2026年高校电子信息工程通信原理专项训练试卷（附答案）

2026年高校电子信息工程通信原理专项训练试卷（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。下列每小题均有多个选项符合题意，请将正确选项的代表字母填写在括号内。多选、错选、漏选均不得分）1.下列关于理想低通滤波信道特性的描述，正确的是（）。A.信道带宽无限宽B.信号通过时无失真，无延迟C.信号频率高于截止频率时完全阻塞D.信号频率低于截止频率时衰减为02.在模拟信号数字化过程中，影响信号量的主要因素有（）。A.采样频率B.量化级数C.编码方式D.信号带宽3.下列关于调幅波的叙述，正确的是（）。A.调幅的本质是调制信号对载波振幅的影响B.调幅过程中，载波频率保持不变C.AM信号的抗噪声性能通常优于FM信号D.DSB-SC信号是AM信号的一种特殊情况4.下列关于二进制数字基带信号的叙述，正确的是（）。A.矩形脉冲信号具有无限长的频谱B.为了消除码间串扰，发送滤波器和接收滤波器的总传输函数必须在某个频率处为零C.升余弦滚降信号的滚降系数α越大，其带宽越宽D.矩形脉冲信号的带宽与其持续时间成反比5.在窄带高斯白噪声信道中，对于相干解调系统，下列说法正确的是（）。A.接收信号经过包络检波器后可直接得到解调信号B.相干解调需要恢复载波，且要求载波与接收载波同频同相C.非相干解调系统对载波失真不敏感D.在相同信噪比下，相干解调系统的抗噪声性能总是优于非相干解调系统6.下列关于频分复用（FDM）的叙述，正确的是（）。A.FDM是将传输带宽分割成多个子频带，每个子频带传输一路信号B.FDM系统中，相邻信号之间需要设置保护带以防止频谱重叠C.FDM系统适合传输数字信号D.FDM系统需要使用分复用器（Mux）和合复用器（Demux）7.下列关于二进制相移键控（BPSK）的叙述，正确的是（）。A.BPSK信号是幅度恒定、相位随信息比特变化的信号B.在AWGN信道中，BPSK信号的抗噪声性能优于ASK信号C.BPSK信号可以看作是两个正交的PSK信号之和D.BPSK信号的功率效率低于FSK信号8.下列关于噪声的叙述，正确的是（）。A.热噪声是电阻中自由电子热运动引起的，其功率谱密度在很宽的频率范围内均匀分布B.信道噪声通常可以理想化为加性高斯白噪声（AWGN）C.脉冲噪声通常由外界电磁干扰引起，其特点是幅度大、持续时间短D.噪声通常会使信号功率降低，从而降低信噪比9.下列关于带宽利用率的叙述，正确的是（）。A.带宽利用率是指单位带宽内能够传输的信息速率B.对于二进制基带信号，奈奎斯特速率是指无码间串扰条件下能达到的最大码元速率C.对于二进制FM信号，卡森公式给出了计算FM信号带宽的近似方法D.调制方式的带宽利用率越高，系统的传输效率越高10.下列关于通信系统性能指标的叙述，正确的是（）。A.信噪比（SNR）是衡量信号质量的重要指标，通常用dB表示B.误码率（BER）是衡量数字通信系统可靠性的重要指标C.带宽利用率高的系统，其误码率一定更低D.系统的传输速率和误码率之间通常存在权衡关系二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在横线上）1.对模拟信号进行数字传输，主要需要经历______、______和______三个过程。2.在理想抽样条件下，为了避免失真，抽样频率fs必须大于信号最高频率fm的______倍。3.调幅信号根据包含的边带情况，可以分为______、______和______三种基本形式。4.矩形脉冲信号经过升余弦滚降滤波器后，其带宽与信号带宽的关系为B=(1+α)fs，其中α为滚降系数，0≤α≤1。当α=0时，称为______滚降，此时带宽等于信号带宽；当α=1时，称为______滚降，此时带宽是信号带宽的______倍。5.在二进制PSK信号中，如果发送的比特序列为“10110”，采用相位偏移为π的调制方式，则接收端收到的信号相位序列（以0或π表示）为______。三、计算题（每题10分，共30分）1.已知某低通滤波信道的特性函数为H(f)=1/(1+jf/fc)，其中fc=2MHz。一个频率为f_m=1MHz的矩形脉冲信号（持续时间为T_s=1μs）通过该信道。假设信道输入端信号幅度为A=1V。求：(1)信道输出信号在时域的表达式（忽略高阶项）。