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2025年本科通信工程（通信系统设计）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案填在括号内）

1. 在通信系统中，以下哪种调制方式可以有效提高信号的频谱利用率？（ ）
A. 调幅 B. 调频 C. 调相 D. 正交频分复用

2. 香农公式表明了信道容量与哪些因素有关？（ ）
A. 信号功率、噪声功率、带宽 B. 信号功率、传输距离、带宽
C. 噪声功率、传输距离、带宽 D. 信号功率、噪声功率、传输距离

3. 数字通信系统中，对信号进行编码的主要目的是（ ）
A. 提高信号传输速度 B. 增强信号抗干扰能力
C. 降低信号带宽 D. 便于信号的调制

4. 以下哪种复用技术是按照频率划分信道的？（ ）
A. 时分复用 B. 频分复用 C. 码分复用 D. 波分复用

5. 通信系统的主要性能指标不包括以下哪一项？（ ）
A. 有效性 B. 可靠性 C. 保密性 D. 兼容性

6. 对于基带信号的码型选择，需要考虑的因素不包括（ ）
A. 传输效率 B. 抗干扰能力 C. 时钟提取 D. 信号幅度

7. 在模拟通信系统中，调制的作用是（ ）
A. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号
B. 提高信号的传输速度
C. 增加信号带宽
D. 降低信号的功率

8. 以下哪种滤波器常用于滤除高频噪声？（ ）
A. 低通滤波器 B. 高通滤波器 C. 带通滤波器 D. 带阻滤波器

9. 通信系统中的同步包括（ ）
A. 载波同步、位同步、帧同步 B. 载波同步、码同步、帧同步
C. 位同步、码同步、帧同步 D. 载波同步、位同步、码同步

10. 关于通信系统中的信道编码，以下说法正确的是（ ）
A. 信道编码只能纠正错误，不能检测错误
B. 信道编码可以提高信号的传输效率
C. 信道编码通过增加冗余信息来提高信号的抗干扰能力
D. 信道编码主要用于提高信号的频谱利用率

第 II 卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每题2分，共10分）
1. 通信系统一般由信源、______、信道、______和信宿组成。
2. 模拟信号数字化的三个步骤是______、量化和______。
3. 常见的数字调制方式有______、移频键控（FSK）和______。
4. 时分复用（TDM）的原理是利用各路信号在时间上的______来实现多路复用。
5. 信道的分类按照传输媒质可分为______信道和______信道。

三、简答题（每题10分，共30分）
1. 简述数字通信系统相对于模拟通信系统的优点。
2. 说明正交频分复用（OFDM）技术的原理及特点，并举例说明其应用场景。
3. 解释什么是误码率，影响误码率的因素有哪些？

四、分析题（共15分）
材料：在一个通信系统中，采用了某种调制方式进行信号传输。已知发送端发送的信号为一个正弦波，其频率为10kHz，幅度为5V。经过信道传输后，接收端接收到的信号幅度变为4V，相位发生了一定的变化。假设信道中存在高斯白噪声，噪声功率谱密度为10^-6W/Hz，信道带宽为5kHz。
1. 请分析该调制方式可能是什么？（5分）
2. 计算信道的信噪比（SNR）。（5分）
3. 若要保证误码率不超过10^-6，根据香农公式估算该信道的最大传输速率。（5分）

五、设计题（共15分）
设计一个简单的数字通信系统，要求包括信源编码、信道编码、调制、传输、解调、信道译码和信源译码等环节。请简要说明每个环节的功能及采用的技术或方法，并画出系统的框图。

答案
1. D
2. A
3. B
4. B
5. D
6. D
7. A
8. A
9. A
10. C

填空题答案：
1. 发送设备、接收设备
2. 抽样、编码
3. 移相键控（PSK）、正交移相键控（QPSK）
4. 互不重叠
5. 有线、无线

简答题答案：
1. 数字通信系统相对于模拟通信系统的优点包括：抗干扰能力强、差错可控、易于加密、能与现代技术相结合、可实现各种信息的综合传输等。
2. OFDM技术原理是将高速数据流通过串并转换，分配到多个正交子载波上并行传输。特点有频谱利用率高、抗多径衰落能力强等。应用场景如4G/5G移动通信、数字电视广播等。
3. 误码率是指接收错误码元数在传输总码元数中所占的比例。影响因素有信道噪声、信号传输距离、信号功率、调制解调方式、信道特性等。

分析题答案：
1. 可能是调幅（AM）调制方式，因为接收信号幅度发生了变化。
2. 噪声功率N = n0B = 10^-6×5×10^3 = 5×10^-3W，信号功率S = 4^2/2 = 8W，信噪比SNR = S/N = 8/(5×10^-3) = 1600。
3. 根据香农公式C = B log2(1 + SNR) = 5×10^3×log2(1 + 1600) ≈ 5×10^3×10.64 ≈ 53.2Mbps。

设计题答案：
信源编码：将信源输出的原始信号进行压缩编码，减少数据量。采用霍夫曼编码等方法。
信道编码：增加冗余信息，提高抗干扰能力。如采用卷积码。
调制：将数字信号变换为适合信道传输的模拟信号。如采用QPSK调制。
传输：通过信道将信号传输到接收端。
解调：将接收到的模拟信号还原为数字信号。与调制对应。
信道译码：纠正传输错误。与信道编码对应操作。
信源译码：恢复原始信源信号。与信源编码对应操作。
系统框图：信源→信源编码→信道编码→调制→传输→解调→信道译码→信源译码→信宿 。