郑州工业应用技术学院《通信系统仿真与建模》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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郑州工业应用技术学院《通信系统仿真与建模》
2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在数字信号处理中，快速傅里叶变换（FFT）是一种重要的算法。如果要对一个长度为   的序列进行 FFT 运算，其运算量大约相当于多少次复数乘法？（ ）
A.  
B.    
C.    
D.  

2、在电磁场与电磁波理论中，电磁波在不同介质中的传播特性不同。当电磁波从光密介质入射到光疏介质时，可能会发生：（ ）
A. 折射
B. 反射
C. 全反射
D. 散射

3、在数字音频处理中，采样频率是一个关键参数。根据奈奎斯特采样定理，为了无失真地恢复原始信号，采样频率至少应为信号最高频率的：（ ）
A. 一倍
B. 两倍
C. 四倍
D. 八倍

4、在集成电路设计中，以下哪种工艺可以实现更小的晶体管尺寸和更高的集成度：（ ）
A. 双极型工艺
B. CMOS 工艺
C. 砷化镓工艺
D. 锗硅工艺

5、关于数字信号处理中的窗函数，以下哪种窗函数具有较窄的主瓣和较大的旁瓣衰减？（ ）
A. 矩形窗 B. 汉宁窗 C. 海明窗 D. 布莱克曼窗

6、在半导体器件中，场效应管（FET）和双极型晶体管（BJT）有不同的特性。场效应管的输入电阻通常？（ ）
A. 比双极型晶体管高 B. 比双极型晶体管低 C. 与双极型晶体管相当 D. 随工作条件变化而不确定

7、在数字通信中，同步技术是保证通信正常进行的关键。以下关于位同步和帧同步的描述，哪一项是错误的？（ ）
A. 位同步是为了确定每个码元的起止时刻
B. 帧同步是为了确定数据帧的起始位置
C. 位同步的精度要求高于帧同步
D. 帧同步通常比位同步更容易实现

8、对于集成电路的封装形式，以下哪种封装具有较小的体积和较好的散热性能？（ ）
A. DIP封装 B. BGA封装 C. QFP封装 D. SOP封装

9、在集成电路的可靠性设计中，冗余技术是常用的方法之一。以下哪种冗余技术可以提高系统的可靠性：（ ）
A. 硬件冗余
B. 时间冗余
C. 信息冗余
D. 以上都是

10、对于一个无线传感器网络，以下哪种路由协议能够有效延长网络的生命周期？（ ）
A. 距离矢量路由协议 B. 链路状态路由协议 C. 能量感知路由协议 D. 以上都不是

11、在射频识别（RFID）系统中，以下哪种频率的标签具有较远的读取距离？（ ）
A. 低频标签 B. 高频标签 C. 超高频标签 D. 微波标签

12、在通信原理中，以下哪种多址接入技术适用于大容量的移动通信系统？（ ）
A. 频分多址（FDMA） B. 时分多址（TDMA） C. 码分多址（CDMA） D. 空分多址（SDMA）

13、在锁相环（PLL）电路中，其主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。当输入信号的频率发生变化时，锁相环是如何实现输出信号频率跟踪输入信号频率的？（ ）
A. 通过鉴相器比较输入输出信号的相位差，控制 VCO 的输出频率
B. 通过环路滤波器滤除输入信号的高频成分，稳定 VCO 的输出频率
C. 由压控振荡器直接根据输入信号的频率调整输出频率
D. 以上三种方式共同作用

14、在数字电子技术中，计数器是一种重要的时序逻辑电路。计数器可以实现对输入脉冲的计数功能。如果一个计数器的计数范围是 0 到 9，那么这个计数器是几位计数器？（ ）
A.2 位
B.3 位
C.4 位
D.5 位

15、在通信系统中，香农定理表明了信道容量与信道带宽、信噪比之间的关系。假设信道带宽为 10 MHz，信噪比为 30 dB，那么根据香农定理，此信道的最大容量约为多少？（ ）
A. 10 Mbps
B. 30 Mbps
C. 50 Mbps
D. 100 Mbps

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）在电子测量中，数据采集系统的组成和工作原理是什么？如何提高数据采集系统的精度和采样率？

2、（本题5分）论述在模拟电路中，反馈对放大器性能的改善和可能带来的问题，以及如何正确设计反馈网络。

3、（本题5分）详细阐述通信系统中调制的目的是什么，以及常见的调制方式有哪些，并分析它们各自的优缺点。

三、设计题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计一个卫星通信地面站的接收系统，包括天线、低噪声放大器、下变频器等模块，计算接收灵敏度。

2、（本题5分）根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。

3、（本题5分）设计一个基于 ZigBee 技术的智能仓储管理系统，能够实现货物的入库、出库、库存盘点等功能。

4、（本题5分）设计一个射频电路中的功率放大器线性化方案，提高放大器的线性度和效率。

5、（本题5分）设计一个基于蓝牙和传感器的智能环境监测系统，监测温度、湿度、光照等环境参数。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在通信系统的安全防护中，加密技术和认证技术是重要手段。分析对称加密和非对称加密算法（如DES、RSA）在通信中的应用，研究数字签名、身份认证的原理和实现方法，探讨在无线网络环境下通信安全防护的技术挑战和应对策略。

2、（本题10分）在一个自动化生产线的控制系统中，分析传感器的选择和布置、执行机构的控制方式以及系统的可靠性设计。探讨如何实现生产线的高效运行、精准控制和故障诊断。

3、（本题10分）一个基于物联网的智能家居系统，设备之间的互联互通存在问题。分析物联网的通信协议和网络架构，研究如何解决设备兼容性和数据传输稳定性，实现智能家居的无缝集成。

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