信息论与编码期末考试题----学生复习用1

题号 一 二 三 四 总分 统分人 题分 35 10 23 32 100得分 一、填空题（每空1分，共35分） 得分| |阅卷人|1、1948年，美国数学家 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。

信息论的基础理论是 ，它属于狭义信息论。

2、信号是 的载体，消息是 的载体。

3、某信源有五种符号}{,,,,a b c d e ，先验概率分别为5.0=a P ，25.0=b P ，125.0=c P ，0625.0==e d P P ，则符号“a ”的自信息量为 bit ，此信源的熵为 bit/符号。

4、某离散无记忆信源X ，其概率空间和重量空间分别为1234 0.50.250.1250.125X x x x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦和1234 0.5122X x x x x w ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，则其信源熵和加权熵分别为 和 。

5、信源的剩余度主要来自两个方面，一是 ，二是 。

6、平均互信息量与信息熵、联合熵的关系是 。

7、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为 信道。

8、马尔可夫信源需要满足两个条件：一、 ； 二、 。

9、若某信道矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡0100010000001100，则该信道的信道容量C=__________。

10、根据是否允许失真，信源编码可分为 和 。

11、信源编码的概率匹配原则是：概率大的信源符号用 ，概率小的信源符号用 。

（填短码或长码）12、在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的 性，信道编码主要用于解决信息传输中的 性，保密密编码主要用于解决信息传输中的安全性。

13、差错控制的基本方式大致可以分为 、 和混合纠错。

14、某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出 个随机错，最多能纠正 个随机错。

15、码字101111101、011111101、100111001之间的最小汉明距离为 。

信息论与编码期末考试题（一）一、判断题.1. 当随机变量X 和Y 相互独立时，条件熵)|(Y X H 等于信源熵)(XH . （）2. 由于构成同一空间的基底不是唯一的，所以不同的基底或生成矩阵有可能生成同一码集. （）3.一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多. （）4. 只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信. （）5. 各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. （）6. 连续信源和离散信源的熵都具有非负性. （）7. 信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越小，获得的信息量就越小.8. 汉明码是一种线性分组码. （）9. 率失真函数的最小值是0. （）10.必然事件和不可能事件的自信息量都是0. （）二、填空题1、码的检、纠错能力取决于 .2、信源编码的目的是；信道编码的目的是 .3、把信息组原封不动地搬到码字前k 位的),(k n 码就叫做 .4、香农信息论中的三大极限定理是、、 .5、设信道的输入与输出随机序列分别为X 和Y ，则),(),(Y X NI Y X I N N =成立的条件 ..6、对于香农-费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是 .7、某二元信源01()1/21/2X P X =，其失真矩阵00a D a ??=，则该信源的max D = . 三、计算题.1、某信源发送端有2种符号i x )2,1(=i ,a x p =)(1；接收端有3种符号i y )3,2,1(=j ，转移概率矩阵为1/21/201/21/41/4P ??=. （1）计算接收端的平均不确定度()H Y ；（2）计算由于噪声产生的不确定度(|)H Y X ；（3）计算信道容量以及最佳入口分布.（二）一、填空题1、信源编码的主要目的是，信道编码的主要目的是。

