通信工程师考试题及答案

通信工程师考试题及答案一、单项选择题1.在数字通信系统中，衡量系统有效性的主要指标是（）。A.误码率B.信噪比C.信道容量D.频带利用率2.一个模拟信号m(A.1000B.2000C.3000D.40003.在PCM系统中，采用A律13折线压扩特性进行非均匀量化，其编码位数通常为（）。A.4B.7C.8D.164.设基带传输系统的总特性为H(f)A.在任意频点衰减为0B.在带宽内为常数C.满足奈奎斯特第一准则D.满足香农公式5.2PSK信号在相干解调时，由于本地载波存在180°的相位模糊，会导致（）。A.误码率降低B.频谱展宽C.解调输出恒为0D.出现“倒π”现象6.在数字调制中，相同误码率条件下，对信噪比要求最低的是（）。A.2ASKB.2FSKC.2PSKD.2DPSK7.根据香农公式C=BlA.互换B.独立变化C.线性变化D.无法确定关系8.一个线性分组码的生成矩阵为G=[A.3B.4C.6D.79.OSI参考模型中，负责在两个相邻节点间无差错地传送以帧为单位的数据的是（）。A.物理层B.数据链路层C.网络层D.传输层10.IPv4地址中，属于C类私有地址的网段是（）。A.10.0.0.0~10.255.255.255B.172.16.0.0~172.31.255.255C.192.168.0.0~192.168.255.255D.169.254.0.0~169.254.255.25511.在SDH帧结构中，管理单元指针（AU-PTR）的主要作用是（）。A.进行差错校验B.指示净负荷在帧内的起始位置C.承载用户信息D.提供同步信号12.多径效应会引起（）。A.频率选择性衰落B.平坦衰落C.码间串扰减小D.信号功率恒定增加13.在蜂窝移动通信系统中，实现“漫游”功能主要依赖于（）。A.越区切换B.位置登记和数据库查询C.功率控制D.多址接入14.以下关于MIMO技术的描述，错误的是（）。A.可以利用空间分集提高可靠性B.可以利用空间复用提高数据速率C.天线数量越多，性能增益一定越高D.需要复杂的信号处理算法15.在光纤通信中，单模光纤的纤芯直径典型值为（）。A.50~62.5μmB.8~10μmC.125μmD.9μm二、多项选择题1.下列属于数字通信系统优点的是（）。A.抗干扰能力强B.易于加密处理C.设备便于集成化、小型化D.占用信道带宽较窄E.无中继传输距离远2.关于眼图，以下说法正确的有（）。A.眼图的“眼睛”张开度越大，系统性能越好B.眼图斜边的斜率决定了系统对定时误差的灵敏度C.眼图中央的横轴位置对应最佳判决时刻D.眼图可以定量测量误码率E.眼图能观察码间串扰和噪声的影响3.下列调制方式中，属于线性调制的是（）。A.AMB.DSB-SCC.SSBD.FME.2PSK4.差错控制编码的主要类型包括（）。A.前向纠错（FEC）B.自动重发请求（ARQ）C.混合纠错（HEC）D.信源编码E.波形编码5.属于无线信道衰落特性的有（）。A.路径损耗B.阴影衰落C.多径衰落D.多普勒频移E.相位噪声三、判断题1.增量调制（ΔM）的量化误差在信号变化缓慢时会产生斜率过载失真。（）2.MSK是相位连续、包络恒定的数字调制方式，其功率谱旁瓣下降更快。（）3.奈奎斯特带宽是指无码间串扰条件下，传输二进制信号所需的最小理论带宽，其值为符号速率的一半。（）4.在CDMA系统中，所有用户使用相同的频率和时隙，靠不同的地址码来区分。（）5.TCP协议提供的是无连接的、不可靠的数据传输服务。（）四、填空题1.若信息速率为(b/s)，采用8PSK调制，则符号速率为______Baud。2.在数字基带信号功率谱中，连续谱主要取决于______，而离散谱则与______有关。3.一个（7，4）汉明码的编码效率为______。4.在OSI模型中，为数据传送提供端到端可靠传输服务的是______层。5.