大三学生通信原理课程期末测验试卷及答案

大三学生通信原理课程期末测验试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在通信系统中，信道的带宽与信号的最高频率之间的关系是（）A.带宽等于最高频率B.带宽小于最高频率C.带宽大于最高频率D.带宽等于最高频率的两倍2.某信号通过一个低通滤波器，其截止频率为1kHz，若输入信号包含2kHz和500Hz的成分，则输出信号中包含的频率成分是（）A.2kHz和500HzB.仅500HzC.仅2kHzD.无任何频率成分3.在数字通信系统中，常用的调制方式不包括（）A.FSKB.PSKC.QAMD.AM4.信息熵是衡量信息不确定性的指标，其单位是（）A.bitB.HzC.dBD.J5.在多径信道中，信号经过不同路径到达接收端时会产生（）A.频率偏移B.相位失真C.多普勒效应D.信号衰落6.傅里叶变换中，信号在时域中的展宽对应在频域中的（）A.收窄B.保持不变C.展宽D.相位变化7.在基带传输系统中，常用的码型转换方法不包括（）A.曼彻斯特编码B.差分曼彻斯特编码C.PSK调制D.AMI码8.在数字信号处理中，奈奎斯特采样定理指出，为了避免混叠，采样频率应至少为信号最高频率的（）A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍9.在无线通信系统中，分集技术的主要目的是（）A.提高频谱利用率B.增加信号带宽C.提高信号的抗干扰能力D.降低传输功率10.在通信系统中，误码率（BER）是指（）A.接收到的错误比特数占总比特数的比例B.发送的比特数占总比特数的比例C.接收到的正确比特数占总比特数的比例D.发送的比特数与接收到的比特数之差二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.通信系统的三大基本要素是______、______和______。2.傅里叶变换将时域信号转换为______域信号。3.在数字通信系统中，常用的同步方法包括______同步和______同步。4.信道的容量是指信道在单位时间内能够传输的最大______。5.多普勒效应是指由于______而引起的频率变化。6.在基带传输系统中，常用的码型转换方法包括______和______。7.信息熵的最大值出现在______分布的情况下。8.在数字信号处理中，滤波器的类型分为______滤波器和______滤波器。9.在无线通信系统中，分集技术的主要方法包括______分集和______分集。10.误码率（BER）是衡量通信系统______的重要指标。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在通信系统中，信道的带宽越大，传输速率越高。（）2.傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号，反之亦然。（）3.在数字通信系统中，常用的调制方式包括FSK、PSK和QAM。（）4.信息熵是衡量信息不确定性的指标，其值越大，信息的不确定性越小。（）5.在多径信道中，信号经过不同路径到达接收端时会产生信号衰落。（）6.傅里叶变换中，信号在时域中的展宽对应在频域中的收窄。（）7.在基带传输系统中，常用的码型转换方法包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。（）8.在数字信号处理中，奈奎斯特采样定理指出，为了避免混叠，采样频率应至少为信号最高频率的两倍。（）9.在无线通信系统中，分集技术的主要目的是提高信号的抗干扰能力。（）10.误码率（BER）是衡量通信系统可靠性的重要指标。（）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述奈奎斯特采样定理的内容及其意义。2.解释什么是多径效应及其对信号传输的影响。3.比较FSK调制和PSK调制的特点。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某通信系统采用基带传输，信号的最高频率为10kHz，信道带宽为15kHz。假设系统采用曼彻斯特编码，请计算：（1）信号传输速率是多少？（2）若误码率为10^-4，计算每秒传输的错误比特数。2.某无线通信系统采用分集技术，包括频率分集和时间分集。假设系统工作在2GHz频段，信号带宽为20MHz，传输速率为100Mbps。请计算：（1）信号的最高频率是多少？（2）若采用频率分集，需要多少个子载波？（3）若采用时间分集，每秒需要切换多少次？【标准答案及解析】一、单选题1.A解析：在通信系统中，信道的带宽通常定义为最高频率的两倍，但题目中直接给出带宽等于最高频率，故选A。2.B解析：低通滤波器的截止频率为1kHz，因此只有500Hz的信号能够通过，2kHz的信号被滤除。3.D解析：AM（调幅）是模拟通信系统中的调制方式，不适用于数字通信系统。4.A解析：信息熵的单位是bit，表示每比特信息的不确定性。5.D解析：多径信道会导致信号衰落，即信号强度在接收端时强时弱。6.A解析：根据傅里叶变换的性质，时域信号的展宽对应频域信号的收窄。7.C解析：PSK调制属于调制方式，不属于码型转换方法。8.B解析：奈奎斯特采样定理指出，采样频率应至少为信号最高频率的两倍，以避免混叠。9.C解析：分集技术的主要目的是提高信号的抗干扰能力，通过分散信号路径来减少干扰。10.A解析：误码率（BER）是指接收到的错误比特数占总比特数的比例。二、填空题1.发送端、信道、接收端解析：通信系统的三大基本要素是发送端、信道和接收端。2.频率解析：傅里叶变换将时域信号转换为频域信号。3.载波、位同步解析：同步方法包括载波同步和位同步。4.信息量解析：信道的容量是指信道在单位时间内能够传输的最大信息量。5.接收者与发射者之间的相对运动解析：多普勒效应是指由于接收者与发射者之间的相对运动而引起的频率变化。6.曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码解析：常用的码型转换方法包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。7.等概率解析：信息熵的最大值出现在等概率分布的情况下。8.滤波器、非滤波器解析：滤波器的类型分为滤波器和非滤波器。9.频率、空间解析：分集技术的主要方法包括频率分集和空间分集。10.可靠性解析：误码率（BER）是衡量通信系统可靠性的重要指标。三、判断题1.√解析：信道的带宽越大，传输速率越高。2.√解析：傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号，反之亦然。3.√解析：FSK、PSK和QAM都是常用的数字通信调制方式。4.×解析：信息熵的值越大，信息的不确定性越大。5.√解析：多径信道会导致信号衰落。6.√解析：根据傅里叶变换的性质，时域信号的展宽对应频域信号的收窄。7.√解析：常用的码型转换方法包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。8.√解析：奈奎斯特采样定理指出，采样频率应至少为信号最高频率的两倍。9.√解析：分集技术的主要目的是提高信号的抗干扰能力。10.√解析：误码率（BER）是衡量通信系统可靠性的重要指标。四、简答题1.奈奎斯特采样定理的内容是：为了避免混叠，采样频率应至少为信号最高频率的两倍。其意义在于确保在数字信号处理中能够完整地恢复原始信号，避免信息丢失。2.多径效应是指信号经过不同路径到达接收端的现象，会导致信号衰落、时延扩展和相干带宽减小等问题，影响信号传输的质量。3.FSK调制通过改变载波的频率来传输数字信号，而PSK调制通过改变载波的相位来传输数字信号。FSK调制抗干扰能力强，但频谱利用率低；PSK调制频谱利用率高，但抗干扰能力较弱。五、应用题1.（1）信号传输速率=2×10kHz=20kbps解析：曼彻斯特编码的传输速率是基带信号速率的两倍。（2）每秒传输的错误比特数=20kbps×10^-4=0.002比特/秒解析：误码率为10^-4，即每传