2025年大学电子信息工程（电子信息理论）试题及答案.doc

2025年大学电子信息工程（电子信息理论）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40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. 下列关于电子信息理论中信息熵的说法，正确的是（ ）
A. 信息熵越大，信息越不确定
B. 信息熵只与信息源的概率分布有关
C. 信息熵的单位是比特
D. 信息熵反映了信息的有用程度

2. 香农定理描述了在有噪声信道中，信道容量与（ ）之间的关系。
A. 信号功率和噪声功率
B. 信号带宽和噪声带宽
C. 信号功率谱密度和噪声功率谱密度
D. 以上都是

3. 以下哪种调制方式属于线性调制？（ ）
A. 调频
B. 调相
C. 调幅
D. 以上都不是

4. 数字通信系统的有效性指标通常用（ ）来衡量。
A. 传输速率
B. 误码率
C. 可靠性
D. 以上都是

5. 在数字信号处理中，离散傅里叶变换（DFT）的主要作用是（ ）
A. 将时域信号转换为频域信号
B. 对信号进行滤波
C. 压缩信号
D. 增强信号

6. 下列关于滤波器的说法，错误的是（ ）
A. 低通滤波器可以让低频信号通过，抑制高频信号
B. 高通滤波器可以让高频信号通过，抑制低频信号
C. 带通滤波器可以让特定频段的信号通过，抑制其他频段的信号
D. 带阻滤波器可以让所有频段的信号通过，只是幅度有所衰减

7. 信号的功率谱密度描述了信号功率在（ ）上的分布情况。
A. 时间
B. 频率
C. 幅度
D. 相位

8. 以下哪种编码方式属于信源编码？（ ）
A. 哈夫曼编码
B. 卷积编码
C. 分组编码
D. 循环冗余编码

9. 在通信系统中，同步的作用是（ ）
A. 使收发双方的信号在时间上和频率上保持一致
B. 提高信号的传输速率
C. 降低信号的误码率
D. 以上都是

10. 下列关于天线的说法，正确的是（ ）
A. 天线是将电信号转换为电磁波的装置
B. 天线的增益越高，辐射能力越强
C. 天线的方向图描述了天线在空间各个方向上的辐射特性
D. 以上都是

11. 数字信号的特点不包括（ ）
A. 抗干扰能力强
B. 便于存储和处理
C. 传输距离远
D. 容易产生失真

12. 以下哪种复用方式可以提高信道的利用率？（ ）
A. 时分复用
B. 频分复用
C. 码分复用
D. 以上都是

13. 在模拟通信系统中，调制的目的是（ ）
A. 提高信号的传输效率
B. 扩展信号的频谱
C. 便于信号的放大和处理
D. 以上都是

14. 下列关于数字滤波器的说法，正确的是（ ）
A. 数字滤波器的性能比模拟滤波器更稳定
B. 数字滤波器可以通过软件实现
C. 数字滤波器的运算速度比模拟滤波器快
D. 以上都是

15. 信号的自相关函数反映了信号在不同时刻的（ ）关系。
A. 幅度
B. 频率
C. 相关性
D. 相位

16. 以下哪种通信方式属于无线通信？（ ）
A. 光纤通信
B. 卫星通信
C. 电缆通信
D. 以上都不是

17. 在通信系统中，噪声的来源不包括（ ）
A. 外部干扰
B. 内部噪声
C. 信号失真
D. 以上都不是

18. 下列关于编码效率的说法，正确的是（ ）
A. 编码效率越高，编码后的信息冗余度越大
B. 编码效率越低，编码后的信息冗余度越小
C. 编码效率等于编码后的码长与编码前的信息熵之比
D. 编码效率等于编码前的信息熵与编码后的码长之比

19. 以下哪种调制方式可以实现频谱搬移？（ ）
A. 调频
B. 调相
C. 调幅
D. 以上都是

20. 在通信系统中，信道编码的目的是（ ）
A. 提高信号的传输速率
B. 降低信号的误码率
C. 便于信号的调制和解调
D. 以上都是

第II卷（非选择题 共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分，共10分。请将答案填写在题中的横线上。