光在光纤中传输时，产生损耗的主要原因有吸收损耗、______和弯曲损耗。五、简答题1.简述低通抽样定理的内容，并解释为什么实际抽样频率通常要略高于奈奎斯特频率。2.试比较2PSK与2DPSK信号的产生和解调原理，并说明2DPSK如何克服了2PSK的相位模糊问题。3.简述时分复用（TDM）与波分复用（WDM）的基本原理及其主要应用场景。4.说明在移动通信中，什么是“远近效应”？CDMA系统通常采用什么技术来克服它？5.简述TCP协议中“三次握手”建立连接的过程及其目的。六、计算与分析题1.设某信源输出A，B，C，D四个符号，其出现概率分别为1/2，1/4，1/8，1/8。(1)计算该信源的熵H((2)进行霍夫曼（Huffman）编码，给出各符号的码字，并计算平均码长和编码效率。(3)若用等长二进制码对这四个符号进行编码，需要几位？霍夫曼编码的压缩比是多少？2.已知某2FSK系统的两个载频分别为=10MHz和(1)计算该2FSK信号带宽（采用功率谱主瓣宽度定义）。(2)若采用非相干解调（包络检波），请画出其解调原理框图。(3)在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，比较该2FSK系统采用相干解调和非相干解调时，误码率性能的差异（定性说明）。3.一个二进制数字序列为`1101001`，采用码元周期为的矩形脉冲进行基带传输。(1)分别画出其单极性不归零（NRZ）、单极性归零（RZ，占空比50%）、双极性不归零（BNRZ）和传号差分码（相对码，设参考初始电平为0）的波形示意图。(2)若采用第I类部分响应系统（相关编码规则为=+），设初始状态=4.设有一个（7，4）循环码，其生成多项式为g((1)当信息位为`1010`时，求其系统码形式的码字。(2)若接收码字为`1101101`，请验证其是否为有效码字。若不是，说明如何利用循环码的特性进行检错。答案与解析一、单项选择题1.D。解析：数字通信系统的有效性指标主要指传输速率和频带利用率，可靠性指标主要指误码率。信噪比和信道容量是信道特性指标。2.B。解析：模拟信号中最高频率分量为=2000π/3.C。解析：A律13折线PCM标准中，每个样值用8位二进制码表示，其中1位极性码，3位段落码，4位段内码。4.C。解析：奈奎斯特第一准则（时域条件）是基带系统无码间串扰的充要条件，其频域表达为：系统等效理想低通滤波器的截止频率满足特定条件。5.D。解析：2PSK相干解调时，本地载波相位可能与接收信号载波相位相差0°或180°，导致解调出的二进制序列完全相反，即“倒π”现象。6.C。解析：在二进制调制中，2PSK的抗噪声性能最好，在相同误码率下所需信噪比最低，比2FSK低3dB，比2ASK低3dB。7.A。解析：香农公式指出，信道容量C由带宽B和信噪比S/N共同决定。在C保持恒定的前提下，B和S/N可以相互补偿，即增加带宽可以降低对信噪比的要求，反之亦然。8.C。解析：生成矩阵G的列数即为码长n。该矩阵有6列，故码长n=6。行数k=3为信息位长度。9.B。解析：OSI模型中，数据链路层的主要功能是在相邻节点间建立数据链路，提供帧的传输、差错控制（如CRC）和流量控制。10.C。解析：C类私有地址范围为192.168.0.0~192.168.255.255。A类为10.x.x.x，B类为172.16.x.x~172.31.x.x。D选项是APIPA地址。11.B。解析：AU-PTR是SDH帧结构中的关键字段，用于指示SDH帧中净负荷（VC）的起始位置，从而允许VC在帧内“浮动”，以解决频率和相位偏差问题。12.A。解析：当信号带宽大于信道的相干带宽时，多径效应会导致不同频率分量受到不同程度的衰落，即频率选择性衰落。平坦衰落发生在信号带宽小于相干带宽时。13.B。解析：漫游是指用户在归属地以外的其他区域使用网络服务。