大疆算法笔试题目解析（五）通信_大疆社招笔试题目

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1.（25分）什么是信道的衰落?平坦衰落和频率选择性衰落各有什么特点?信道的相带宽和相干时间是什么?通信系统中常用的交织器有什么作用?

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信道的衰落是指无线通信中信号在传播过程中受到信道影响，导致信号的幅度、相位或频率发生变化的现象。衰落通常是由多路径传播、反射、散射等因素引起的。

平坦衰落是指信号在整个信道带宽内都以相似的方式衰落，不会因频率而变化。频率选择性衰落则是指信号在信道带宽内不同频率的分量受到不同程度的衰落，导致信号在频域上发生变化。

信道的相带宽是指信道的带宽，即信号频谱的宽度。相干时间是指信道中的多个传播路径的信号在时域上保持相干的时间。在相干时间内，信号的衰落和干扰不会引起明显的信号品质下降。

交织器是一种用于消除时域上的瞬态干扰和衰落的设备。在通信系统中，交织器将信号分为多个子信号，然后以交错的方式传输这些子信号，从而降低了瞬态干扰和频率选择性衰落对整体信号的影响，提高了信号的稳定性和可靠性。

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2.（25分）简述如下两种星座图有何问题，产生的原因可能是什么? 计一下下面星座图的等效信噪比大约是多少:

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左图中点由中心向四周呈环形排布的星座图问题可能包括：

1. 非均匀距离分布： 由于点在环形上分布，相邻点之间的距离可能不均匀。这会导致一些点之间的距离较大，而另一些点之间的距离较小，可能引发不同误差率的传输。

2. 相位误差影响： 环形排布的星座图容易受到相位误差的影响，因为点之间的相位差异可能引发解调时的错误。相位误差会导致接收到的信号无法准确地与星座点匹配。

右图中点由中心向四周呈方形排布的星座图问题可能包括：

1. 相邻点之间的距离相等： 虽然点在方形中均匀排布，但相邻点之间的距离相等。这会导致点之间的距离差异较小，可能会影响在不同信道条件下的区分度。

2. 相位、幅度误差： 虽然点之间的距离相等，但由于幅度和相位的误差，接收到的信号可能无法准确地与预期的星座点匹配，导致解调错误。

等效信噪比（SNR）的计算需要知道信号点的幅度和噪声方差。由于图中没有给出具体信息，无法直接计算等效SNR。如果我们假设信号点的幅度相同，并且噪声方差为常数，则等效SNR大致可以估计为星座点幅度的平方除以噪声方差。fjjj

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3. （25分）给出16QAM信号的解调方法
   

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16QAM（16-Quadrature Amplitude Modulation）是一种调制技术，常用于数字通信中。解调16QAM信号的一种常见方法是使用正交解调（Coherent Demodulation），以下是解调的步骤：

1. 接收信号：接收到经过信道传输的16QAM信号。

2. 时钟同步：在解调之前，需要进行时钟同步，确保接收端的时钟与发送端的时钟保持同步。

3. 信号分离：将接收到的信号分为正交分量，即实部和虚部。

4. 相干解调：通过相干解调，将信号从正交分量中提取出来。这涉及到使用发送端和接收端都知道的相位信息来进行解调。对于16QAM，接收端需要对接收到的信号进行相位补偿，以确保信号与发送信号的相位一致。

5. 符号判决：将解调后的信号映射回到16QAM的星座图上，判断落在哪个星座点上。通常采用最小距离法，即找到接收到的信号与每个星座点的距离，选取距离最近的星座点作为判决结果。

6. 映射反解：将判决后的星座点映射回原始的二进制序列。根据星座图的排列方式，可以得到对应的二进制序列。

解调后得到的二进制序列就是原始的数字信息。

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4. （25分）一个频率为1MHz 左右的正弦波单音信号，信噪比超过 20dB。以50MHz采样率得到 20000 个采样点。如何根据这些采样点估计该信号的频偏，请粗略估计这种方法的误差范围

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在频率为1MHz左右的正弦波单音信号中，频偏是指信号实际频率与其期望频率之间的差异。在给定的条件下，可以通过估计信号的相位变化来近似估计频偏。

1. 计算相邻采样点之间的相位差：首先，计算相邻采样点之间的相位差，可以通过计算采样点之间的相位差来近似估计信号的频偏。假设信号频率为$f_{\text{signal}}=1\text{MHz}$，则信号周期为$T_{\text{signal}}=1/f_{\text{signal}}=1\mu \text{s}$。在50MHz的采样率下，一个信号周期内会有50个采样点。因此，相邻采样点之间的相位差大约为$2\pi /50$弧度。

2. 计算相位差的累积：对相邻采样点之间的相位差进行累积，得到一个相位变化值。

3. 估计频偏：根据相位变化值，可以估计信号的频偏。频偏的估计值可以通过将相位变化值除以信号周期$T_{\text{signal}}$来得到。

误差范围估计：
根据上述方法，误差范围主要受到信号频率的稳定性和相位测量的精度影响。在信噪比超过20dB的情况下，信号质量较好，频率稳定性较高，因此误差可能较小。