（一）之阳早格格创做一、推断题共 10 小题，谦分 20 分.1. 当随机变量X 战Y 相互独力时，条件熵)|(Y X H 等于疑源熵)(X H . （ ）2. 由于形成共一空间的基底不是唯一的，所以分歧的基底大概死成矩阵有大概死成共一码集.（ ）3.普遍情况下，用变少编码得到的仄衡码少比定少编码大得多. （ ）4. 只消疑息传输率大于疑讲容量，总存留一种疑讲编译码，不妨以所央供的任性小的缺面概率真止稳当的通疑. （ ）5. 各码字的少度切合克推妇特不等式，是唯一可译码存留的充分战需要条件. （）6. 连绝疑源战得集疑源的熵皆具备非背性. （ ）7. 疑源的消息通过疑讲传输后的缺面大概得真越大，疑宿支到消息后对付疑源存留的谬误定性便越小，赢得的疑息量便越小.8. 汉明码是一种线性分组码.（ ） 9. 率得真函数的最小值是0.（ ） 10.必定事变战不可能事变的自疑息量皆是0.（ ）二、挖空题共 6 小题，谦分 20 分.1、码的检、纠错本领与决于.2、疑源编码的手段是；疑讲编码的手段是.3、把疑息组本启不动天搬到码字前k 位的),(k n 码便喊搞 .4、香农疑息论中的三大极规定理是、、.5、设疑讲的输进与输出随机序列分别为X 战Y ，则),(),(Y X NI Y XI N N=创制的条件 .6、对付于香农-费诺编码、本初香农-费诺编码战哈妇曼编码，编码要领惟一的是.7、某二元疑源01()1/21/2X P X ⎡⎤⎧⎫=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭，其得真矩阵00a D a ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，则该疑源的max D = . 三、本题共 4 小题，谦分 50 分.1、某疑源收支端有2种标记i x )2,1(=i ,a x p =)(1；接支端有3种标记i y )3,2,1(=j ，变化概率矩阵为1/21/201/21/41/4P ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦.（1）估计接支端的仄衡不决定度()H Y ；（2） 估计由于噪声爆收的不决定度(|)H Y X ；（3） 估计疑讲容量以及最好出心分集.2、一阶马我可妇疑源的状态变化图如左图所示，疑源X 的标记集为}2,1,0{. （1）供疑源稳固后的概率分集； （2）供此疑源的熵；（3）近似天认为此疑源为无影象时，标记的概率分集为仄稳分集.供近似疑源的熵)(X H 并与H ∞举止比较.4、设二元)4,7(线性分组码的死成矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000101010011100101100001011G .（1）给出该码的普遍校验矩阵，写出所有的伴集尾战与之相对付应的伴伴式；（2）若接支矢量)0001011(=v ，试估计出其对付应的伴伴式S 并依照最小距离译码准则试着对付其译码.（二）一、挖空题（共15分，每空1分）1、疑源编码的主要手段是，疑讲编码的主要手段是.2、疑源的结余度主要去自二个圆里，一是，二是.3、三进制疑源的最小熵为，最大熵为.4、无得真疑源编码的仄衡码少最小表里极节制为 .5、当时，疑源与疑讲达到匹配.6、根据疑讲个性是可随时间变更，疑讲不妨分为战.7、根据是可允许得真，疑源编码可分为战 .8、若连绝疑源输出旗号的仄衡功率为2σ，则输出旗号幅度的概率稀度是时，疑源具备最大熵，其值为值.9、正在底下空格中采用挖进数教标记“,,,=≥≤〉”大概“〈”（1）当X 战Y 相互独力时，H （XY ）H(X)+H(X/Y)H(Y)+H(X).图2-13（2）()()1222H X X H X =()()12333H X X X H X =（3）假设疑讲输进用X 表示，疑讲输出用Y 表示.正在无噪有益疑讲中，H(X/Y) 0,H(Y/X)0,I(X;Y) H(X). 三、（16分）已知疑源（1）用霍妇曼编码法编成二进制变少码；（6分）（2）估计仄衡码少L ;（4分） （3）估计编码疑息率R ';（2分） （4）估计编码后疑息传输率R ;（2分）（5）估计编码效用η.（2分）s μ.估计：（1）疑息传输速率tR .（5分）五、(16分)一个一阶马我可妇疑源，变化概率为()()()()1121122221|,|,|1,|033P S S P S S P S S P S S ====.(1) 绘出状态变化图.(4分) (2) 估计稳态概率.(4分)(3) 估计马我可妇疑源的极限熵.(4分)(4) 估计稳态下1H ,2H 及其对付应的结余度.(4分)六、设有扰疑讲的传输情况分别如图所示.试供那种疑讲的疑讲容量.七、(16分)设X 、Y 是二个相互独力的二元随机变量，其与0大概1的概率相等.定义另一个二元随机变量Z=XY(普遍乘积).试估计 (1) ()(),;H X H Z (2) ()(),;H XY H XZ (3) ()()|,|;H X Y H Z X (4) ()();,;I X Y I X Z ;八、(10分)设得集无影象疑源的概率空间为120.80.2X x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，通过搞扰疑讲，疑讲输出端的接支标记集为[]12,Y y y =，疑讲传输概率如下图所示.(1) 估计疑源X中事变1x 包罗的自疑息量；(2) 估计疑源X的疑息熵；(3) 估计疑讲疑义度()|H X Y ；(4) 估计噪声熵()|H Y X ；(5) 估计支到消息Y后赢得的仄衡互疑息量.《疑息论前提》2参照问案一、挖空题（共15分，每空1分）1、疑源编码的主要手段是普及灵验性，疑讲编码的主要手段是普及稳当性. 2、疑源的结余度主要去自二个圆里，一是疑源标记间的相闭性，二是疑源标记的统计不匀称性.3、三进制疑源的最小熵为0，最大熵为32log bit/标记.4、无得真疑源编码的仄衡码少最小表里极节制为疑源熵（大概H(S)/logr= H r (S)）.5、当R=C 大概（疑讲结余度为0）时，疑源与疑讲达到匹配.6、根据疑讲个性是可随时间变更，疑讲不妨分为恒参疑讲战随参疑讲.7、根据是可允许得真，疑源编码可分为无得真疑源编码战限得真疑源编码.8、若连绝疑源输出旗号的仄衡功率为2σ，则输出旗号幅度的概率稀度是下斯分集大概正态分集大概()222x f x σ-=时，疑源具备最大熵，其值为值21log 22e πσ.9、正在底下空格中采用挖进数教标记“,,,=≥≤〉”大概“〈”（1）当X 战Y 相互独力时，H （XY ）=H(X)+H(X/Y)=H(Y)+H(X). （2）()()1222H X X H X =≥()()12333H X X X H X =（3）假设疑讲输进用X 表示，疑讲输出用Y 表示.正在无噪有益疑讲中，H(X/Y)> 0, H(Y/X)=0,I(X;Y)<H(X). 三、（16分）已知疑源（1）用霍妇曼编码法编成二进制变少码；（6分）（2）估计仄衡码少L ;（4分） （3）估计编码疑息率R ';（2分） （4）估计编码后疑息传输率R ;（2分）（5）估计编码效用η.（2分） （1）编码截止为： （2）610.420.63 2.6i i i L P ρ===⨯+⨯=∑码元符号（3）bit log r=2.6R L '=符号（4）() 2.53bit0.9732.6H S R L===码元其中，()()bit0.2,0.2,0.2,0.2,0.1,0.1 2.53H S H ==符号（5）()()0.973log H S H S L rLη===评分：其余精确的编码规划：1，央供为坐即码 2，仄衡码少最短s μ.估计： （1）疑息传输速率tR .（5分）（1）()()1t X R H X H Y t ⎡⎤=-⎣⎦ 五、(16分)一个一阶马我可妇疑源，变化概率为()()()()1121122221|,|,|1,|033P S S P S S P S S P S S ====.(1) 绘出状态变化图.(4分) (2) 估计稳态概率.(4分)(3) 估计马我可妇疑源的极限熵.(4分)(4) 估计稳态下1H ,2H 及其对付应的结余度.(4分)解：(1)(2)由公式()()()21|i i j j j P S P S S P S ==∑有()()()()()()()()()()()21112122211122|31|31i i i i i i P S P S S P S P S P S P S P S S P S P S P S P S ==⎧==+⎪⎪⎪==⎨⎪⎪+=⎪⎩∑∑得()()123414P S P S ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ (3)该马我可妇疑源的极限熵为：(4)正在稳态下：对付应的结余度为六、设有扰疑讲的传输情况分别如图所示.试供那种疑讲的疑讲容量. 解：疑讲传输矩阵如下不妨瞅出那是一个对付称疑讲，L=4,那么疑讲容量为七、(16分)设X 、Y 是二个相互独力的二元随机变量，其与0大概1的概率相等.定义另一个二元随机变量Z=XY(普遍乘积).试估计(1) ()(),;H X H Z (2) ()(),;H XY H XZ (3) ()()|,|;H X Y H Z X (4) ()();,;I X Y I X Z ;解：(1)(2) ()()()112H XY H X H Y bit =+=+=对(3)()()|1H X Y H X bit ==(4) ()()()()(),|0I X Y H Y H Y X H Y H Y =-=-= 八、(10分)设得集无影象疑源的概率空间为120.80.2X x x P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，通过搞扰疑讲，疑讲输出端的接支标记集为[]12,Y y y =，疑讲传输概率如下图所示.(6) 估计疑源X中事变1x 包罗的自疑息量；(7) 估计疑源X的疑息熵；(8) 估计疑讲疑义度()|H X Y ；(9) 估计噪声熵()|H Y X ；(10) 估计支到消息Y 后赢得的仄衡互疑息量. 