2025 年大学空间科学（空间通信实训）期中测试卷

2025年大学空间科学（空间通信实训）期中测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.空间通信中，以下哪种调制方式具有较强的抗干扰能力？（）A.ASKB.FSKC.PSKD.QAM2.卫星通信中，常用的多址接入方式不包括（）。A.FDMAB.TDMAC.CDMAD.LDMA3.空间通信链路中的噪声主要来源于（）。A.热噪声B.散弹噪声C.宇宙噪声D.以上都是4.以下哪种天线具有较高的增益和方向性？（）A.全向天线B.半波振子天线C.抛物面天线D.微带天线5.在数字通信中，码元速率与信息速率的关系是（）。A.信息速率大于码元速率B.信息速率等于码元速率C.信息速率小于码元速率D.不确定6.空间通信中，用于克服多径衰落的技术是（）。A.分集技术B.信道编码C.均衡技术D.以上都是7.卫星通信系统中，地球站的主要组成部分不包括（）。A.天线系统B.发射系统C.接收系统D.电源系统8.以下哪种调制方式的频谱效率较高？（）A.2ASKB.4FSKC.16QAMD.8PSK9.空间通信中，信号的传播损耗主要与（）有关。A.频率和距离B.发射功率C.天线增益D.调制方式10.在通信系统中，误码率的定义是（）。A.错误码元数与总码元数之比B.错误比特数与总比特数之比C.错误帧与总帧数之比D.以上都不对二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.空间通信的特点包括（）。A.通信距离远B.传输时延大C.信号衰落严重D.干扰因素多2.常用的信道编码方式有（）。A.卷积码B.分组码C.Turbo码D.LDPC码3.卫星通信系统中的轨道类型包括（）。A.地球静止轨道B.中地球轨道C.低地球轨道D.太阳同步轨道4.空间通信中常用的分集技术有（）。A.空间分集B.时间分集C.频率分集D.极化分集5.数字调制技术的优点包括（）。A.抗干扰能力强B.频谱利用率高C.便于集成化D.保密性好三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×）1.空间通信中，信号的传播速度与介质有关。（）2.卫星通信系统中，转发器的作用是放大和变频信号。（）3.信道编码可以提高信号的传输速率。（）4.全向天线在各个方向上的辐射强度相同。（）5.数字通信系统中，码间干扰是由信道不理想引起的。（）6.空间通信中，采用分集技术可以完全消除衰落。（）7.卫星通信系统中，地球站的天线口径越大，增益越高。（）8.调制解调器的作用是实现信号的调制和解调。（）9.空间通信链路中的误码主要是由噪声引起的。（）10.通信系统的可靠性通常用误码率来衡量。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.简述空间通信中常用的几种调制方式及其特点。2.卫星通信系统中，地球站的主要性能指标有哪些？3.说明分集技术在空间通信中的作用及实现方式。五、综合题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，综合分析并回答以下问题）1.假设一个空间通信系统采用QPSK调制方式，码元速率为1000波特，载波频率为1GHz，发射功率为10W，天线增益为30dB，接收天线增益为20dB，信号传播距离为40000km，求接收端的信号功率和信噪比。（已知自由空间传播损耗公式：$L_f=(4\pidf/c)^2$，其中$d$为传播距离，$f$为频率，$c$为光速）2.某空间通信链路在存在多径衰落的情况下，误码率较高。请分析可能的原因，并提出至少三种改善误码率的措施。答案：一、单项选择题1.C2.D3.D4.C5.A6.D7.D8.C9.A10.A二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题1.常用调制方式如ASK（移幅键控），特点是调制简单但抗干扰弱；FSK（移频键控），抗干扰稍强于ASK；PSK（移相键控），包括2PSK、4PSK等，抗干扰能力较强，频谱效率有提升；QPSK（四相移相键控），在PSK基础上进一步提高频谱效率，相位变化更灵活。2.主要性能指标有发射功率、接收灵敏度、天线增益、系统噪声温度、频率稳定度、误码率等。发射功率影响通信距离；接收灵敏度反映接收微弱信号能力；天线增益决定信号辐射和接收能力；系统噪声温度影响接收质量；频率稳定度确保信号准确传输；误码率衡量通信可靠性。3.分集技术作用是降低衰落影响，提高通信可靠性。实现方式有空间分集，利用多副天线接收不同空间信号；时间分集，在不同时刻发送或接收信号；频率分集，在多个频率上传输信号；极化分集，利用不同极化方式的信号。五、综合题1.先求自由空间传播损耗$L_f=(4\pidf/c)^2=(4\pi×40000×10^9/3×10^8)^2=2.83×10^{10}$。发射功率$P_t=10W$，发射天线增益$G_t=30dB=1000$，接收天线增益$G_r=20dB=100$。接收端信号功率$P_r=P_tG_tG_r/L_f=10×1000×100/(2.83×10^{10})=3.53×10^{-6}W$。噪声功率谱密度$N_0=kT_0$（设常温$T_0=290K$，$k=1.38×10^{-23}J/K$），$N_0=1.38×10^{-23}×290=4.00×10^{-21}W/Hz$。码元速率$R_b=1000$波特，QPSK调制下信息速率$R_s=2R_b=2000bps$，带宽$B=R_s=2000Hz$，噪声功率$N=N_0B=4.00×10^{-21}×2000=8.00×10^{-18}W$，信噪比$SNR=P_r/N=3.53×10^{-6}/8.00×10^{-18}=4.41×10^{11}$。2.原因：