(2)计算信道输出信号的最大幅度和最小幅度。(3)分析该信号是否会出现明显的码间串扰。2.某二进制AM调制系统，载波频率f_c=100MHz，载波幅度A_c=10V，信息码元速率R_b=10^4Baud，调制指数m=0.3。假设信道噪声为加性高斯白噪声，双边功率谱密度N_0/2=10^-10W/Hz。求：(1)AM调制信号的带宽。(2)接收端输入信号功率（假设发送端信号幅度为A_c）。(3)接收端输入噪声功率。(4)假设采用包络检波器解调，计算解调器输出端的信噪比（S/N）。3.某二进制BPSK信号在AWGN信道中传输，码元速率R_b=10^6Baud，载波频率f_c=1GHz。假设发送信号幅度A=1V，信道噪声为加性高斯白噪声，双边功率谱密度N_0/2=10^-15W/Hz。求：(1)BPSK信号带宽。(2)计算接收端解调器输入端的信噪比（S/N）。(3)计算该BPSK系统的误码率（BER）。四、简答题（每题5分，共10分）1.简述奈奎斯特第一准则（或称奈奎斯特准则）在基带传输系统中的含义。2.与相干解调相比，简述非相干解调的主要优缺点。五、分析题（10分）已知一个二进制频移键控（FSK）系统，采用频移键控方式表示“0”和“1”：发送“0”时，载波频率为f_c1=1.2MHz；发送“1”时，载波频率为f_c2=1.4MHz。码元速率R_b=10^4Baud。信号通过一个带宽为B=50kHz的理想带通滤波器传输，信道噪声为加性高斯白噪声，双边功率谱密度N_0/2=10^-10W/Hz。接收端采用相干解调。(1)求该FSK信号的带宽。(2)简述相干解调的主要步骤。(3)计算接收端解调器输入端的信噪比（S/N）。假设发送“0”和“1”的概率相等。试卷答案一、选择题（每题2分，共20分。下列每小题均有多个选项符合题意，请将正确选项的代表字母填写在括号内。多选、错选、漏选均不得分）1.(A,C,D)解析：理想低通滤波信道带宽有限，中心频率为f_c，带宽为B=2f_c。信号频率低于截止频率f_c时无衰减通过（D正确），高于截止频率时完全阻塞（C正确）。B选项描述的是理想信道，但非低通特指。A选项错误。2.(A,B,D)解析：模拟信号数字化需要采样（决定采样频率A）、量化和编码（决定量化级数B），采样定理要求fs≥2fm（D正确）。编码方式影响传输效率，但不是影响量化精度的直接因素。3.(A,B,D)解析：调幅的本质是调制信号控制载波振幅（A正确），载波频率fc不变（B正确）。FM信号抗噪声性能优于AM信号（C错误）。DSB-SC是AM中去掉上边带或下边带（或只保留一个边带），是AM的一种形式（D正确）。4.(A,C,D)解析：矩形脉冲频谱无限延伸，主瓣宽度与脉冲宽度成反比（D正确）。消除码间串扰要求接收滤波器特性使总传输函数H(f)在fs/2处为零或满足奈奎斯特第一准则，不是仅发送端滤波（B错误）。α越大，带宽越宽（C正确）。5.(B,C)解析：包络检波器适用于非相干解调的AM信号，不能直接解调BPSK（A错误）。相干解调需要恢复载波并保证同频同相（B正确）。非相干解调对载波失真不敏感（C正确）。在相同信噪比下，相干解调抗噪声性能优于非相干，但非相干解调更简单（D错误）。6.(A,B,D)解析：FDM将总带宽分割成子频带传输多路信号（A正确）。为防止干扰，需保护带（B正确）。FDM主要适用于模拟信号传输（C错误）。需要Mux和Demux实现复用和分路（D正确）。7.(A,B,C)解析：BPSK信号幅度恒定，相位随信息比特变化（A正确）。在AWGN信道中，BPSK抗噪声性能优于ASK（B正确）。BPSK可看作两个正交PSK信号之和（C正确）。功率效率（指单位功率传输信息量）BPSK≥FSK（D错误）。8.(A,B,C,D)解析：热噪声源于电子热运动，频谱在很宽范围内近似均匀（A正确）。信道噪声常modeledasAWGN（B正确）。脉冲噪声特点是大幅度、短持续时间（C正确）。噪声降低信号功率，降低SNR（D正确）。9.(A,B,C,D)解析：带宽利用率定义为单位带宽的信息速率（A正确）。奈奎斯特速率是无ISI情况下的最大码元速率（B正确）。卡森公式用于估算FM带宽（C正确）。高带宽利用率意味着高传输效率（D正确）。10.(A,B,D)解析：SNR是衡量信号质量的指标，用dB表示（A正确）。BER是衡量数字通信可靠性的指标（B正确）。带宽利用率与误码率无必然直接联系（C错误）。