2026年《通信原理》章节测试附答案

2026年《通信原理》章节测试附答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下关于数字调制技术的描述中，错误的是（）。A.2PSK信号的带宽与2ASK信号相同B.QPSK的频带利用率是2Baud/Hz（理想情况下）C.相对于2FSK，GMSK通过高斯滤波器降低了带外辐射D.16QAM的抗噪声性能一定优于4QAM2.已知某高斯白噪声信道的带宽为4kHz，信噪比为15dB（取10lg(S/N)=15），则该信道的最大信息传输速率约为（）。A.16kbpsB.24kbpsC.32kbpsD.40kbps3.关于信源编码与信道编码的区别，以下表述正确的是（）。A.信源编码用于提高传输可靠性，信道编码用于提高有效性B.信源编码的核心是去除冗余，信道编码的核心是增加冗余C.信源编码不涉及概率统计模型，信道编码依赖信号概率分布D.两者均通过降低码元速率实现目标4.采用非相干解调的2FSK系统中，若发送“0”和“1”的概率相等，最佳判决门限应设置为（）。A.0B.两信号能量的平均值C.两信号幅度的平均值D.与载波频率相关的固定值5.某二进制数字基带传输系统采用升余弦滚降滤波器，滚降系数为0.5，符号速率为2MBaud，则系统的传输带宽为（）。A.1MHzB.2MHzC.3MHzD.4MHz6.以下关于OFDM技术的描述中，错误的是（）。A.通过循环前缀（CP）抑制符号间干扰（ISI）B.子载波间需满足正交性以避免载波间干扰（ICI）C.相比单载波系统，OFDM对频率偏移更不敏感D.可通过IFFT/FFT实现调制解调7.已知某线性分组码的提供矩阵为G=[I₃|P]，其中P为3×2的矩阵，则该码的最小码距d_min至少为（）。A.2B.3C.4D.58.以下调制方式中，频带利用率最高的是（）。A.2ASKB.4PSKC.8FSKD.16QAM9.在AM调制中，若调制信号为m(t)=A_mcos(2πf_mt)，载波为c(t)=A_ccos(2πf_ct)，则调幅指数μ的取值范围为（）。A.μ>1B.0<μ≤1C.μ≥0D.任意实数10.关于匹配滤波器的描述，正确的是（）。A.匹配滤波器的冲激响应是输入信号的镜像B.匹配滤波器的输出信噪比与信号能量无关C.匹配滤波器仅适用于高斯白噪声信道D.匹配滤波器的最佳采样时刻是信号结束前瞬间11.某PCM系统中，输入信号的最高频率为4kHz，采用A律13折线编码，量化级数为256级，则编码后的码元速率为（）。A.8kbpsB.64kbpsC.128kbpsD.256kbps12.以下关于衰落信道的描述中，正确的是（）。A.瑞利衰落信道适用于存在直射分量的场景B.频率选择性衰落由多径时延扩展引起C.快衰落的特性与移动台速度无关D.莱斯衰落的包络服从均匀分布13.若二进制数字调制系统的误码率为P_e，采用4PSK调制时，在相同信噪比下误码率约为（）。（假设采用相干解调）A.2P_eB.P_e/2C.与2PSK相同D.约为2P_e(1-P_e)14.某循环码的提供多项式为g(x)=x⁴+x²+1，其码长n满足（）。A.n=4B.n≤5C.n为x⁴+x²+1的阶D.n=任意正整数15.关于数字基带信号的码型选择，以下要求中不必要的是（）。A.含有丰富的定时信息B.直流分量为零C.高频分量尽量少D.能检测部分误码二、填空题（每空1分，共20分）1.香农信道容量公式C=B·log₂(1+S/N)的适用条件是__________信道。2.二进制ASK信号的解调方式分为相干解调和__________，其中__________解调不需要恢复载波。3.若某数字基带传输系统的误码率为P_e，采用差分编码（DBPSK）后，误码率约为__________（假设差分译码正确概率为1-P_e）。4.OFDM系统中，子载波间隔Δf应满足__________，以保证子载波间的正交性。5.线性分组码的最小码距d_min与纠错能力t的关系为__________。6.PCM编码过程包括采样、__________和__________三个步骤，其中__________是不可逆过程。7.高斯白噪声的功率谱密度为n₀/2，则其自相关函数为__________。8.2DPSK信号的相位跳变通常定义为Δφ=0表示“0”，Δφ=π表示“1”，其解调方式包括__________和__________。9.某4FSK系统的两个载频分别为f₁和f₂，当|f₁-f₂|≥__________时，可近似认为两个信号正交。10.循环冗余校验（CRC）码的核心是利用__________运算实现差错检测，其提供多项式需满足__________条件以提高检测能力。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述数字调制与模拟调制的主要区别，并列举两种常见的数字调制方式及其特点。2.解释“奈奎斯特第一准则”的含义，说明升余弦滚降滤波器如何解决理想低通滤波器的实际应用问题。3.比较卷积码与分组码的异同点，说明卷积码的“约束长度”对性能的影响。4.分析加性高斯白噪声（AWGN）信道中，相干解调2PSK与非相干解调2DPSK的误码率性能差异，并说明各自的适用场景。5.说明OFDM技术如何通过正交子载波实现高频带利用率，同时分析其主要缺点。