《信息论与编码》部分课后习题参考答案
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1. 在无失真的信源中,信源输出由 H(X) 来度量;在有失真的信源中,信源输出由
R(D) 来度量。
2. 要使通信系统做到传输信息有效、可靠和保密,必须首先 信源 编码,
然后_____加密____编码,再______信道_____编码,最后送入信道。
3. 带限AWGN波形信道在平均功率受限条件下信道容量的基本公式,也就是有名的香农公式是log(1)CWSNR;当归一化信道容量C/W趋近于零时,也即信道完全丧失了通信能力,此时Eb/N0为 -1.6 dB,我们将它称作香农限,是一切编码方式所能达到的理论极限。
4. 保密系统的密钥量越小,密钥熵H(K)就越 小 ,其密文中含有的关于明文的信息量I(M;C)就越 大 。
5. 已知n=7的循环码42()1gxxxx,则信息位长度k为 3 ,校验多项式
h(x)= 31xx 。
6. 设输入符号表为X={0,1},输出符号表为Y={0,1}。输入信号的概率分布为p=(1/2,1/2),失真函数为d(0,0) = d(1,1) = 0,d(0,1) =2,d(1,0) = 1,则Dmin= 0 ,R(Dmin)= 1bit/symbol ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x)]=1001;Dmax= 0.5 ,R(Dmax)=
0 ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x)]=1010。
7. 已知用户A的RSA公开密钥(e,n)=(3,55),5,11pq,则()n 40 ,他的秘密密钥(d,n)=(27,55) 。若用户B向用户A发送m=2的加密消息,则该加密后的消息为 8 。
二、判断题
1. 可以用克劳夫特不等式作为唯一可译码存在的判据。 ( )
2. 线性码一定包含全零码。 ( )
第五章
5-1 将下表所列的某六进制信源进行二进制编码,试问:
消息 概率 1C 2C 3C
4C 5C 6C
u1
u2
u3
u4
u5
u6 1/2
1/4
1/16
1/16
1/16
1/16 000
001
010
011
100
101 0
01
011
0111
01111
011111 0
10
110
1110
11110
111110 0
10
1101
1100
1001
1111 1
000
001
010
110
110 01
001
100
101
110
111
(1) 这些码中哪些是唯一可译码?
(2) 哪些码是非延长码?
(3) 对所有唯一可译码求出其平均码长和编译效率。
解:首先,根据克劳夫特不等式,找出非唯一可译码
31123456231244135236:62163:22222216463:164:22421:2521:2521CCCCCC
5C不是唯一可译码,而4C:
又根据码树构造码字的方法
1C,3C,6C的码字均处于终端节点
他们是即时码
5-2
(1) 因为A,B,C,D四个字母,每个字母用两个码,每个码为0.5ms, 所以每个字母用10ms
当信源等概率分布时,信源熵为H(X)=log(4)=2
平均信息传递速率为bit/ms=200bit/s
(2) 信源熵为
H(X)=
=0.198bit/ms=198bit/s
5-5
(1) 12141811613216411281128
H(U)=12Log2()14Log4()18Log8()116Log16()132Log32()164Log64()1128Log128()1128Log128()1.984
1. 在无失真的信源中,信源输出由 H(X) 来度量;在有失真的信源中,信源输出由
R(D) 来度量。
2. 要使通信系统做到传输信息有效、可靠和保密,必须首先 信源 编码,
然后_____加密____编码,再______信道_____编码,最后送入信道。
3. 带限AWGN波形信道在平均功率受限条件下信道容量的基本公式,也就是有名的香农公式是log(1)CWSNR;当归一化信道容量C/W趋近于零时,也即信道完全丧失了通信能力,此时Eb/N0为 -1.6 dB,我们将它称作香农限,是一切编码方式所能达到的理论极限。
4. 保密系统的密钥量越小,密钥熵H(K)就越 小 ,其密文中含有的关于明文的信息量I(M;C)就越 大 。
5. 已知n=7的循环码42()1gxxxx,则信息位长度k为 3 ,校验多项式
h(x)= 31xx 。
6. 设输入符号表为X={0,1},输出符号表为Y={0,1}。输入信号的概率分布为p=(1/2,1/2),失真函数为d(0,0) = d(1,1) = 0,d(0,1) =2,d(1,0) = 1,则Dmin= 0 ,R(Dmin)= 1bit/symbol ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x)]=1001;Dmax= 0.5 ,R(Dmax)=
0 ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x)]=1010。
7. 已知用户A的RSA公开密钥(e,n)=(3,55),5,11pq,则()n 40 ,他的秘密密钥(d,n)=(27,55) 。若用户B向用户A发送m=2的加密消息,则该加密后的消息为 8 。
二、判断题
1. 可以用克劳夫特不等式作为唯一可译码存在的判据。 ( )
2. 线性码一定包含全零码。 ( )
1. 有一个马尔可夫信源,已知p(x1|x1)=2/3,p(x2|x1)=1/3,p(x1|x2)=1,p(x2|x2)=0,试画出该信源的香农线图,并求出信源熵。
解:该信源的香农线图为:
1/3
○ ○
2/3 (x1) 1 (x2)
在计算信源熵之前,先用转移概率求稳定状态下二个状态x1和 x2 的概率)(1xp和)(2xp
立方程:)()()(1111xpxxpxp+)()(221xpxxp
=)()(2132xpxp
)()()(1122xpxxpxp+)()(222xpxxp
=)(0)(2131xpxp
)()(21xpxp=1 得431)(xp 412)(xp
马尔可夫信源熵H = IJijijixxpxxpxp)(log)()( 得 H=0.689bit/符号
2.设有一个无记忆信源发出符号A和B,已知4341)(.)(BpAp。求:
①计算该信源熵;
②设该信源改为发出二重符号序列消息的信源,采用费诺编码方法,求其平均信息传输速率;
③又设该信源改为发三重序列消息的信源,采用霍夫曼编码方法,求其平均信息传输速率。
解:①XiixpxpXH)(log)()( =0.812 bit/符号
②发出二重符号序列消息的信源,发出四种消息的概率分别为
1614141)(AAp 1634341)(ABp
1634143)(BAp 1694343)(BBp
用费诺编码方法 代码组 bi