高速率往往需要更复杂的编码或更高的信噪比，存在权衡（D正确）。二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在横线上）1.采样，量化，编码解析：模拟信号数字化的标准流程。2.2解析：根据奈奎斯特采样定理。3.AM（或载波抑制双边带调幅），DSB-SC（或单边带调幅），SSB解析：根据边带包含情况分类。4.线性，升余弦解析：α=0为线性滚降，α=1为升余弦滚降。α=1时带宽是信号带宽的(1+α)=2倍。5.0,π,π,0,π解析：BPSK相位表示与信息比特“1”和“0”对应（例如“1”=π，“0”=0），按发送序列逐位映射。三、计算题（每题10分，共30分）1.解：(1)理想低通滤波器对矩形脉冲的响应是抽样函数Sinc形。输出信号幅度经过滤波器衰减，频域乘积对应时域卷积。由于矩形脉冲频谱无限，滤波后频谱仍无限，但幅度按H(f)衰减。输出信号表达式为：r(t)=A*H(f_c)*sinc(2f_mt)*Sa(f_ct)。其中A是输入信号幅度，H(f_c)=1/(1+jf_c/f_c)=1/(1+j1)=1/√2*exp(-jπ/4)。所以r(t)=(A/√2)*exp(-jπ/4)*sinc(2f_mt)*Sa(f_ct)。(2)最大幅度出现在t=0处，为A*H(f_c)=A/√2。最小幅度理论上出现在第一个零点处，但由于是Sinc函数与Sa函数卷积，第一个零点幅度不为零，需要计算。第一个零点在t=1/(2f_m)，此时幅度为A*H(f_c)*sinc(0)*Sa(f_c*1/(2f_m))=(A/√2)*Sa(f_c/(2f_m))=(A/√2)*Sa(2*2*10^6/(2*10^6))=(A/√2)*Sa(2)≈(A/√2)*(-0.416)=-0.296A。注意，这里Sa(2)≈-0.416，而参考答案给的是0.176，这可能源于对滤波器特性的不同近似或计算错误。按标准Sinc卷积，最小值非零。若按参考答案0.176A，则需假设滤波器特性或卷积结果有特殊简化。(3)判断码间串扰：在t=nT_s处（n≠0），理想低通滤波输出理论上应为零（若带宽足够）。但由于Sinc函数旁瓣不为零，且Sa函数旁瓣衰减较慢，存在残留值。计算t=nT_s处的值：r(nT_s)=(A/√2)*exp(-jπ/4)*sinc(2f_mnT_s)*Sa(f_cnT_s)=(A/√2)*exp(-jπ/4)*sinc(2)*Sa(2nπ)。sinc(2)≈-0.416。Sa(2nπ)=0。所以r(nT_s)=0。但更准确地说，旁瓣存在，即使理论带宽满足奈奎斯特准则，实际滤波器或更精确的卷积会导致非零值，存在ISI。可以说，由于滤波器不是理想矩形，且Sinc函数本身非零，会产生一定程度的ISI。2.解：(1)AM调制信号带宽B=2fm=2*R_b=2*10^4Hz=20kHz。(2)AM调制信号包络包含信息。接收端输入信号功率P_r≈(A_c*m)^2/2=(10*0.3)^2/2=9/2=4.5W。(3)接收端输入噪声功率P_n=(N_0/2)*B=10^-10*20*10^3=2*10^-6W。(4)包络检波器输出信噪比S/N=(P_r/P_n)=(4.5/(2*10^-6))=2.25*10^6。用dB表示为10*log10(2.25*10^6)≈10*(6+log10(2.25))≈10*(6+0.357)=63.57dB。3.解：(1)BPSK信号带宽B≈2R_b=2*10^6Hz=2MHz。(实际带宽稍宽，因包含直流分量和边带滚降，但题目未指定)。(2)解调器输入信噪比S/N=(A^2/2)/(N_0/2)=A^2/N_0=1^2/10^-15=10^15。(3)在AWGN信道中，BPSK误码率BER=1/(2*erfc(√(S/N/2)))。当S/N→∞，erfc(∞)→0，BER→0。更精确的近似（对于中等SNR）BER≈N_0/(4*A^2*R_b)。但题目给的是AWGN模型，使用标准公式。若要得到参考答案中的1.4*10^-8，需要S/N≈17.89(10^1.74)。这与计算得到的10^15相差巨大。按标准公式，BER应为极小值，远小于1.4*10^-8。此题计算结果与参考答案不符。四、简答题（每题5分，共10分）1.解：奈奎斯特第一准则（基带系统）指出，为了无码间串扰地传