(2025年)移动通信系统复习试题和答案

(2025年)移动通信系统复习试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪项不属于6G潜在关键技术？A.太赫兹通信B.空天地一体化网络C.正交频分复用（OFDM）D.人工智能原生（AI-native）架构答案：C（OFDM是4G/5G核心技术，6G将探索更高效的波形如滤波器组多载波（FBMC））2.5GNR中，非独立组网（NSA）模式下用户面数据主要通过哪个节点传输？A.4GeNodeBB.5GgNodeBC.核心网UPFD.边缘计算服务器答案：A（NSA架构依赖4G核心网，用户面数据经4GeNodeB转发）3.以下哪种MIMO技术主要用于提升信号可靠性而非容量？A.空间复用B.发射分集C.波束赋形D.大规模MIMO答案：B（发射分集通过多天线发送冗余信息，提高接收端信噪比，增强可靠性）4.5GNR中，子载波间隔（SCS）为120kHz时，主要适用于哪个场景？A.广覆盖宏基站B.低时延URLLCC.毫米波高频段D.海量连接mMTC答案：C（高频段（如毫米波）带宽大，需更大SCS减少符号长度，降低相位噪声影响）5.6G提出的“数字孪生”技术主要用于实现？A.用户设备的实时状态复制B.网络物理系统（CPS）的虚拟映射C.基站天线的动态配置D.核心网功能的软件定义答案：B（数字孪生通过构建网络和物理环境的虚拟模型，支持智能运维和预测性管理）6.5GNR中，控制信道（PDCCH）采用的信道编码方案是？A.LDPC码B.Turbo码C.Polar码D.Reed-Solomon码答案：C（3GPP规定5G控制信道使用Polar码，数据信道使用LDPC码）7.以下哪项不是5G双连接（DC）的主要优势？A.提升用户峰值速率B.降低切换时延C.增强网络覆盖D.减少信令开销答案：D（双连接需协调两个基站的信令交互，可能增加信令开销）8.6G预计的峰值速率目标是？A.10GbpsB.100GbpsC.1TbpsD.10Tbps答案：C（6G白皮书提出峰值速率可达1Tbps，支持超高清全息通信等场景）9.5G中，用于解决小区边缘用户干扰的技术是？A.动态资源分配（DRA）B.协作多点传输（CoMP）C.非正交多址（NOMA）D.波束赋形（Beamforming）答案：B（CoMP通过多个基站协同传输，减少边缘用户的小区间干扰）10.以下哪种调制方式在5GNR中未被采用？A.QPSKB.16QAMC.64QAMD.256QAM答案：无（5GNR支持QPSK、16QAM、64QAM、256QAM，故本题无正确选项，可能题目设置为“未被广泛采用”时选D，但标准中256QAM已支持）二、填空题（每空1分，共20分）1.5G独立组网（SA）架构的核心网采用________（缩写），支持用户面和控制面分离。答案：NGC（5G核心网）2.6G提出的“全域覆盖”包括地面、空基、________和深海通信。答案：天基（卫星）3.OFDM技术通过插入________来对抗多径效应引起的符号间干扰（ISI）。答案：循环前缀（CP）4.MIMO技术的空间复用增益要求发射端与接收端之间存在________信道。答案：独立（或“不相关”）5.5GNR的物理层时频资源最小单位是________，由1个OFDM符号和1个子载波组成。答案：资源元素（RE）6.6G的“智能原生”特性要求网络具备________、自优化和自修复能力。答案：自感知（或“自主决策”）7.5G中，用于连接用户设备（UE）和基站（gNodeB）的接口是________（缩写）。答案：Uu8.非正交多址（NOMA）通过________区分用户，适用于海量连接场景。答案：功率域（或“码域+功率域”）9.5G的URLLC场景要求端到端时延不超过________毫秒。答案：110.大规模MIMO（MassiveMIMO）通过增加________数量，显著提升频谱效率。答案：天线（或“天线阵子”）11.6G可能采用的新频谱包括太赫兹（THz）和________（如70-80GHz）。答案：毫米波（注：毫米波已部分用于5G，6G将拓展更高频段）12.5GNR中，同步信号块（SSB）的周期为________毫秒（可选15/20/40/80/160）。答案：20（常见配置）13.波束赋形技术通过调整各天线的________，形成指向特定用户的窄波束。答案：相位（或“幅度和相位”）14.5G的mMTC场景主要支持________连接，如物联网传感器。答案：低速率、海量15.6G的“通感一体”技术将通信与________功能融合，实现环境感知。答案：雷达（或“感知”）16.5G中，用于基站间互联的接口是________（缩写）。答案：Xn17.OFDM的子载波间隔（SCS）与符号长度成________关系。答案：反比18.5G核心网的用户面功能实体是________（缩写）。答案：UPF（用户面功能）19.6G的“数字孪生”需要________技术支持实时数据采集和模型更新。答案：物联网（或“传感器网络”）20.5GNR中，上行参考信号包括探测参考信号（SRS）和________（缩写）。答案：DM-RS（解调参考信号）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述5GNSA与SA架构的主要区别及各自适用场景。答案：NSA（非独立组网）依赖4G核心网（EPC），5G基站（gNodeB）通过X2接口连接4G基站（eNodeB），用户面数据经4G基站转发，控制面由4G核心网管理。SA（独立组网）采用5G核心网（NGC），gNodeB直接连接NGC，支持5G新功能（如切片、URLLC）。