解： (1)()1log0.80.3220.09690.223I x bit hart nat=-===(2) ()()0.8,0.20.7220.50.217H X H bit nat hart ====符号符号符号 (3)变化概率：共同分集：(5)(三)一、采用题（共10分，每小题2分）1、有一得集无影象疑源X ，其概率空间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡125.0125.025.05.04321x x x x P X ，则其无影象二次扩展疑源的熵H(X 2)=( )A 、1.75比特/标记；B 、3.5比特/标记；C 、9比特/标记；D 、18比特/标记.2、疑讲变化矩阵为112132425363(/)(/)000000(/)(/)000000(/)(/)P y x P y x P y x P y x P y x P y x ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦其中(/)j i P y x 二二不相等，则该疑讲为3、A 、一一对付应的无噪疑讲B 、具备并归本能的无噪疑讲C 、对付称疑讲D 、具备扩展本能的无噪疑讲 3、设疑讲容量为C ，下列道法精确的是：（ ）A 、互疑息量一定不大于CB 、接互熵一定不小于C C 、灵验疑息量一定不大于CD 、条件熵一定不大于C 4、正在串通联统中，灵验疑息量的值（ ）A 、趋于变大B 、趋于变小C 、稳定D 、不决定5、若BSC 疑讲的过得率为P ，则其疑讲容量为：（ ） A 、 ()H pB 、()12log 1ppp p -⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎣⎦ C 、 ()1H p - D 、log()P P -二、挖空题（20分，每空2分）1、(7,4)线性分组码中，担当端支到分组R 的位数为____，伴伴式S 大概的值有____种,过得图案e 的少度为，系统死成矩阵G s 为____止的矩阵，系统校验矩阵H s 为____止的矩阵，G s 战H s 谦脚的闭系式是.2、香农编码中,概率为()i P x 的疑源标记x i 对付应的码字C i 的少度K i 应谦脚不等式.3、设有一个疑讲，其疑讲矩阵为0.250.50.250.250.250.50.50.250.25⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，则它是疑讲（挖对付称，准对付称），其疑讲容量是比特/疑讲标记.三、（20分）12()0.50.5X x x P X ⎡⎤⎧⎫=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭，通过一个搞扰疑讲，担当标记集为{}12Y y y =，疑讲变化矩阵为13443144⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦试供（1）H(X),H(Y),H(XY);（7分）(2) H(Y|X),H(X|Y);（5分） (3) I(Y;X).（3分）(4)该疑讲的容量C （3分） （5）当仄衡互疑息量达到疑讲容量时，接支端Y 的熵H （Y ）.（2分）估计截止死存小数面后2位,单位为比特/标记.四、（9分）简述仄衡互疑息量的物理意思，并写出应公式.六、（10分）设有得集无影象疑源，其概率分集如下：对付其举止费诺编码，写出编码历程，供出疑源熵、仄衡码少战编码效用.七、疑讲编码（21分）现有死成矩阵1000111010011000100110001101s G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1.供对付应的系统校验矩阵H s .（2分）2供该码字集中的最小码字距离d 、最大检错本领max l 、最大纠错本领t max .（3分）2.挖写底下的es 表 （8分）4、错译码输出ˆc.（4分） 5. 绘出该码的编码电路 （4分）(四)四、简问题（共20 分，每题10分1.利用公式介绍无条件熵、条件熵、共同熵战仄衡互疑息量之间的闭系.2.简朴介绍哈妇曼编码的步调五、估计题（共40 分）1． 某疑源含有三个消息，概率分别为p (0)=0.2，p (1)=0.3，p (2)=0.5，得真矩阵为421032201D ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦.供D max 、D min 战R (D max ).（10分）2． 设对付称得集疑讲矩阵为1111336611116633P ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，供疑讲容量C .（10分）3． 有一稳态马我可妇疑源，已知变化概率为p (S 1/ S 1)=2/3，p (S 1/ S 2)=1.供：(1) 绘出状态变化图战状态变化概率矩阵.供出各状态的稳态概率. 供出疑源的极限熵. 20分）（五）11’）挖空题年，好国数教家 香农 刊登了题为“通疑的数教表里”的少篇论文，进而建坐了疑息论.(5) 必定事变的自疑息是 0 . (6) 得集稳固无影象疑源X 的N 次扩展疑源的熵等于得集疑源X 的熵的N 倍 .(7) 对付于得集无影象疑源，当疑源熵有最大值时，谦脚条件为__疑源标记等概分集_.(8) 对付于香农编码、费诺编码战霍妇曼编码，编码要领惟一的是 香农编码 .(9) 已知某线性分组码的最小汉明距离为3，那么那组码最多能检测出_2_______个码元过得，最多能纠正___1__个码元过得.(10) 设有一得集无影象稳固疑讲，其疑讲容量为C ，只消待传递的疑息传输率R__小于___C （大于、小于大概者等于），则存留一种编码，当输进序列少度n 脚够大，使译码过得概率任性小.(11) 仄衡过得概率不但是与疑讲自己的统计个性有闭，还与___译码准则____________战___编码要领___有闭 二、（9）推断题(11) 疑息便是一种消息. （）(12) 疑息论钻研的主要问题是正在通疑系统安排中怎么样真止疑息传输、死存战处理的灵验性战稳当性.（）(13) 概率大的事变自疑息量大. （）(14) 互疑息量可正、可背亦可为整. （）(15) 疑源结余度用去衡量疑源的相闭性程度，疑源结余度大证明疑源标记间的依好闭系较小.（ ）(16) 对付于牢固的疑源分集，仄衡互疑息量是疑讲传播概率的下凸函数. （）(17) 非偶同码一定是唯一可译码，唯一可译码纷歧定利害偶同码. （）(18) 疑源变少编码的核心问题是觅找紧致码（大概最好码），霍妇曼编码要领构制的是最好码. （）（9）疑息率得真函数R(D)是闭于仄衡得真度D 的上凸函数. ()五、（18’）.乌黑局里传真图的消息惟有乌色战红色二种，供：1） 乌色出现的概率为0.3，红色出现的概率为0.7.给出那个惟有二个标记的疑源X 的数教模型.假设图上乌黑消息出现前后不闭联，供熵()X H ；3）分别供上述二种疑源的冗余度，比较它们的大小并证明其物理意思. 解：1）疑源模型为（1分）（2分）2）由题意可知该疑源为一阶马我科妇疑源.（2分）由 4分）得极限状态概率（2分）3分）119.02log )(121=-=X H γ（1分）12γγ>.证明：当疑源的标记之间有依好时，疑源输出消息的不决定性减强.而疑源冗余度正是反映疑源标记依好闭系的强强，冗余度越大，依好闭系便越大.（2分）六、（18’）.疑源空间为1234567()0.20.190.180.170.150.10.01X x x x x x x x P X ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦，试分别构制二元香农码战二元霍妇曼码，估计其仄衡码少战编码效用（央供有编码历程）.2）（3分）最大后验概率准则下，有， 八（10）.二元对付称疑讲如图. 1）若()430=p ，()411=p ，供()X H 、()Y X H |战()Y X I ;；2）供该疑讲的疑讲容量. 解：1）共6分2），（3分）此时输进概率分集为等概率分集.（1分） 九、（18）设一线性分组码具备普遍监督矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=110101100110111000H 1）供此分组码n=?,k=?公有几码字？ 2）供此分组码的死成矩阵G. 3）写出此分组码的所有码字.4）若接支到码字（101001），供出伴伴式并给出翻译截止.解：1）n=6,k=3,公有8个码字.（3分）2）设码字()012345C C C C C C C =由TT HC 0=得⎪⎩⎪⎨⎧=⊕⊕⊕=⊕⊕=⊕⊕0000135034012C C C C C C C C C C （3分）令监督位为()012C C C ，则有⎪⎩⎪⎨⎧⊕=⊕=⊕=340451352CC C C C C C C C （3分）死成矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡101100110010011001（2分） 3）所有码字为000000，001101，010011，011110，100110，101011，110101，111000.（4分） 4）由T THR S=得()101=S ，（2分）该码字正在第5位爆收过得，（101001）纠正为（101011），即译码为（101001）（1分）（六）一、观念简问题（每题5分，共40分）1.什么是仄衡自疑息量与仄衡互疑息，比较一下那二个观念的同共？2.简述最大得集熵定理.对付于一个有m 个标记的得集疑源，其最大熵是几？3.阐明疑息传输率、疑讲容量、最好输进分集的观念，证明仄衡互疑息与疑源的概率分集、疑讲的传播概率间分别是什么闭系？4.对付于一个普遍的通疑系统，试给出其系统模型框图，并分离此图，阐明数据处理定理.5.写出香农公式，并证明其物理意思.当疑讲戴宽为5000Hz，疑噪比为30dB时供疑讲容量.6.阐明无得真变少疑源编码定理.7.阐明有噪疑讲编码定理.8.什么是保真度准则？对付二元疑源，其得真矩阵，供a>0时率得真函数的战？二、概括题（每题10分，共60分）1.乌黑局里传真图的消息惟有乌色战红色二种，供：1）乌色出现的概率为0.3，红色出现的概率为0.7.给出那个惟有二个标记的疑源X的数教模型.假设图上乌黑消息出现前后不闭联，供熵；2）假设乌黑消息出现前后有闭联，其依好闭系为：，，，，供其熵；2.二元对付称疑讲如图.；1）若，，供战；2）供该疑讲的疑讲容量战最好输进分集.，试分别构制二元战三元霍妇曼码，估计其仄衡码少战编码效用.5.已知一（8，5）线性分组码的死成矩阵为.供：1）输进为齐00011战10100时该码的码字；2）最小码距.问案一、观念简问题（每题5分，共40分）1.问：仄衡自疑息为表示疑源的仄衡不决定度，也表示仄衡每个疑源消息所提供的疑息量.仄衡互疑息表示从Y赢得的闭于每个X的仄衡疑息量，也表示收X前后Y的仄衡不决定性缩小的量，还表示通疑前后所有系统不决定性缩小的量.2.问：最大得集熵定理为：得集无影象疑源，等概率分集时熵最大.最大熵值为.仄衡互疑息是疑源概率分集的∩型凸函数，是疑讲传播概率的U型凸函数.5.问：香农公式为，它是下斯加性黑噪声疑讲正在单位时间内的疑讲容量，其值与决于疑噪比战戴宽.由得，则6.问：只消，当N脚够万古，一定存留一种无得真编码.7.问：当R＜C时，只消码少脚够少，一定能找到一种编码要领战译码准则，使译码过得概率无贫小.8.问：1）保真度准则为：仄衡得真度不大于允许的得真度.仄衡码少，编码效用2）果为得真矩阵中每止皆有一个0，所以有，而.二、概括题（每题10分，共60分）1.问：1）疑源模型为2）由得则2.问：1）2），最好输进概率分集为等概率分集.3.问：1）二元码的码字依序为：10，11，010，011，1010，1011，1000，1001.仄衡码少，编码效用2）三元码的码字依序为：1，00，02，20，21，22，010，011.。