1. 信息论的创始人是______。
2. 数字通信系统中，常用的差错控制方法有______和______。
3. 模拟信号数字化的三个步骤是______、______和______。
4. 信号的带宽是指信号频谱中______的范围。
5. 通信系统的主要性能指标包括______和______。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。请简要回答问题。

1. 简述香农定理的内容及其意义。
2. 什么是调制？调制的作用是什么？
3. 数字滤波器与模拟滤波器相比，有哪些优点？
4. 简述通信系统中同步技术包括哪些方面。

（三）计算题（共15分）
答题要求：本大题共3小题，第1小题5分，第2小题5分，第3小题5分，共15分。解答应写出必要的文字说明、计算过程和答案。

1. 已知某信源有8种等概率的符号，求该信源的信息熵。
2. 设某信号的带宽为4kHz，采用8进制的调幅方式，求该信号的码元速率和信息速率。
3. 已知某线性时不变系统的冲激响应h(t)=e^(-2t)u(t)，输入信号x(t)=u(t)，求系统的输出信号y(t)。

（四）分析题（共10分）
答题要求：本大题共2小题，每小题5分，共10分。请根据所给材料进行分析。

材料：在一个通信系统中，采用了时分复用技术将多个用户的信号复用在同一信道上传输。每个用户的信号带宽为2kHz，复用的总带宽为10kHz。已知该信道的噪声功率谱密度为N0=10^(-6)W/Hz，信号功率为P=1W。

1) 计算该时分复用系统的信道容量。
2) 分析时分复用技术在该系统中的作用和优势。

（五）应用题（共5分）
答题要求：本大题共1小题，共5分。请根据题目要求进行应用分析。

题目：设计一个简单的数字通信系统，要求能够实现语音信号的传输。请说明该系统的组成部分及其功能。

答案：
1. A
2. D
3. C
4. A
5. A
6. D
7. B
8. A
9. A
10. D
11. D
12. D
13. D
14. D
15. C
16. B
17. C
18. C
19. D
20. B

填空题答案：
1. 香农
2. 检错重发；前向纠错
3. 抽样；量化；编码
4. 最高频率与最低频率之差
5. 有效性；可靠性

简答题答案：
1. 香农定理指出：在有噪声的信道中，信道容量C = B log2(1 + S/N)，其中B为信道带宽，S为信号功率，N为噪声功率。意义在于给出了在一定条件下信道能够可靠传输信息的最大速率，为通信系统设计提供了理论依据。
2. 调制是把原始信号变换成其频谱适合在信道中传输的信号的过程。作用包括：提高信号传输效率；实现信道复用；便于信号的放大和处理等。
3. 优点有：性能稳定；可通过软件实现，灵活性高；运算速度快；便于大规模集成等。
4. 同步技术包括载波同步（使接收端恢复出与发送端同频同相的载波）、位同步（使接收端的时钟与发送端的时钟同步）、群同步（实现数据分组的正确同步）和网同步（使通信网中各站之间的时钟同步）。

计算题答案：
1. 信源有8种等概率符号，每个符号的概率p = 1/8。信息熵H(X) = -∑p(x)log2p(x) = log28 = 3比特/符号。
2. 码元速率RB = 2W = 8kBaud（W为带宽）。信息速率Rb = RB log2M = 8k×log28 = 24kbps（M为进制数）。
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)。

分析题答案：
1. 时分复用系统中，每个用户占用的带宽为2kHz，复用的总带宽为10kHz，所以有5个用户复用。根据香农定理，信道容量C = B log2(1 + S/N) = 10×log2(1 + 1/10^(-6)) ≈ C = 10×log2(10^6) = 60kbps。
2. 时分复用技术在该系统中的作用是将多个用户的信号复用在同一信道上传输，提高了信道的利用率。优势在于可以充分利用信道资源，在有限的带宽内传输更多用户的信号，实现了多路通信。

应用题答案：
该数字通信系统主要由语音信号源、编码器、调制器、信道、解调器、解码器和接收终端组成。语音信号源产生语音信号；编码器将语音信号进行编码，提高传输效率和抗干扰能力；调制器将编码后的信号调制到适合信道传输的频段；信道传输调制后的信号；解调器从信道接收信号并解调；解码器将解调后的信号解码还原为语音信号；接收终端接收并播放语音信号。