这需要拜访地的网络能识别用户身份，并通过查询归属位置寄存器（HLR）等数据库来获取用户信息并提供服务。14.C。解析：MIMO性能增益受限于信道条件、天线相关性、算法复杂度等多方面因素。在信道条件差或天线相关性高时，单纯增加天线数量未必能带来线性性能提升。15.B。解析：单模光纤的纤芯很细，典型直径为8~10μm，以保证只传输一个基模。125μm是包层直径的典型值。二、多项选择题1.ABC。解析：数字通信优点包括抗干扰、易加密、易集成。其缺点通常是占用带宽较宽（与模拟相比），且无中继传输距离受限于再生中继器，而非信号本身。2.ABCE。解析：眼图是定性评估系统性能的工具，可以观察码间串扰和噪声，通过“眼睛”张开度、斜率等判断性能，但不能直接定量给出误码率数值。3.ABC。解析：线性调制是指已调信号的频谱结构与基带信号频谱呈线性搬移关系，包括AM、DSB、SSB、VSB等。FM是角度调制（非线性），2PSK是数字调制，其频谱与基带脉冲形状有关，但产生过程（如相乘）可视作线性过程，但严格来说，其包络不恒定，分类上常单独讨论。4.ABC。解析：差错控制编码主要分为FEC、ARQ和HEC。信源编码和波形编码是为了提高有效性，而非控制差错。5.ABCD。解析：无线信道衰落特性主要包括大尺度衰落（路径损耗、阴影衰落）和小尺度衰落（多径衰落及其引起的时延扩展和频率选择性，以及多普勒效应引起的频率扩展和时间选择性）。相位噪声通常属于收发设备本身的缺陷。三、判断题1.错误。解析：斜率过载失真发生在信号变化快（斜率大）时，量化阶梯跟不上信号变化。信号变化缓慢时，主要产生颗粒噪声。2.正确。解析：MSK（最小频移键控）是2FSK的一种特例，其相位路径连续，频差为符号速率的一半，包络恒定，功率谱旁瓣衰减更快。3.正确。解析：对于理想低通特性，无码间串扰传输所需的最小带宽B=/24.正确。解析：CDMA（码分多址）的核心特征是所有用户在相同时间、相同频带内通信，依靠各自独特的扩频码（地址码）来区分。5.错误。解析：TCP（传输控制协议）提供的是面向连接的、可靠的数据传输服务。UDP协议才是无连接、不可靠的。四、填空题1./3。解析：8PSK有M=8个状态，每个符号携带l2.码元波形（或脉冲形状），码元序列的统计特性（或是否出现周期分量）。解析：连续谱由单个码元波形的频谱决定，离散谱由码元序列是否存在周期性决定。3.4/7。解析：编码效率4.传输。解析：OSI模型中，传输层负责端到端的通信，提供可靠的或不可靠的传输服务。5.散射损耗。解析：光纤损耗主要包括吸收损耗（材料固有吸收和杂质吸收）、散射损耗（瑞利散射等）和辐射损耗（如弯曲损耗）。五、简答题1.答：低通抽样定理：一个频带限制在(0,)Hz内的模拟信号m(t)，如果以不小于=2的速率进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。2.答：产生：2PSK直接用二进制基带信号去控制载波的相位（0相位和π相位）。2DPSK则是先对二进制基带信号进行差分编码（将绝对码变为相对码），再用相对码对载波进行2PSK调制。解调：2PSK必须采用相干解调（需要本地载波）。2DPSK可以采用相干解调加码反变换器（即解调出相对码后再进行差分译码得到绝对码），也可以采用差分相干解调（直接比较前后两个码元载波的相位差）。克服相位模糊：2PSK相干解调时，本地载波相位模糊会导致解调出的绝对码序列反向。2DPSK解调时，无论是相干解调（经差分译码）还是差分相干解调，其判决依据都是前后两个码元载波的相位差，而不是相位的绝对数值。即使存在固定的相位偏移，前后码元的相位差信息保持不变，因此解调出的绝对码序列是正确的，从而克服了相位模糊问题。3.答：TDM（时分复用）：将时间划分为若干互不重叠的时隙，将不同路信号分配在不同的时隙内，沿同一信道（同一频带）传输。接收端通过同步定时，在不同时隙提取对应路的信号。