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無線通訊基礎

以三選一題型學習波長與頻率、dBm與鏈路預算、自由空間路徑損耗與衰落、ASK、PSK、QAM與符元率、夏農定理、正交分頻多工（OFDM）與OFDMA、多輸入多輸出（MIMO）與波束成形、無線區域網路的隱藏節點問題、低功耗藍牙（BLE）、LPWA與近場通訊（NFC）、低雜訊放大器、混頻器、功率放大器與雜訊指數，以及超外差式與直接轉換接收機。

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無線通訊基礎的重點

智慧型手機、無線區域網路與IoT設備，把資訊載在電波上傳送，並從雜訊中取出極微弱的訊號。其性能取決於調變與多重存取等通訊方式、放大器、混頻器、濾波器等射頻電路，以及實現這些電路的半導體元件的組合。

本單元搭配計算題，從頻率與波長、以dB與dBm計算的鏈路預算、自由空間路徑損耗、多路徑衰落、都卜勒頻移等電波基礎，學習到ASK、FSK、PSK、QAM、符元率與位元率、夏農定理、OFDM與循環前綴、CDMA與OFDMA，以及MIMO與波束成形。此外，也介紹無線區域網路的規格與隱藏節點問題、WPA3、BLE、LPWA、NFC、GNSS、4G LTE與5G NR的概念、LNA、混頻器、PA與雙工器的角色、雜訊指數與弗里斯公式、接收靈敏度、超外差式與直接轉換接收機，以及PA使用化合物半導體的理由。

無線通訊基礎的題目列表（40題）
  1. 設光速為3×10⁸ m/s，頻率2.4 GHz的電波在真空中的波長最接近下列何者？
  2. 無線電設備的發射功率為20 dBm時，以mW表示的值為下列何者？
  3. 關於表示天線增益的單位dBi，下列說明何者適當？
  4. 設收發天線的增益為0 dBi，頻率2.4 GHz（波長0.125 m）的電波在自由空間中傳播100 m時，自由空間路徑損耗最接近下列何者？
  5. 發射功率20 dBm、發射天線增益2 dBi、接收天線增益2 dBi、傳播損耗100 dB、發射端與接收端的纜線損耗合計4 dB時，接收功率為下列何者？
  6. 在無線通訊中，經建築物等反射的電波因路徑長度不同而延遲到達，與直接到達的電波干涉，使接收功率依位置或頻率大幅下降的現象為下列何者？
  7. 接收2 GHz電波的終端，以每秒30 m（時速108 km）朝基地台接近。設光速為3×10⁸ m/s，終端接收之電波的頻率偏移（都卜勒頻移）的大小最接近下列何者？
  8. 5G所使用的28 GHz頻段等毫米波頻段的電波，與6 GHz以下的頻段相比，一般的特徵何者適當？
  9. 數位調變中，保持載波的振幅與頻率不變，以改變相位來表示資料的方式為下列何者？
  10. 64QAM中，每個符元可傳送的位元數為下列何者？
  11. 16QAM中，符元率為每秒5 M個符元（5 Mbaud）時，位元率為下列何者？
  12. 在相同符元率下，把調變方式從16QAM改為256QAM時，一般的性質何者適當？
  13. 頻寬20 MHz、S/N（訊雜比）30 dB的通道，依夏農定理求得的通道容量（可無誤傳送之傳輸速率的理論上限）最接近下列何者？
  14. 關於OFDM（正交分頻多工），下列說明何者適當？
  15. 在OFDM中，把各符元尾端的一部分複製後加到符元開頭的循環前綴（CP），其主要目的為下列何者？
  16. OFDM中，去除CP後的符元長度為子載波間隔的倒數。把子載波間隔從15 kHz擴大為60 kHz時，去除CP後的符元長度最接近下列何者？
  17. 關於直接序列展頻（DSSS），下列說明何者適當？
  18. 多位使用者在相同時間使用相同頻率，並以每位使用者不同的碼來區分訊號的多重存取方式為下列何者？
  19. 關於OFDMA（正交分頻多重存取），下列說明何者適當？
  20. 發射天線4支、接收天線2支的MIMO中，以空間多工在相同頻率、相同時間可傳送之獨立資料流（串流）數目的上限為下列何者？
  21. 逐一調整從多個天線單元送出之訊號的相位（與振幅），使電波在特定方向互相增強而傳送的技術為下列何者？
  22. 5G毫米波頻段的基地台與終端，使用排列多個天線單元之陣列天線進行波束成形的主要理由，下列何者最適當？
  23. 手機的蜂巢式系統，把服務區域分成許多小區域（細胞），並在各區域設置基地台的主要理由為下列何者？
  24. 4G LTE的上行鏈路（從終端到基地台的傳送）不採用下行鏈路的OFDMA，而採用SC-FDMA（DFT展頻OFDM）的主要理由，下列何者最適當？
  25. IEEE 802.11ac（Wi-Fi 5）的無線區域網路所使用的頻段為下列何者？
  26. 為了減輕無線區域網路的隱藏節點問題而使用的RTS/CTS機制，下列說明何者適當？
  27. 無線區域網路安全規格WPA3的個人模式中，取代WPA2的預先共用金鑰（PSK）方式而採用，即使通訊被攔截，密碼也不易被離線字典攻擊猜出的認證與金鑰交換方式為下列何者？
  28. 關於低功耗藍牙（BLE）的特徵，下列何者適當？
  29. 關於IoT所使用的LPWA（Low Power Wide Area，低功耗廣域）無線通訊的特徵，下列何者適當？
  30. 關於交通IC卡與智慧型手機的非接觸式支付所使用的近場通訊（NFC），下列特徵何者適當？
  31. GPS等GNSS（全球導航衛星系統）的接收機，在同時求出自己時鐘誤差的情況下決定三維位置，至少需要幾顆衛星？
  32. 在無線接收機中，放在天線正後方，盡量不加入自身雜訊地放大微弱接收訊號的電路為下列何者？
  33. 在接收機中，把接收到的訊號與本地振盪器（LO）的訊號相乘，產生兩者頻率之差（或和）的訊號，以進行頻率轉換的電路為下列何者？
  34. 超外差式接收機為了接收900 MHz的訊號，把本地振盪器（LO）設為800 MHz，轉換為100 MHz的中頻（IF）。此時，同樣會被轉換成100 MHz之IF的鏡像頻率為下列何者？
  35. 把本地振盪器（LO）的頻率設為與接收訊號相同，不經過中頻而直接轉換為基頻的直接轉換接收機，與超外差式接收機相比，下列說明何者適當？
  36. 在傳送OFDM或多階QAM訊號的發射機中，讓功率放大器（PA）在比輸出飽和點低（後退，back-off）的工作點使用，其主要理由為下列何者？
  37. 接收機的第一級放置雜訊指數1.5 dB、增益15 dB的LNA，其後接上雜訊指數10 dB的電路。兩級整體的雜訊指數最接近下列何者？
  38. 設溫度290 K時熱雜訊的功率密度為−174 dBm/Hz。頻寬1 MHz、雜訊指數6 dB的接收機，解調所需的S/N為10 dB時，接收靈敏度（可接收的最小訊號功率）最接近下列何者？
  39. 在收發使用不同頻率、同時進行收發的FDD方式手機中，為了讓1支天線由發射與接收共用，利用頻率的差異來分開發射訊號與接收訊號的元件為下列何者？
  40. 在智慧型手機的無線電路中，包含LNA、混頻器、PLL等的收發器多半整合在CMOS晶片上，而發射用的PA則多半使用GaAs HBT等化合物半導體。其主要理由，下列何者最適當？

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