（一）一、判断题共 10 小题，满分 20 分.1. 当随机变量X 和Y 相互独立时，条件熵)|(Y X H 等于信源熵)(X H . （ ）2. 由于构成同一空间的基底不是唯一的，所以不同的基底或生成矩阵有可能生成同一码集.（ ） 3.一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多. （ ）4. 只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信.（ ） 5. 各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. （ ） 6. 连续信源和离散信源的熵都具有非负性.（ ）7. 信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确 定性就越小，获得的信息量就越小. 8. 汉明码是一种线性分组码. （ ） 9. 率失真函数的最小值是0.（ ）10.必然事件和不可能事件的自信息量都是0.（ ）二、填空题共 6 小题，满分 20 分.1、码的检、纠错能力取决于 .2、信源编码的目的是 ；信道编码的目的是 .3、把信息组原封不动地搬到码字前k 位的),(k n 码就叫做 .4、香农信息论中的三大极限定理是 、 、 . 5、设信道的输入与输出随机序列分别为X 和Y ，则),(),(Y X NI Y X I N N =成立的条件 .6、对于香农-费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是 .7、某二元信源01()1/21/2X P X ⎡⎤⎧⎫=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭，其失真矩阵00a D a ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，则该信源的max D = . 三、本题共 4 小题，满分 50 分.1、某信源发送端有2种符号i x )2,1(=i ,a x p =)(1；接收端有3种符号iy )3,2,1(=j ，转移概率矩阵为1/21/201/21/41/4P ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. （1） 计算接收端的平均不确定度()H Y ； （2） 计算由于噪声产生的不确定度(|)H Y X ； （3） 计算信道容量以及最佳入口分布. 2、一阶马尔可夫信源的状态转移图如右图所示， 信源X 的符号集为}2,1,0{. （1）求信源平稳后的概率分布； （2）求此信源的熵；（3）近似地认为此信源为无记忆时，符号的概率分布为平稳分布.求近似信源的熵)(X H 并与H ∞进行比较. 4、设二元)4,7(线性分组码的生成矩阵为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000101010011100101100001011G . （1）给出该码的一致校验矩阵，写出所有的陪集首和与之相对应的伴随式；（2）若接收矢量)0001011(=v ，试计算出其对应的伴随式S 并按照最小距离译码准则试着对其译码. （二）一、填空题（共15分，每空1分）1、信源编码的主要目的是 ，信道编码的主要目的是 。

