2026年高校电子信息工程专业通信原理专项训练试卷

2026年高校电子信息工程专业通信原理专项训练试卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题均有四个选项，其中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.在模拟信号传输中，为了有效抵抗噪声干扰，通常采用的方法是（）。A.增加信号传输功率B.采用数字调制技术C.采用频分复用D.提高信噪比2.调幅（AM）信号的最大频谱宽度是载波频率的两倍，这个结论适用于（）。A.调幅指数为0的情况B.调幅指数为1的情况C.所有类型的调幅D.只适用于单频调制的情况3.在频率调制（FM）系统中，如果调制信号频率增加，则（）。A.载波频率随之增加B.音频信号功率增加C.调制指数通常保持不变D.信号带宽必然增加4.奈奎斯特准则指出，在无噪声理想低通信道中，为了实现无失真传输，码元的最大传输速率Rs（Baud）与信道带宽B（Hz）的关系是（）。A.Rs≤BB.Rs=BC.Rs≥2BD.Rs=2B5.数字基带信号常用的码型有曼彻斯特码和差分曼彻斯特码，其中（）码型的每个码元中间都有跳变，便于同步提取。A.曼彻斯特B.差分曼彻斯特C.非归零码D.归零码6.在数字频带传输系统中，ASK信号的抗噪声性能通常（）FSK信号的抗噪声性能。A.优于B.劣于C.等于D.无法比较7.二进制相移键控（BPSK）系统，当发送信号为‘0’时，载波相位为0度；发送信号为‘1’时，载波相位为180度。这种相位关系属于（）。A.绝对相移B.相对相移C.正交相移D.正弦相移8.衡量数字通信系统传输可靠性的主要指标是（）。A.传输速率B.带宽利用率C.误码率D.信噪比9.加性高斯白噪声（AGN）的特点是（）。A.噪声功率随频率增加而线性增加B.噪声功率在所有频率上均匀分布C.噪声的平均值为非零值D.噪声的频谱呈指数衰减10.根据香农信道容量公式，在有噪声的信道中，信道容量C（比特/秒）与信道带宽B（赫兹）和信噪比SNR（功率比）的关系是（）。A.C=B*log2(SNR)B.C=B*log10(SNR)C.C=B*log2(1+SNR)D.C=B*ln(SNR)二、填空题（每小题2分，共20分。请将答案填写在题中的横线上。）1.模拟信号在时间上连续，幅值也连续的通信方式称为_______通信。2.调频（FM）信号的最大频偏Δf是由_______决定的。3.在数字信号传输中，用来衡量传输系统失真程度的是_______。4.眼图是观察和分析_______信号质量的重要工具。5.在数字通信系统中，提高传输可靠性的常用方法是_______。6.一个带宽为3MHz的理想低通信道，其奈奎斯特速率理论值为_______（Baud）。7.数字信号“1001”采用差分曼彻斯特编码，若前一个码元起始边沿没有跳变，则第一个码元的起始边沿有_______（填“跳变”或“无跳变”）。8.FSK信号是通过改变载波的_______来传递数字信息的。9.信息熵是衡量信息_______的度量。10.在QPSK调制中，每个符号可以表示_______个二进制信息比特。三、简答题（每小题5分，共15分。请简要回答下列问题。）1.简述调幅（AM）信号的时域表达式及其主要缺点。2.简述数字基带信号码型设计的主要目标和要求。3.简述为什么FM信号比AM信号具有更好的抗噪声性能。四、计算题（每小题10分，共30分。请列出必要的计算步骤，并给出最终结果。）1.某调幅广播信号采用标准调幅（AM），调制信号频率为5kHz，载波频率为1.6MHz。已知调制指数m=0.3。求：(1)该AM信号的带宽。(2)边频带的功率与载波功率之比。2.有一数字基带传输系统，信道带宽B=4MHz，采用不归零单极性矩形脉冲信号传输。假设采用理想采样，且要求满足奈奎斯特准则。求：(1)该系统的最大信息传输速率（Baud）。(2)若改用曼彻斯特编码，此时的最大信息传输速率是多少？3.某二进制FSK信号，载波频率f1=1MHz，f2=1.1MHz。信号传输速率为Rs=1000Baud。接收端输入信号在发送‘0’时为f1，发送‘1’时为f2，信道引入的加性高斯白噪声单边功率谱密度为n0=0.1μV²/Hz。假设接收滤波器带宽为1.2MHz。求：(1)发送‘0’和‘1’信号时，接收信号的平均功率。(2)该系统的误码率表达式（用Q函数表示）。五、分析题（15分。请根据要求进行分析。）