2025年大學電子信息工程（電子信息理論）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40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.下列關于電子信息理論中信息熵的說法，正確的是（）A.信息熵越大，信息越不確定B.信息熵只與信息源的概率分布有關C.信息熵的單位是比特D.信息熵反映了信息的有用程度2.香農定理描述了在有噪聲信道中，信道容量與（）之間的關系。A.信號功率和噪聲功率B.信號帶寬和噪聲帶寬C.信號功率譜密度和噪聲功率譜密度D.以上都是3.以下哪種調制方式屬于線性調制？（）A.調頻B.調相C.調幅D.以上都不是4.數字通信系統(tǒng)的有效性指標通常用（）來衡量。A.傳輸速率B.誤碼率C.可靠性D.以上都是5.在數字信號處理中，離散傅里葉變換（DFT）的主要作用是（）A.將時域信號轉換為頻域信號B.對信號進行濾波C.壓縮信號D.增強信號6.下列關于濾波器的說法，錯誤的是（）A.低通濾波器可以讓低頻信號通過，抑制高頻信號B.高通濾波器可以讓高頻信號通過，抑制低頻信號C.帶通濾波器可以讓特定頻段的信號通過，抑制其他頻段的信號D.帶阻濾波器可以讓所有頻段的信號通過，只是幅度有所衰減7.信號的功率譜密度描述了信號功率在（）上的分布情況。A.時間B.頻率C.幅度D.相位8.以下哪種編碼方式屬于信源編碼？（）A.哈夫曼編碼B.卷積編碼C.分組編碼D.循環(huán)冗余編碼9.在通信系統(tǒng)中，同步的作用是（）A.使收發(fā)雙方的信號在時間上和頻率上保持一致B.提高信號的傳輸速率C.降低信號的誤碼率D.以上都是10.下列關于天線的說法，正確的是（）A.天線是將電信號轉換為電磁波的裝置B.天線的增益越高，輻射能力越強C.天線的方向圖描述了天線在空間各個方向上的輻射特性D.以上都是11.數字信號的特點不包括（）A.抗干擾能力強B.便于存儲和處理C.傳輸距離遠D.容易產生失真12.以下哪種復用方式可以提高信道的利用率？（）A.時分復用B.頻分復用C.碼分復用D.以上都是13.在模擬通信系統(tǒng)中，調制的目的是（）A.提高信號的傳輸效率B.擴展信號的頻譜C.便于信號的放大和處理D.以上都是14.下列關于數字濾波器的說法，正確的是（）A.數字濾波器的性能比模擬濾波器更穩(wěn)定B.數字濾波器可以通過軟件實現C.數字濾波器的運算速度比模擬濾波器快D.以上都是15.信號的自相關函數反映了信號在不同時刻的（）關系。A.幅度B.頻率C.相關性D.相位16.以下哪種通信方式屬于無線通信？（）A.光纖通信B.衛(wèi)星通信C.電纜通信D.以上都不是17.在通信系統(tǒng)中，噪聲的來源不包括（）A.外部干擾B.內部噪聲C.信號失真D.以上都不是18.下列關于編碼效率的說法，正確的是（）A.編碼效率越高，編碼后的信息冗余度越大B.編碼效率越低，編碼后的信息冗余度越小C.編碼效率等于編碼后的碼長與編碼前的信息熵之比D.編碼效率等于編碼前的信息熵與編碼后的碼長之比19.以下哪種調制方式可以實現頻譜搬移？（）A.調頻B.調相C.調幅D.以上都是20.在通信系統(tǒng)中，信道編碼的目的是（）A.提高信號的傳輸速率B.降低信號的誤碼率C.便于信號的調制和解調D.以上都是第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，共10分。請將答案填寫在題中的橫線上。1.信息論的創(chuàng)始人是______。2.數字通信系統(tǒng)中，常用的差錯控制方法有______和______。3.模擬信號數字化的三個步驟是______、______和______。4.信號的帶寬是指信號頻譜中______的范圍。