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题目
若信道在无噪声情况下的极限数据传输速率不小于信噪比为 30 dB 条件下的极限数据传输速率,则信号状态数至少是( )。
错因
A
代入 V=4:奈奎斯特无噪声 ;香农 30 dB 。,远不足香农值。错的根源:完全没解不等式,凭印象选最小。
B
代入 V=8:奈奎斯特 ,仍小于香农的 。仍不够。错的根源:解不等式时算错 或忘了 2B 系数。
C
代入 V=16:奈奎斯特 ,仍小于香农 。差一档。错的根源:可能算到了 V=16 就停下,没继续验证 V=32 才是首个满足的解。
总解析
第一步:理清两个定理
| 定理 | 公式 | 适用条件 |
|---|---|---|
| 奈奎斯特 | 无噪声理想信道 | |
| 香农 | 有噪声信道 |
题面让"无噪声极限速率 ≥ 30 dB 信噪比下的香农极限",即让奈奎斯特值不小于香农值。
第二步:把 30 dB 换成数比
代入香农:
(用 1024 而非 1001 做近似,因为 整数好算,命题方默认这种简化)
第三步:列不等式求 V
第四步:核对
| 选项 | V | 是否 ≥ 10 | |
|---|---|---|---|
| A | 4 | 4 | ❌ |
| B | 8 | 6 | ❌ |
| C | 16 | 8 | ❌ |
| D | 32 | 10 | ✅(取等) |
题问"至少是"——取最小满足条件的整数 V,即 32。
最终答案是 D(32)。
编者注(生僻术语):"dB"(分贝)是信号比的对数刻度——。常见对应:
数比 dB 2 3 dB 10 10 dB 100 20 dB 1000 30 dB 10000 40 dB 看到 "30 dB" 立刻反应 ,再代入香农公式。考研题里 30 dB 几乎等同于 "" 的暗示——因为 1024 是整数 10 的指数。