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《光纖通信與數字傳輸》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個采用MIMO技術的通信系統中，發射端有4根天線，接收端有2根天線。若信道矩陣的秩為2，那么該系統能夠獲得的空間復用增益最大為多少？（）A.2B.4C.6D.82、在通信系統的網絡拓撲結構中，星型拓撲和環型拓撲是常見的類型。以下關于星型拓撲的特點，錯誤的是：（）A.中心節點故障會導致整個網絡癱瘓B.易于擴展C.通信線路利用率高D.成本較高3、OFDM（正交頻分復用）是一種廣泛應用于通信系統的技術。OFDM將寬帶信道分成多個子信道，每個子信道上傳輸獨立的數據。對于OFDM技術，以下表述不正確的是（）A.對頻率偏移比較敏感B.可以有效對抗多徑衰落C.子信道之間相互干擾較大D.頻譜利用率相對較高4、對于一個通信系統，若要在有限的帶寬內傳輸更多的信息，以下哪種技術可以有效地提高頻譜利用率？（）A.均衡技術B.分集技術C.壓縮編碼技術D.擴頻技術5、在一個采用非均勻量化的通信系統中，輸入信號的幅度范圍為-5V至5V，分為8個量化區間。則最小量化間隔為（）A.0.5VB.1VC.1.25VD.2V6、在通信系統的均衡技術中，自適應均衡可以根據信道特性自動調整均衡參數。以下哪種自適應均衡算法收斂速度較快？（）A.迫零算法B.最小均方算法C.遞歸最小二乘算法D.以上算法收斂速度相同7、在數字基帶傳輸系統中，若采用單極性不歸零碼（NRZ），傳輸速率為10Mbps，脈沖寬度為50μs，計算占空比為多少？（）A.0.5B.0.2C.0.1D.0.058、在移動通信的信道編碼中，Turbo碼具有優異的性能。以下關于Turbo碼的描述，不正確的是（）A.譯碼復雜度低B.接近香農極限C.由兩個遞歸系統卷積碼并行級聯組成D.迭代譯碼提高性能9、在通信系統的多址接入技術中，碼分多址（CDMA）具有獨特的優勢。以下關于CDMA的描述，錯誤的是（）A.可以實現多個用戶共享同一頻段B.抗干擾能力強C.系統容量不受限于頻率D.不需要嚴格的功率控制10、在通信系統的傳輸介質中，同軸電纜與雙絞線相比，具有以下哪些特點？（）A.傳輸速率高B.抗干擾能力強C.成本高D.以上都是11、在通信系統的分集技術中，空間分集是通過使用多個天線實現的。以下關于空間分集的描述，正確的是：（）A.可以提高信號的頻率選擇性B.對快衰落有較好的抵抗作用C.增加了系統的復雜度和成本D.只能用于接收端12、在通信系統的復用技術中，時分復用（TDM）將時間劃分成固定的時隙。關于TDM，以下說法錯誤的是（）A.適合傳輸數字信號B.時隙分配靈活C.可能會造成時隙浪費D.對同步要求較低13、某通信系統采用16QAM調制方式，碼元速率為2000Baud，其信息傳輸速率為（）A.4000bpsB.6000bpsC.8000bpsD.10000bps14、在數字通信中，采用16QAM調制方式，每個碼元攜帶4比特信息。若碼元傳輸速率為2000波特，則信息傳輸速率為多少？（）A.4000bpsB.8000bpsC.16000bpsD.32000bps15、在通信系統的排隊論模型中，M/M/1模型是一種基本模型。以下關于M/M/1模型的平均排隊長度，說法正確的是：（）A.與到達率成正比B.與服務率成正比C.與到達率和服務率的差值成正比D.與到達率和服務率的差值成反比16、在一個衛星通信系統中，衛星的軌道高度為36000km，地球半徑為6400km，若信號從地球站發射到衛星再返回地球站的傳播時延為0.25s，計算信號在空間的傳播速度大約是多少？（）A.2.9×10^8m/sB.3.0×10^8m/sC.3.1×10^8m/sD.3.2×10^8m/s17、在通信系統的設計中，需要考慮信道的帶寬和信號的傳輸速率。若信道帶寬為10MHz，采用16-QAM調制，要達到20Mbps的傳輸速率，信噪比至少需要達到多少？（）A.10dBB.15dBC.20dBD.25dB18、在通信系統的信號復用技術中，波分復用（WDM）與頻分復用（FDM）的本質區別是什么？（）A.復用的信號類型不同B.復用的方式不同C.適用的場景不同D.以上都是19、在移動通信系統中，某基站的發射功率為20W，天線增益為15dBi，傳播損耗為80dB，若手機的接收靈敏度為-100dBm，計算手機與基站的最大通信距離約為多少？（）A.1kmB.2kmC.3kmD.4km20、在衛星通信系統中，以下哪種波束覆蓋方式可以提高衛星的功率和頻譜利用率？（）A.全球波束B.區域波束C.點波束D.多波束21、在數字通信系統中，若采用曼徹斯特編碼，傳輸速率為10Mbps，其波特率為多少？（）A.5MbpsB.10MbpsC.20MbpsD.40Mbps22、在一個通信系統中，采用了低密度奇偶校驗（LDPC）碼進行糾錯編碼。與傳統的糾錯編碼相比，LDPC碼的主要優點是什么？（）A.編碼簡單B.譯碼簡單C.糾錯性能好D.以上都是23、在一個衛星通信系統中，為了提高系統的抗干擾能力，采用了擴頻技術。以下哪種擴頻方式在衛星通信中應用較為廣泛？（）A.直接序列擴頻B.跳頻擴頻C.跳時擴頻D.混合擴頻24、在通信系統的頻譜資源管理中，認知無線電技術可以提高頻譜利用率。以下關于認知無線電的特點，不正確的是：（）A.智能感知頻譜B.動態分配頻譜C.不需要授權D.不會對授權用戶造成干擾25、在通信系統的信道容量計算中，香農公式給出了理論上限。以下關于香農公式的描述，不正確的是（）A.考慮了噪聲的影響B.信道容量與帶寬成正比C.只適用于連續信道D.信號功率越大，信道容量越大二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述數字信號處理在通信系統中的主要應用，如濾波、調制解調等，并說明數字信號處理技術帶來的優勢。2、（本題5分）論述在移動通信系統中，分組調度算法的目標和分類，分析不同算法在資源分配和服務質量保障方面的性能。3、（本題5分）詳細闡述在無線通信系統中，超寬帶（UWB）技術的特點和應用領域，分析其與其他無線技術的兼容性。4、（本題5分）在無線通信中，解釋多輸入多輸出（MIMO）技術的工作原理，分析其如何提高系統容量和頻譜效率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個移動通信系統的切換預測算法，提前做好切換準備，減少切換中斷時間，給出算法的流程和性能評估。2、（本題5分）設計一個基于軟件定義網絡（SDN）的通信網絡架構，實現靈活的流量控制和資源管理，給出控制器設計、南向接口協議及應用場景。3、（本題5分）為一個山區的水利設施監測通信系統進行設計，保障水情數據的準確及時傳輸，選擇可靠的通信方式和設備。4、（本題5分）設計一個衛星通信中的衛星姿態控制方案，保證天線指向精度和通信鏈路的穩定性，給出控制算法和執行機構的選擇。5、（本題5分）設計一個基于空地一體化通信的無人機通信系統，無人機飛行高度為500m，通信距離為10km。確定系統的組成和技術方案，設計無人機和地面站的通信設備，并分析系統的信道特性和可靠性。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）論述