5.通信系統(tǒng)的主要性能指標包括______和______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，共20分。請簡要回答問題。1.簡述香農定理的內容及其意義。2.什么是調制？調制的作用是什么？3.數字濾波器與模擬濾波器相比，有哪些優(yōu)點？4.簡述通信系統(tǒng)中同步技術包括哪些方面。（三）計算題（共15分）答題要求：本大題共3小題，第1小題5分，第2小題5分，第3小題5分，共15分。解答應寫出必要的文字說明、計算過程和答案。1.已知某信源有8種等概率的符號，求該信源的信息熵。2.設某信號的帶寬為4kHz，采用8進制的調幅方式，求該信號的碼元速率和信息速率。3.已知某線性時不變系統(tǒng)的沖激響應h(t)=e^(-2t)u(t)，輸入信號x(t)=u(t)，求系統(tǒng)的輸出信號y(t)。（四）分析題（共10分）答題要求：本大題共2小題，每小題5分，共10分。請根據所給材料進行分析。材料：在一個通信系統(tǒng)中，采用了時分復用技術將多個用戶的信號復用在同一信道上傳輸。每個用戶的信號帶寬為2kHz，復用的總帶寬為10kHz。已知該信道的噪聲功率譜密度為N0=10^(-6)W/Hz，信號功率為P=1W。1)計算該時分復用系統(tǒng)的信道容量。2)分析時分復用技術在該系統(tǒng)中的作用和優(yōu)勢。（五）應用題（共5分）答題要求：本大題共1小題，共5分。請根據題目要求進行應用分析。題目：設計一個簡單的數字通信系統(tǒng)，要求能夠實現語音信號的傳輸。請說明該系統(tǒng)的組成部分及其功能。答案：1.A2.D3.C4.A5.A6.D7.B8.A9.A10.D11.D12.D13.D14.D15.C16.B17.C18.C19.D20.B填空題答案：1.香農2.檢錯重發(fā)；前向糾錯3.抽樣；量化；編碼4.最高頻率與最低頻率之差5.有效性；可靠性簡答題答案：1.香農定理指出：在有噪聲的信道中，信道容量C=Blog2(1+S/N)，其中B為信道帶寬，S為信號功率，N為噪聲功率。意義在于給出了在一定條件下信道能夠可靠傳輸信息的最大速率，為通信系統(tǒng)設計提供了理論依據。2.調制是把原始信號變換成其頻譜適合在信道中傳輸的信號的過程。作用包括：提高信號傳輸效率；實現信道復用；便于信號的放大和處理等。3.優(yōu)點有：性能穩(wěn)定；可通過軟件實現，靈活性高；運算速度快；便于大規(guī)模集成等。4.同步技術包括載波同步（使接收端恢復出與發(fā)送端同頻同相的載波）、位同步（使接收端的時鐘與發(fā)送端的時鐘同步）、群同步（實現數據分組的正確同步）和網同步（使通信網中各站之間的時鐘同步）。計算題答案：1.信源有8種等概率符號，每個符號的概率p=1/8。信息熵H(X)=-∑p(x)log2p(x)=log28=3比特/符號。2.碼元速率RB=2W=8kBaud（W為帶寬）。信息速率Rb=RBlog2M=8k×log28=24kbps（M為進制數）。3.y(t)=x(t)h(t)=∫x(τ)h(t-τ)dτ=∫u(τ)e^(-2(t-τ))u(t-τ)dτ=(1-e^(-2t))u(t)。分析題答案：1.時分復用系統(tǒng)中，每個用戶占用的帶寬為2kHz，復用的總帶寬為10kHz，所以有5個用戶復用。根據香農定理，信道容量C=Blog2(1+S/N)=10×log2(1+1/10^(-6))≈C=10×log2(10^6)=60kbps。2.時分復用技術在該系統(tǒng)中的作用是將多個用戶的信號復用在同一信道上傳輸，提高了信道的利用率。優(yōu)勢在于可以充分利用信道資源，在有限的帶寬內傳輸更多用戶的信號，實現了多