四、计算题（共20分）1.（6分）某高斯信道的带宽B=10MHz，噪声功率谱密度n₀=10⁻¹⁶W/Hz，若要求信道容量C=100Mbps，求所需的最小发送功率S。（提示：log₂x=lnx/ln2，ln2≈0.693）2.（6分）某二进制数字基带传输系统采用升余弦滚降滤波器，滚降系数α=0.5，符号速率R_B=4MBaud。（1）计算系统的传输带宽B；（2）若输入信号为单极性不归零码（占空比100%），画出其功率谱密度的示意图（标注主瓣宽度和第一零点频率）。3.（8分）某QPSK系统中，载波频率f_c=2GHz，符号速率R_s=1Mbps，接收端信噪比E_b/N₀=10dB（E_b为比特能量，N₀为噪声功率谱密度）。（1）计算QPSK信号的带宽（假设采用理想矩形滤波器）；（2）求该系统的误比特率P_b（相干解调时，QPSK的误比特率近似为Q(√(2E_b/N₀))，其中Q(x)=1/√(2π)∫_x^∞e^(-t²/2)dt，Q(4.47)≈10⁻⁵）。答案一、单项选择题1.D2.A3.B4.B5.C6.C7.B8.D9.B10.A11.B12.B13.D14.C15.B二、填空题1.高斯白噪声（或加性高斯白噪声）2.非相干解调；非相干3.2P_e(1-P_e)（或近似2P_e，当P_e很小时）4.Δf=1/T（T为符号周期）5.t≤(d_min-1)/26.量化；编码；量化7.(n₀/2)δ(τ)（δ为冲激函数）8.相干解调（差分解调前需恢复载波）；差分相干解调（直接比较前后码元相位）9.1/(2T)（T为符号周期）10.模2；能整除(x^m+1)（m为某正整数）或具有足够的因式分解复杂度三、简答题1.区别：数字调制的调制信号为离散的数字序列，调制参数（幅度、频率、相位）取有限离散值；模拟调制的调制信号为连续模拟信号，参数连续变化。常见数字调制方式：①2PSK（相位键控），抗噪声性能优于ASK，存在相位模糊问题；②16QAM（正交幅度调制），频带利用率高（4bit/符号），但抗噪声性能随进制数增加下降。2.奈奎斯特第一准则：当数字基带信号通过传输系统后，在抽样时刻无码间干扰的条件是系统的总传输特性H(ω)满足H(ω)=H_0(ω)·e^(-jωt_0)，其中H_0(ω)为理想低通特性，截止频率为f_N=R_B/2（R_B为符号速率）。理想低通滤波器的冲激响应为sinc函数，主瓣宽度为2T（T=1/R_B），但实际中难以实现严格的矩形特性，且对定时误差敏感。升余弦滚降滤波器通过引入滚降系数α（0≤α≤1），将理想低通的矩形边缘平滑，使H(ω)在±(1+α)f_N处滚降为零，既保持了无码间干扰的条件（在抽样点），又降低了对定时精度的要求，同时增加了系统带宽（B=(1+α)f_N）。3.相同点：均为信道编码，通过增加冗余提高传输可靠性；码字由信息位和监督位组成。不同点：分组码的监督位仅与本码组的信息位相关，编码和译码独立处理每个码组；卷积码的监督位与前后若干码组的信息位相关，具有记忆性，编码和译码需考虑码组间的关联。约束长度L（通常指编码器中移位寄存器的级数）越大，卷积码的记忆长度越长，纠错能力越强，但译码复杂度呈指数增长（如维特比译码复杂度约为2^L）。4.误码率性能：相干解调2PSK的误码率为P_e=Q(√(2E_b/N₀))，非相干解调2DPSK的误码率约为(1/2)e^(-E_b/N₀)（当信噪比高时近似为Q(√(E_b/N₀))）。在相同信噪比下，相干2PSK的误码率低于非相干2DPSK（例如，当E_b/N₀=10dB时，相干2PSK的P_e≈Q(√20)≈Q(4.47)≈10⁻⁵，非相干2DPSK的P_e≈(1/2)e^(-10)≈2.27×10⁻⁵）。适用场景：相干2PSK需精确恢复载波，适用于信道条件稳定、载波同步容易实现的场景（如固定通信）；非相干2DPSK无需载波同步，通过差分编码避免相位模糊，适用于移动信道或载波同步困难的场景（如无线通信）。5.OFDM通过将高速数据流串并转换为多个低速子数据流，分别调制到正交的子载波上。子载波间隔Δf=1/T（T为符号周期），使得各子载波的频谱在相邻子载波的峰值处为零，从而在频域上重叠但正交，实现了高频带利用率（理论上接近奈奎斯特极限）。主要缺点：①对频率偏移敏感（载波频率偏移或多普勒频移会破坏子载波正交性，导致ICI）；②峰均比（PAPR）较高，需功率放大器具有较大线性动态范围；③需要插入循环前缀（CP）以对抗多径时延，降低了频谱效率。四、计算题1.解：信道容量C=B·log₂(1+S/(n₀B))，代入已知条件：100×10⁶=10×10⁶·log₂(1+S/(10⁻¹⁶×10×10⁶))化简得：log₂(1+S/(10⁻⁹))=10→1+S/10⁻⁹=2¹⁰=1024→S=(1024-1)×10⁻⁹≈1.023×10⁻⁶W（即1.023μW）。2.解：（1）升余弦滚降滤波器的带宽B=(1+α)R_B/2=(1+0.5)×4×10⁶/2=3×10⁶Hz=3MHz。（2）单极性不归零码（占空比100%）的功率谱密度为P(f)=f_s·T_s²·sinc²(fT_s)+f_s²·δ(f)，其中f_s=R_B=4MHz，T_s=1/f_s=250ns。主瓣宽度为2f_s=8MHz，第一零点频率为±f_s=±4MHz。示