信息编码论期末考试试题一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 信息论的奠基人是：A. 爱因斯坦B. 牛顿C. 香农D. 麦克斯韦2. 下列哪个不是编码的基本原则？A. 唯一性B. 可识别性C. 可逆性D. 复杂性3. 熵是衡量信息量的一个指标，它在信息论中的定义是：A. 信息的不确定性B. 信息的确定性C. 信息的有序性D. 信息的无序性4. 在信息编码中，冗余度是指：A. 编码中多余的部分A. 编码中重复的部分C. 编码中必需的部分D. 编码中缺失的部分5. 以下哪个编码方式不是基于概率的？A. 霍夫曼编码B. 香农-费诺编码C. 游程编码D. ASCII编码二、填空题（每题2分，共20分）1. 信息论中的信息量通常用______来衡量。

2. 信息的传输速率是指单位时间内传输的______。

3. 在编码理论中，______编码是一种无损压缩编码。

4. 信息论中的信噪比是指______与______的比例。

5. 编码的目的是减少信息的______，提高信息的传输效率。

三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述信息论中熵的概念及其计算公式。

2. 描述霍夫曼编码的基本原理及其在数据压缩中的应用。

3. 阐述信道容量的概念，并解释如何通过信道编码来逼近信道容量。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 给定一组字符及其出现概率：A(0.4), B(0.25), C(0.15), D(0.1), E(0.1)。

请使用霍夫曼编码为这组字符设计一个最优编码方案，并计算该编码方案的平均码长。

2. 假设一个信道的信噪比为10dB，信道带宽为3000Hz，请计算该信道的最大数据传输速率（香农极限）。

五、论述题（共20分）1. 论述信息编码在现代通信系统中的重要性，并举例说明其在实际应用中的作用。

请考生在规定的时间内完成以上试题，注意保持答题卡的整洁，字迹清晰。

祝您考试顺利！。

（一）一、判断题.1. 当随机变量X 和Y 相互独立时，条件熵)|(Y X H 等于信源熵)(X H . （ ）2. 由于构成同一空间的基底不是唯一的，所以不同的基底或生成矩阵有可能生成同一码集. （ ）3.一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多. （ ）4. 只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信. （ ）5. 各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. （ ）6. 连续信源和离散信源的熵都具有非负性. （ ）7. 信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越小，获得的信息量就越小.8. 汉明码是一种线性分组码. （ ）9. 率失真函数的最小值是0. （ ）10.必然事件和不可能事件的自信息量都是0. （ ）二、填空题1、码的检、纠错能力取决于 .2、信源编码的目的是 ；信道编码的目的是 .3、把信息组原封不动地搬到码字前k 位的),(k n 码就叫做 .4、香农信息论中的三大极限定理是 、 、 .5、设信道的输入与输出随机序列分别为X 和Y ，则),(),(Y X NI Y X I NN =成立的 条件 .6、对于香农-费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是 .7、某二元信源01()1/21/2X P X ⎡⎤⎧⎫=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭，其失真矩阵00a D a ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，则该信源的max D = . 三、计算题.1、某信源发送端有2种符号i x )2,1(=i ,a x p =)(1；接收端有3种符号i y )3,2,1(=j ，转移概率矩阵为1/21/201/21/41/4P ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦. （1） 计算接收端的平均不确定度()H Y ；（2） 计算由于噪声产生的不确定度(|)H Y X ；（3） 计算信道容量以及最佳入口分布.（二）一、填空题1、信源编码的主要目的是 ，信道编码的主要目的是 。

