系统，光纤的损耗系数为0.2dB/km，光源的发射功率为1mW，接收端的灵敏度为30dBm。（1）求该系统在不考虑其他损耗的情况下，最大传输距离是多少？首先将发射功率和接收灵敏度转换为相同的单位。发射功率\(P_t=1mW\)，根据\(P(dBm)=10\log_{10}\frac{P(mW)}{1mW}\)，可得\(P_t(dBm)=10\log_{10}\frac{1mW}{1mW}=0dBm\)。接收端灵敏度\(P_r=30dBm\)。光纤的损耗\(L=P_tP_r\)，则\(L=0(30)=30dB\)。已知光纤的损耗系数\(\alpha=0.2dB/km\)，根据损耗公式\(L=\alpha\timesL_d\)（其中\(L_d\)为传输距离），可得传输距离\(L_d=\frac{L}{\alpha}\)。将\(L=30dB\)，\(\alpha=0.2dB/km\)代入可得：\(L_d=\frac{30}{0.2}=150km\)。（2）若考虑连接器等其他损耗为5dB，求此时的最大传输距离。此时总的损耗\(L_{total}=P_tP_r+5\)，即\(L_{total}=0(30)+5=35dB\)。根据\(L_{total}=\alpha\timesL_d'\)（\(L_d'\)为考虑其他损耗后的传输距离），可得\(L_d'=\frac{L_{total}}{\alpha}\)。将\(L_{total}=35dB\)，\(\alpha=0.2dB/km\)代入可得：\(L_d'=\frac{35}{0.2}=175km\)（这里需要注意，实际中由于其他损耗的不确定性和复杂性，计算结果只是一个理论参考值）。4.简述移动通信系统中蜂窝小区的概念及采用蜂窝小区结构的好处。蜂窝小区的概念：在移动通信系统中，将整个服务区划分为若干个小的区域，每个区域称为一个蜂窝小区，每个小区都有一个基站，负责与该小区内的移动台进行通信。这些小区紧密相邻，形成了类似蜂窝的结构。采用蜂窝小区结构的好处：频率复用：在不同的小区中可以重复使用相同的频率资源。由于各个小区之间有一定的距离，只要满足一定的频率复用距离，就可以在不同的小区中使用相同的频率而不会产生严重的干扰。这样可以大大提高频率资源的利用率，增加系统的容量。例如，在一个城市中，如果不采用蜂窝小区结构，可能只能使用有限的频率资源；而采用蜂窝小区结构后，可以在不同的小区中多次复用相同的频率，从而支持更多的用户同时通信。覆盖范围扩展：通过将服务区划分为多个小区，可以使移动通信系统覆盖更大的区域。每个小区的基站可以根据小区的大小和地形等因素，调整发射功率和天线方向等参数，保证小区内的信号覆盖质量。同时，多个小区可以无缝连接，使移动台在移动过程中可以从一个小区切换到另一个小区，实现连续的通信。降低发射功率：在蜂窝小区结构中，由于每个小区的覆盖范围相对较小，基站和移动台的发射