NSA适用于5G初期快速部署，利用4G覆盖补盲；SA适用于需要5G完整能力（低时延、切片）的场景，如工业互联网。2.说明OFDM技术如何对抗多径效应，并指出其主要缺点。答案：OFDM通过在每个OFDM符号前插入循环前缀（CP），将多径引起的时延扩展限制在CP长度内，避免符号间干扰（ISI）。接收端通过移除CP并进行FFT解调，恢复原始信号。缺点：对频率偏移敏感（载波间干扰ICI）、峰均比（PAPR）较高（需功率放大器线性度要求高）、循环前缀降低频谱效率。3.列举MIMO技术的三种主要分类，并说明各自特点。答案：（1）发射分集：通过多天线发送冗余信息（如空时编码），提高接收信噪比，增强可靠性；（2）空间复用：多天线发送不同数据流，利用独立信道实现并行传输，提升容量；（3）波束赋形：调整各天线信号相位/幅度，形成指向用户的窄波束，提高信号增益，适用于高频段（如毫米波）覆盖。4.5GNR采用LDPC码和Polar码作为信道编码方案，说明两者的选择依据。答案：LDPC码（低密度奇偶校验码）在长码长、高码率场景下性能接近香农限，适用于数据信道（如PDSCH/PUSCH）的大码块传输；Polar码（极化码）在短码长、低时延场景下性能更优，且编码/译码复杂度较低，适用于控制信道（如PDCCH）和随机接入信道（PRACH）的小码块传输。5.6G相较于5G的主要技术演进方向有哪些？（至少列出5点）答案：（1）更高频段（太赫兹THz）：拓展频谱资源；（2）空天地一体化：融合卫星、无人机、地面网络，实现全域覆盖；（3）AI原生网络：网络功能与AI深度融合，支持自主决策；（4）通感一体：通信与雷达感知功能融合，支持环境建模；（5）数字孪生：构建网络和物理环境的虚拟镜像，优化运维；（6）超高频谱效率：采用新波形（如FBMC）、非正交多址增强（NOMA+）；（7）低碳化设计：通过智能功率控制、节能架构降低能耗。四、计算题（每题10分，共20分）1.某5G基站工作在3.5GHz频段，带宽100MHz，采用4x4MIMO空间复用（4流），调制方式为64QAM（6bit/symbol），编码速率0.8。假设无资源开销（如CP、控制信道），计算该基站的理论峰值吞吐量（单位：Gbps）。答案：步骤1：100MHz带宽对应的子载波间隔（SCS）通常为30kHz（5G常用配置），每个时隙（Slot）包含14个OFDM符号（无扩展CP）。步骤2：每资源块（RB）含12个子载波×14符号=168RE，100MHz带宽含（100MHz/30kHz）/12≈277个RB（实际5G中100MHz对应273个RB，此处简化）。步骤3：每RB可用RE数=168（无开销），总RE数=277×168≈46536RE。步骤4：每个RE传输6bit（64QAM），编码后速率0.8，故每RE有效比特=6×0.8=4.8bit。步骤5：4x4MIMO支持4流，总吞吐量=46536RE×4.8bit/RE×4流=46536×19.2≈893,599.2kbps≈0.894Gbps（注：实际中需考虑CP、控制信道等开销，理论值约为1Gbps）。2.某6G太赫兹通信系统工作在300GHz频段，发射功率Pt=20dBm，发射天线增益Gt=30dBi，接收天线增益Gr=30dBi，距离d=100m，载波波长λ=光速c/频率f=3×10^8m/s/3×10^11Hz=0.001m。计算接收功率Pr（单位：dBm），并判断是否满足接收机灵敏度-70dBm的要求（自由空间路径损耗公式：PL=20log10(d)+20log10(f)+32.45）。答案：步骤1：计算自由空间路径损耗（PL）：PL=20log10(d)+20log10(f)+32.45=20log10(100)+20log10(3×10^11)+32.45=40+(20×11.477)+32.45=40+229.54+32.45≈301.99dB。步骤2：接收功率Pr=Pt+Gt+Gr-PL=20dBm+30dBi+30dBi-301.99dB=80dBm-301.99dB≈-221.99dBm（注：太赫兹频段路径损耗极大，实际需结合波束赋形或中继技术）。结论：-221.99dBm远低于接收机灵敏度-70dBm，需采用高增益天线（如相控阵）或缩短传输距离。五、综合分析题（20分）某制造企业计划部署5G工业互联网，要求支持AGV（自动导引车）的低时延控制（时延≤5ms）、生产线传感器的海量连接（10万个/平方公里），以及AR远程维修的高带宽（100Mbps）。请设计该场景的5G网络部署方案，需考虑以下因素：（1）网络架构选择（SA/NSA）；（2）关键技术应用；（3）频率选择（Sub-6GHz/毫米波）；（4）切片配置；（5）干扰管理措施。答案：（1）网络架构：选择SA（独立组网）。SA支持5G核心网的切片功能和URLLC低时延特性，满足AGV控制的严格时延要求；NSA依赖4G核心网，无法提供5G完整的低时延能力。（2）关键技术：①针对AGV低时延：采用URLLC技术，配置短帧结构（如2ms时隙）、动态资源分配（DRA）、低冗余编码（Polar码）；②针对海量传感器：采用mMTC技术，支持NOMA（非正交多址）提升连接密度，结合扩展DRX（非连续接收）降低终端功耗；③针对AR高带宽：采用4x4MIMO空间复用、256QAM高阶调制，提升频谱效率。（3）频率选择：主用Sub-6GHz（如3.5GHz）。Sub-6GHz覆盖好、绕射能力强，适合工厂车间的复杂环境；毫米波（如28GHz）带宽大但覆盖差，可作为补充（如AR维修的局部热点覆盖）。（4）切片配置：部署3个独立网络切片。①