主要应用于数字电话系统（如PCM30/32路系统）、SDH/SONET等。WDM（波分复用）：将不同波长的光载波信号（每一波长承载一路信号），通过合波器耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过分波器分离出不同波长的信号。主要应用于光纤通信骨干网、城域网，是提高光纤容量最主要的技术。4.答：在CDMA系统中，所有用户共享同一频段。如果所有用户以相同功率发射，则距离基站近的移动台信号强，距离远的信号弱。强信号会对弱信号造成严重的干扰，甚至淹没弱信号，使基站无法正确接收远距离用户信号，这种现象称为“远近效应”。CDMA系统主要采用快速功率控制技术来克服远近效应。基站通过测量接收到的各用户信号强度，快速向各移动台发送功率控制指令，命令其动态调整发射功率，使得所有用户信号到达基站时具有大致相同的功率水平。5.答：TCP三次握手过程如下：(1)第一次握手：客户端发送一个SYN报文段（SYN=1，seq=x）到服务器，进入SYN_SENT状态。(2)第二次握手：服务器收到SYN报文段，回应一个SYN-ACK报文段（SYN=1，ACK=1，seq=y，ack_seq=x+1），进入SYN_RCVD状态。(3)第三次握手：客户端收到服务器的SYN-ACK报文段，向服务器发送一个ACK报文段（ACK=1，seq=x+1，ack_seq=y+1）。客户端进入ESTABLISHED状态。服务器收到ACK后也进入ESTABLISHED状态。目的：①确认双方的收发能力正常：通过一来一回，双方都确认了自己能发送、对方能接收和响应。②同步初始序列号（ISN）：交换彼此的初始序列号，为后续可靠数据传输奠定基础。③防止已失效的连接请求报文段突然又传送到服务器（造成错误）。六、计算与分析题1.解：(1)信源熵：H(2)霍夫曼编码（合并概率最小的两个符号，左分支赋0，右分支赋1）：符号概率：A(1/2)，B(1/4)，C(1/8)，D(1/8)编码过程：合并C和D得节点(1/4)，合并B和节点(1/4)得节点(1/2)，最后合并A和节点(1/2)。码字：A:0，B:10，C:110，D:111。平均码长：¯编码效率：η(3)等长二进制码需要对4个符号编码，需要⌈l压缩比=未压缩平均码长/霍夫曼平均码长=2/2.解：(1)2FSK信号带宽（主瓣宽度）：=(2)非相干解调（包络检波）原理框图：```接收信号→带通滤波器f1→包络检波器→抽样判决器→输出↓接收信号→带通滤波器f2→包络检波器→(比较)```（实际框图中，两个支路包络检波后的信号在判决时刻进行比较，哪一路样值大就判决为对应的符号。）(3)性能差异：在相同信噪比条件下，2FSK信号采用相干解调的误码率性能优于非相干解调（包络检波）。在高信噪比下，两者的误码率曲线形状相似，但相干解调比非相干解调大约有0.5~1dB的信噪比优势。非相干解调实现简单，不需要提取载波，但付出了轻微的性能代价。3.解：(1)波形示意图（文字描述关键点）：单极性NRZ：高电平（如+E）代表“1”，零电平代表“0”，每个码元周期内电平恒定。单极性RZ(50%)：高电平（+E）代表“1”，但只在码元前半周期/2双极性NRZ：+E代表“1”，-E代表“0”，每个码元周期内电平恒定。传号差分码：设初始参考为0。“1”时电平变化（0变1或1变0），“0”时电平不变。序列`1101001`（设初始为0）的差分码可为：`1`(变)->1，`1`(变)->0，`0`(不变)->0，`1`(变)->1，`0`(不变)->1，`0`(不变)->1，`1`(变)->0。波形根据此二进制序列画出。(2)第I类部分响应系统：给定绝对序列：1,1,0,1,0,0,1（对应`1101001`）预编码：规则=⊕，设========预编码序列：1,0,0,1,1,1,0（将映射为双极性，如1->