莆田学院期末考试试卷（A）卷2011 — 2012学年第一学期课程名称：信息论与编码适用年级/专业：09/电信（通信）试卷类别开卷（）闭卷（V）学历层次本科考试用时120分钟《考生注意:答案要全部抄到答题纸上,做在试卷上不给分》一'简答题（每小题8分，共32分）1.对于一个一般的通信系统，试给出其系统模型框图，并结合此图，解释数据处理定理。

2.香农信息论研究了哪些内容？试讲述香农第二编码定理。

3.什么是唯一可译码？什么是即时码（前缀码）？构造唯一可译码的充要条件？（10 分）4.什么是信源编码？什么是信道编码？为何要进行这两者编码？二、证明题（每小题6分，共6分）对于任意的事件X、Y,试证明下列不等式成立：H（X|Y）〈=H（X）,并说明等式成立的条件。

三、计算题（第1、5题各16分，第2题12分，第3题10分，第4题8分，共62分）1.（16分）一黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种，即信源X詔黑，白｝。

设黑色出现的概率为P（黑）=0.3,白色的出现概率P（白）=0. 7o求（1）假设图上黑白消息出现前后没有关联，求爛H（X）；（2）假设消息前后有关联，其依赖关系为P（白/白）=0.9, P（黑/白）=0. 1, P （白/黑）=0.2, P （黑/黑）=0.8,求此一阶马尔可夫信源的嫡H2（X）；（3）分别求上述两种信源的剩余度，比较和的大小，并说明其物理意义。

2.（12分）一信源产生概率为P（l）=0. 005, P（0）=0. 995的统计独立二进制数符。

这些数符组成长度为100的数符组。

我们为每一个少于3个“1”的源数符组提供一个二进制码字，所有码字的长度相等。

（1）求出为所规定的所有源符组都提供码字所需的最小码长。

（2）求信源发出一数符组，而编码器无相应码字的概率。

3.（10分）已知一个（6, 3）线性分组码的全部码字为00101L 11001L 010110,101110, 10010L 111000, 01110L 000000。

信息论与编码期末考试测试信息论与编码期末考试测试选择题（10 分，每小题2 分）1、设有一个离散无记忆信源X，其符号数为n,则有（）成立。

A、;B、;C、;D、以上结论都不对。

2、设有一个离散无记忆信道，其信道矩阵为，则信道容量是（）。

; B、；C、；D、。

3、若一离散无记忆信源的符号熵为,对信源符号进行m 元变长编码，一定存在一种无失真编码方法，其码字平均长度满足（）。

A、；B、；C、；D、。

4、设X 是一个离散无记忆信源，、、分别是其2、3、4 次扩展信源。

由变长无失真信源编码定理知，对上述 4 个信源进行二元香农变长编码，则对（）进行编码时，编码效率最高。

A、；B、；C、；D、。

5、关于信息率失真函数，下列说法正确的是（）。

A、函数表示信源X 和允许的失真度D 给定的情况下，需要由信源传送给信宿的最小信息率；2( ) log H X n 2( ) log H X n 2( ) 2log H X n 2 / 1 6 / 1 3 / 13 / 1 2 / 1 6 / 16 / 1 3 / 1 2 / 1P21 1 1log 3 ( , , )2 3 6H 21 1 1log 3 ( , , )3 6 2H 21 1 1log 5 ( , , )2 3 6H 21 1 1log 6 ( , , )3 6 2H ( ) H XK2 2( ) ( )1log logH X H XKm m2 2( ) ( )1log logH X H XKm m2( )1logH XKm2( )logH XKm2X3X4__2X3X4X( ) R D( ) R DB、函数表示信源和允许的失真度D 给定的情况下，需要由信源传送给信宿的最大信息率；C、函数的取值范围是（-∞，0）；D、以上说法都不对。

填空题（20 分，每空2 分）1、线性循环码中，生成多项式的最高项次数为____ ，校验多项式的最高项次数为_____ ，和满足_________ 的关系，若其最小码距，则能检错的位数为，能纠错的位数为。

信息论与编码期末考试题（一）一、判断题. 当随机变量和相互独立时，条件熵等于信源熵. （）由于构成同一空间的基底不是唯一的，所以不同的基底或生成矩阵有可能生成同一码集. （）一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多. （）只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信. （）各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. （）连续信源和离散信源的熵都具有非负性. （）信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越小，获得的信息量就越小. 汉明码是一种线性分组码. （）率失真函数的最小值是. （） 1.必然事件和不可能事件的自信息量都是. （）二、填空题 1、码的检、纠错能力取决于 . 2、信源编码的目的是；信道编码的目的是 . 3、把信息组原封不动地搬到码字前位的码就叫做. 4、香农信息论中的三大极限定理是、、 . 5、设信道的输入与输出随机序列分别为和，则成立的条件 .. 6、对于香农-费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是 . 7、某二元信源，其失真矩阵，则该信源的=.三、计算题. 1、某信源发送端有2种符号,；接收端有3种符号，转移概率矩阵为. （1）计算接收端的平均不确定度；（2）计算由于噪声产生的不确定度；（3）计算信道容量以及最佳入口分布. 2、一阶马尔可夫信源的状态转移图如右图所示，信源的符号集为. （1）求信源平稳后的概率分布；（2）求此信源的熵；（3）近似地认为此信源为无记忆时，符号的概率分布为平稳分布.求近似信源的熵并与进行比较. 3、设码符号为，信源空间为试构造一种三元紧致码. 4、设二元线性分组码的生成矩阵为. （1）给出该码的一致校验矩阵，写出所有的陪集首和与之相对应的伴随式；（2）若接收矢量，试计算出其对应的伴随式并按照最小距离译码准则试着对其译码. （二）一、填空题 1、信源编码的主要目的是，信道编码的主要目的是。

