2025年通信概念及通信方式理论考核试题及答案

2025年通信概念及通信方式理论考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种调制方式属于高阶数字调制技术，常用于5G增强移动宽带（eMBB）场景？A.BPSK（二进制相移键控）B.QPSK（四进制相移键控）C.256QAM（256正交幅度调制）D.FSK（频移键控）2.卫星通信中，“Ka频段”的频率范围通常为？A.1-2GHzB.12-18GHzC.26.5-40GHzD.8-12GHz3.量子通信的核心安全机制基于？A.传统加密算法（如AES）B.量子不可克隆定理C.公钥密码体系（如RSA）D.哈希函数的单向性4.物联网（IoT）通信中，NB-IoT（窄带物联网）的主要优势是？A.高传输速率B.低功耗与广覆盖C.低时延D.支持高速移动场景5.6G技术中，“空天地一体化”指的是？A.地面5G基站与卫星、无人机通信节点的协同组网B.仅卫星与地面光纤的互联C.4G、5G、Wi-Fi的异构融合D.毫米波与太赫兹频段的联合使用6.正交频分复用（OFDM）技术的关键优势是？A.完全消除多径干扰B.通过子载波正交性降低符号间干扰（ISI）C.无需信道估计D.仅适用于低频段7.多输入多输出（MIMO）技术的主要作用是？A.提高发射功率B.通过空间复用增加信道容量C.降低终端功耗D.扩展通信覆盖范围8.以下哪种通信方式属于非对称双工？A.FDD（频分双工）B.TDD（时分双工）C.全双工（同时同频）D.半双工（交替收发）9.5G的URLLC（超可靠低时延通信）场景对时延的要求通常低于？A.100msB.10msC.1msD.0.1ms10.太赫兹通信的主要瓶颈是？A.传输距离短，衰减严重B.调制方式单一C.终端体积过大D.频谱资源不足11.卫星互联网中，“低轨卫星（LEO）”的轨道高度一般为？A.200-2000公里B.2000-10000公里C.10000-35786公里D.高于35786公里12.软件定义无线电（SDR）的核心特征是？A.硬件完全通用，通过软件定义功能B.仅支持特定频段C.依赖专用芯片实现通信协议D.无法动态调整调制方式13.车联网（V2X）通信中，PC5接口主要用于？A.车辆与基站（V2N）B.车辆与车辆（V2V）C.车辆与行人（V2P）D.车辆与基础设施（V2I）14.以下哪种编码方式属于信道编码，用于提高通信可靠性？A.哈夫曼编码（信源编码）B.LDPC（低密度奇偶校验码）C.算术编码（信源编码）D.游程编码（信源编码）15.6G提出的“通感一体”技术指的是？A.通信与感知（如雷达探测）共享频谱与硬件B.仅通信系统具备环境感知能力C.感知数据通过通信链路单独传输D.通信与语音交互的深度融合二、填空题（每空1分，共20分）1.5G的三大应用场景包括增强移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（URLLC）和________（mMTC）。2.香农公式描述了信道容量与带宽、信噪比的关系，其表达式为________。3.卫星通信中，“GEO卫星”指________轨道卫星，其轨道高度约为________公里。4.量子密钥分发（QKD）的典型协议包括BB84协议和________协议。5.物联网通信中，LoRa（长距离无线电）采用________调制技术，适用于低功耗广域网（LPWAN）。6.正交频分多址（OFDMA）通过________和________的正交性实现多用户接入。7.6G预计使用的关键频段包括毫米波（26-40GHz）和________（0.1-10THz）。8.MIMO技术分为空间复用、________和波束赋形三种主要模式。9.全双工通信的核心挑战是________，需通过自干扰消除技术解决。10.车联网V2X通信的标准主要包括3GPP的________和IEEE的802.11p（WAVE）。11.软件定义网络（SDN）的核心架构是________、控制平面与数据平面分离。12.光通信中，波分复用（WDM）通过不同________的光信号复用提高传输容量。13.窄带物联网（NB-IoT）的终端发射功率通常为________dBm，以支持广覆盖。14.卫星互联网的“星间链路”指________之间的直接通信链路。15.6G的“数字孪生”技术通过________模拟物理世界，优化通信资源配置。