已知某通信系统采用BPSK调制，工作在加性高斯白噪声信道中。接收滤波器输出信号在发送‘0’时为s(t)=Acos(2πfct)，发送‘1’时为s(t)=-Acos(2πfct)。接收端采用相干解调。信道噪声为n(t)，其均值为0，单边功率谱密度为n0/2。请画出该BPSK相干解调系统的基本框图，并推导接收端判决器输出端噪声的统计特性（如均值和方差），最后给出误码率P_e的表达式。试卷答案一、选择题1.D2.B3.D4.D5.B6.B7.A8.C9.B10.C二、填空题1.模拟2.调制信号的最大幅度（或峰值）3.眼图4.数字基带5.信道编码（或差错控制编码）6.60007.跳变8.频率9.稀疏度（或不确定性）10.2三、简答题1.时域表达式：s(t)=A[1+m(t)]cos(2πfct)，其中m(t)为调制信号。主要缺点：带宽效率低（带宽是调制信号带宽的2倍），抗噪声性能差，发射功率大。2.主要目标：便于传输（如减小码间串扰）、便于同步（如包含时钟信息）、便于码型变换（如满足线路要求）。要求：低码间串扰、有足够直流分量或直流分量稳定、易于产生和检测、满足特定线路要求等。3.FM信号将调制信号幅度变化转换为频率变化，其噪声主要集中在频带边缘，而信号能量主要集中在载波频率附近。在解调时，限幅器可以滤除载波附近的噪声，只对边频带的频率变化进行检测，从而有效抑制噪声影响。四、计算题1.(1)带宽B=2*(fm+fc)=2*(5kHz+1.6MHz)=2*(5kHz+1600kHz)=2*1605kHz=3210kHz=3.21MHz。(2)边频功率与载波功率之比：P-side/P-carrier=m²=0.3²=0.09。2.(1)最大信息传输速率Rs_max=2B=2*4MHz=8Mbps(Baud)。根据奈奎斯特准则，Rs_max=2B。(2)曼彻斯特编码每个码元包含一个跳变，码元速率减半。最大信息传输速率Rs_max=B=4Mbps(Baud)。3.(1)发送‘0’时，信号功率Ps0=(A/√2)²*n0*B=(A²/2)*n0*1.2MHz。发送‘1’时，信号功率Ps1=(A/√2)²*n0*B=(A²/2)*n0*1.2MHz。由于f1≠f2，判决器输出噪声为高斯噪声n=n0B/2=0.1μV²/Hz*1.2MHz=0.1*1.2*10⁶*10⁻⁶V²=0.12V²。接收信号功率与噪声功率之比：γ=Ps1/(n0B/2)=(A²/2)*n0*1.2MHz/(n0B/2)=(A²/2)*1.2MHz/(0.12V²)=A²/0.12V²。误码率表达式为P_e=Q(√γ)=Q(√(A²/0.12V²))=Q(A/0.3464V)。*注：此处假设f1=f2情况下计算，若f1≠f2，需考虑频率差异引起的滤波器增益变化，但题目未提供滤波器特性，按此简化处理。更精确的表达需考虑滤波器对不同频率噪声的增益。**修正与简化：*更简洁的噪声功率表示：n=n0B/2=0.1*1.2*10⁶*10⁻⁶=0.12V²。发送信号功率Ps=(A/√2)²*n0B=(A²/2)*0.12=0.06A²V²。信噪比γ=Ps/n=0.06A²/0.12=A²/2。误码率表达式P_e=Q(√γ)=Q(A/√2)。五、分析题框图（文字描述）：1.发送端：数字信号发生器->（调制器：BPSK调制->接收滤波器->低通滤波器->包络检波器/相干解调器（包含乘法器、低通滤波器、相敏检波器、低通滤波器）->判决器->输出数字信号。2.（简图无法绘制，需自行绘制标准BPSK相干解调框图）推导：接收信号r(t)=s(t)+n(t)=Acos(2πfct)+n(t)。乘法器输出：[r(t)*cos(2πfct)]=[Acos(2πfct)+n(t)]*cos(2πfct)=(A/2)[1+cos(4πfct)]+n(t)*cos(2πfct)。低通滤波器滤除cos(4πfct)分量，输出：A/2+nLP(t)，其中nLP(t)是噪声n(t)通过低通滤波器的结果，其均值E[nLP(t)]=0，方差Var[nLP(t)]=n0B/4（假设低通滤波器带宽为B，此处为1.2MHz）。相敏检波器输出（假设本地载波与接收载波同频同相）：[A/2+nLP(t)]*1=A/2+nLP(t)。最终低通滤波器输出（判决前）：nOut(t)=nLP(t)。其均值E[nOut(t)]=0，方差Var[nOut(t)]=n0B/4=0.12V²。判决器判决门限为0。误码率P_e=P(输出错误|发送'1