信息论与编码期末试卷题号一二三四五六七八九十十一十二总成绩得分一．选择题（每小题3分，共15分）1）设信源⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡8/18/14/12/14321xxxxPX，则此信源的熵为：比特/符号A） 1.25 B） 1.5 C） 1.75 D） 22）对于离散信道⎥⎦⎤⎢⎣⎡=0.50.50.50.5P，信道容量是比特/符号A） 0 B） 1 C） 2 D） 33）对于三个离散信源⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡6.01.03.0321xxxPX、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡3.04.03.0321yyyPY、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡2.05.03.0321zzzPZ，其中熵最小A） X B） Y C） Z D）无法计算4）信源编码的变长编码中，下面说法不正确的是A）无失真r进制变长码平均码长不得低于信源r进制符号熵B）变长编码时，随着信源序列长度的增大，编码效率会提高C）变长码要求各个码字的长度各不相同D）变长编码的编码效率通常高于定长码5）以下约束条件属于保真度准则的是共 4 页第 1 页共 4 页第 2 页共 4 页第 3 页共 4 页第 4 页练习题一 参考答案一．选择题（每小题3分，共15分） 1）C ） 2）A ） 3）A ） 4）C ） 5）C ）二．三状态马尔科夫（Markov ）信源，其一步状态转移概率矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=p qp qp qP 000， 1)、求出其二步转移概率矩阵2)、计算其稳态时处于各个状态的概率3)、极限熵∞H （15分）解：1）二步转移概率矩阵为P 2P 2=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⨯⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⨯22222220000p pq pq q p pq q p pqpq q p qp q p qp qp q p qP P2）假设稳态时各个状态概率为p(0)，p(1)，p(2)，则 [p(0) p(1) p(2)]= [p(0) p(1) p(2)]P 且p(0)+p(1)+p(2)=1 得到：()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=-=-=pq p p pq pq p pq q p 12111)0(223）极限熵∞H 为稳态时各个状态熵的数学期望三．两个串接的信道转移概率矩阵都为⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=0100001/21/210001000P ，第一个信道的输入符号为X ，4个符号等概率分布，输出符号为Y ，第二个信道的输入符号为Y ，输出符号为Z ，求I （X ；Y ），I （Y ；Z ），I （X ；Z ）其信道容量及信源最佳分布（8分）解：由第一个信道的转移矩阵，以及全概率公式()()()4,3,2,1,/41==∑=j x P x y P y P i i i j j计算得到：()()2/1)(,4/1)(,8/14321====y P y P y P y P)/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H X Y H Y H Y X I =--⨯-=-= )/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H Y Z H Z H Z Y I =--⨯-=-= ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⨯=002/12/1100001000100][/P P P X Z 从而()()())/)(((log log )(2020symbol bit q orH p H q q p p p H i p H i p H i ii =--===∑∑==∞)/(5.1)0,1,0,0(4/1)0,0,,2/1,2/1(4/1)1,0,0,0(4/12)2/1,4/1/,8/1,8/1()/()();(symbol bit H H H H X Z H Z H Z X I =--⨯-=-= 按一般情况下求信道容量C ，⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====00-1-14321ββββ ()()3/13/16/1)(6/1)()/(3log 2432141======∑=x p x p x p x p symbol bit C i j此时：β四．信源概率分布为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡16/116/116/116/18/18/14/14/187654321x x x x x x x x P X ，现采用二进制fano 编码，求各自的码字和编码效率（8分） 解：编码过程如下： 1)2) 由题意)/(75.2)(log )()(81symbol bit x p x p X H i i i =-=∑=而平均码长()75.291==∑=i i i x p l K则编码效率()%1001===Kx H η 五．设信源先验等概⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡5.05.010P X ，接收符号{}21,0，=Y ,失真矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡∞∞=1010D ，求()()max min max min ,,,D R D R D D 和对应的信道矩阵（10分）解：根据题意可知如果信道矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010001P ，则可得到失真值得最小值0m in =D ，此时信道传输的是信源的熵())/(1)()0(min symbol bit X H R D R === 对于最大的允许失真，对应的信道传输的信息为0，此时{}3,21max ,min D D D D =⎥⎦⎤⎢⎣⎡=001001P 时，∞=1D ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010010P 时，∞=2D ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100100P 时，11=D 则，1m ax =D ，()0)1(max ==R D R (bit /symbol ),且⎥⎦⎤⎢⎣⎡=100100P六．二元(n ,k )线性分组码的全部码字：000000，000111，011001，011110，101011，101100，110010，110101，求1）n ,k 各为多少? 2）求该码的生成矩阵G s ？3)此码的校验矩阵H ？（12分） 解：1）n 为码字长度，所以n=6，而码字个数M=8，所以k=logM=log8=3 2）G 为三行6列的矩阵，其行向量线性无关。

一、填空题1.设信源X 包含4个不同离散消息，当且仅当X 中各个消息出现的概率为___Pi=1/4___时，信源熵达到最大值，为__2bit_，此时各个消息的自信息量为____2bit_______。

2.如某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出___3_____个随机错，最多能 纠正___INT(1.5)__个随机错。