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述5G中MassiveMIMO（大规模多输入多输出）技术的原理及优势。2.对比分析卫星通信中LEO（低轨）与GEO（静止轨道）卫星的优缺点。3.说明量子通信中“量子不可克隆定理”对安全通信的意义。4.解释物联网通信中“低功耗广域网（LPWAN）”的设计需求及典型技术。5.6G提出的“AI原生”特征指什么？其对通信系统优化有何作用？四、论述题（每题10分，共20分）1.结合2025年技术趋势，论述空天地一体化通信网络的架构设计要点及面临的挑战。2.从频谱资源、传输技术、应用场景三个维度，分析太赫兹通信与毫米波通信的差异，并展望其在6G中的应用前景。答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.A6.B7.B8.B9.C10.A11.A12.A13.B14.B15.A二、填空题1.海量机器类通信2.C=B·log₂(1+S/N)3.地球静止；357864.B925.扩频6.子载波；时间7.太赫兹8.空间分集9.自干扰抑制10.LTE-V2X11.集中式控制12.波长13.2314.卫星15.虚拟模型三、简答题1.原理：MassiveMIMO在基站端部署数十至数百根天线，通过数字预编码技术为每个用户分配独立的空间波束。优势：①空间复用提升频谱效率（较传统MIMO高10倍以上）；②波束赋形降低干扰，改善边缘用户体验；③支持更多用户同时接入，满足5G高连接密度需求。2.LEO卫星（轨道高度200-2000公里）优点：传输时延低（约10-50ms）、路径损耗小、终端天线尺寸小；缺点：轨道寿命短（需频繁补网）、星间切换复杂、星座规模大（如星链需数万颗）。GEO卫星（轨道高度35786公里）优点：覆盖范围广（单星覆盖1/3地球）、轨道稳定无需切换；缺点：传输时延高（约250ms）、频率资源紧张（C/Ku频段拥挤）、终端天线尺寸大（需抛物面天线）。3.量子不可克隆定理指出，未知量子态无法被精确复制。在量子通信中，若存在窃听者试图截获量子信号，其测量行为会改变量子态（引入误码），合法通信双方可通过比对部分密钥的误码率检测窃听。该定理从物理层面保证了量子密钥分发的无条件安全性，区别于传统加密依赖计算复杂度的“相对安全”。4.设计需求：①低功耗（终端续航5-10年）；②广覆盖（穿透建筑/地下场景）；③低成本（终端芯片价格低于5美元）；④支持海量连接（每平方公里10万个节点）。典型技术：NB-IoT（3GPP标准，占用LTE带宽）、LoRa（非授权频段，扩频调制）、SigFox（超窄带，欧洲主流）。5.“AI原生”指AI从通信系统设计初期即深度融入，而非后期叠加。作用：①智能频谱管理（动态感知空闲频谱，提升利用率）；②自适应调制编码（根据信道状态实时调整参数）；③端到端网络优化（通过深度学习预测业务需求，动态分配资源）；④故障自修复（AI识别异常并自动调整路由/功率）。四、论述题1.架构设计要点：①分层协同：地面5G/6G基站（覆盖城市）、低空无人机/气球（补盲）、中低轨卫星（广域覆盖）、高轨卫星（应急通信）；②统一协议：制定跨空天地的接口标准（如卫星与地面基站的X2接口扩展）；③智能编排：通过AI控制器动态调度各层资源（如卫星波束指向随用户移动调整）；④融合定位：结合GNSS、5G定位（如到达时间差）、卫星差分技术，实现亚米级定位。面临挑战：①异质网络同步：卫星与地面基站的时钟偏差（LEO卫星时速约27000km/h，需高精度同步技术）；②频率协调：卫星与地面系统的同频干扰（如Ka频段卫星与5G毫米波基站的邻频干扰）；③终端兼容：设计支持多模（5G/卫星/太赫兹）的小型化终端（需解决天线共址、功耗平衡问题）；④成本与运维：卫星制造/发射成本高（单颗LEO卫星约50万美元，数万颗星座需千亿美元投入），星上载荷（如相控阵天线）寿命有限（约5-7年）。2.频谱资源：毫米波（26-40GHz）属传统通信频段，部分已分配（如5Gn257/n258）；太赫兹（0.1-10THz）为新开放频谱，带宽可达数十GHz（毫米波仅数GHz），但大气衰减严重（氧气/水蒸气吸收峰）。传输技术：毫米波采用相控阵波束赋形（天线尺寸较小），支持OFDMA多址；太赫兹需更密集的天线阵列（波长更短），依赖超材料天线降低损耗，调制方式向高阶QAM（如1024QAM）演进，同时需结合轨道角动量（OAM）复用提升容量。应用场景：毫米波适合5G/6G