3.克劳夫特不等式是唯一可译码___存在___的充要条件。

4.平均互信息量I(X;Y)与信源熵和条件熵之间的关系是_I （X ：Y ）=H （X ）-H （X/Y ）5.__信源__编码的目的是提高通信的有效性，_信道_编码的目的是提高通信的可靠性，__加密__编码的目的是保证通信的安全性。

6.信源编码的目的是提高通信的 有效性 ，信道编码的目的是提高通信的 可靠性 ，加密编码的目的是保证通信的 安全性 。

7.设信源X 包含8个不同离散消息，当且仅当X 中各个消息出现的概率为__1/8_____时，信 源熵达到最大值，为___3bit/符号_________。

8.自信息量表征信源中各个符号的不确定度，信源符号的概率越大，其自信息量越__小____。

9.信源的冗余度来自两个方面，一是信源符号之间的_相关性__，二是信源符号分布的 __不均匀性___。

10.最大后验概率译码指的是 译码器要在已知r 的条件下找到可能性最大的发码Ci 作为移码估值 。

11.常用的检纠错方法有__前向纠错__、反馈重发和混合纠错三种。

二、单项选择题1.下面表达式中正确的是（ A ）。

A.∑=ji j x y p 1)/( B.∑=ii j x y p 1)/(C.∑=jj j i y y x p )(),(ω D.∑=ii j i x q y x p )(),(2.彩色电视显像管的屏幕上有5×105个像元，设每个像元有64种彩色度，每种彩度又有16种不同的亮度层次，如果所有的彩色品种和亮度层次的组合均以等概率出现，并且各个组合之间相互独立。

精品文档（一）一、判断题.. )XH()YX|H(YX等于信源熵1. 当随机变量（和相互独立时，条件熵）.同一码集可生成矩阵有能生成的基底不是唯一的，所以不同的基底或2. 由于构成同一空间（）.（3.一般情况下，用变长编码得到的平均码长比定长编码大得多）. 只要信息传输率大于信道容量，总存在一种信道编译码，可以以所要求的任意小的误差概率实现可靠的通信4.（）. ）（5. 各码字的长度符合克拉夫特不等式，是唯一可译码存在的充分和必要条件. 6. 连续信源和离散信源的熵都具有非负性（）7. 信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确.定性就越小，获得的信息量就越小.8. 汉明码是一种线性分组码（）.09. 率失真函数的最小值是（）.010.必然事件和不可能事件的自信息量都是（）二、填空题.、码的检、纠错能力取决于1.；信道编码的目的是2、信源编码的目的是.),k(n k码就叫做、把信息组原封不动地搬到码字前位的3、、.香农信息论中的三大极限定理是4、NN)Y(X,X,Y)?NI(I成立的YX，则5、设信道的输入与输出随机序列分别为和 ..条件.费诺编码、原始香农-费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是6、对于香农-0a??1X0????D .?D，其失真矩阵某二元信源，则该信源的=7、???????max0a2)1/1/2P(X??????三、计算题.xya?(x)p(j?1,2(i?1,2),3)，种符符端信1、某源发送有2种号号转移概率矩,阵为3接；收端有1ii1/21/20??.P???1/21/41/4??H(Y)；1）计算接收端的平均不确定度（H(Y|X)；2（）计算由于噪声产生的不确定度.计算信道容量以及最佳入口分布（3）（二）一、填空题精品文档．精品文档1、信源编码的主要目的是，信道编码的主要目的是。

2、信源的剩余度主要来自两个方面，一是，二是。

3、三进制信源的最小熵为，最大熵为。

填空1.人们研究信息论的目的是为了 高效、可靠、安全 地交换和利用各种各样的信息。

2.信息的 可度量性 是建立信息论的基础。

3.统计度量 是信息度量最常用的方法。

4.熵 是香农信息论最基本最重要的概念。

5.事物的不确定度是用时间统计发生 概率的对数 来描述的。

6.单符号离散信源一般用随机变量描述，而多符号离散信源一般用 随机矢量 描述。

7.一个随机事件发生某一结果后所带来的信息量称为自信息量，定义为 其发生概率对数的负值 。

8.自信息量的单位一般有 比特、奈特和哈特 。

9.必然事件的自信息是 0 。

10.不可能事件的自信息量是 ∞ 。

11.两个相互独立的随机变量的联合自信息量等于 两个自信息量之和 。

12.数据处理定理：当消息经过多级处理后，随着处理器数目的增多，输入消息与输出消息之间的平均互信息量 趋于变小 。

13. 离散平稳无记忆信源X 的N 次扩展信源的熵等于离散信源X 的熵的 N 倍 。

14. 离散平稳有记忆信源的极限熵，=∞H )/(lim 121-∞→N N N X X X X H 。

15. 对于n 元m 阶马尔可夫信源，其状态空间共有 n m 个不同的状态。

16. 一维连续随即变量X 在[a ，b]区间内均匀分布时，其信源熵为 log 2（b-a ） 。

17.平均功率为P 的高斯分布的连续信源，其信源熵，H c （X ）=eP π2log 212。

18.对于限峰值功率的N 维连续信源，当概率密度 均匀分布 时连续信源熵具有最大值。

19.对于限平均功率的一维连续信源，当概率密度 高斯分布 时，信源熵有最大值。

20.若一离散无记忆信源的信源熵H （X ）等于2.5，对信源进行等长的无失真二进制编码，则编码长度至少为 3 。

21.若把掷骰子的结果作为一离散信源，则其信源熵为 log 26 。

22.同时掷两个正常的骰子，各面呈现的概率都为1/6，则“3和5同时出现”这件事的自信息量是 log 218（1+2 log 23）。

信息论与编码期末复习试题含参考答案在无失真的信源中，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。

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。

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；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E b /N 0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。

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 。

已知n ＝7的循环码，则信息位长度k 为 3 ，校验多项式h(x)= 。

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D min ＝ 0 ，R (D min )＝ 1bit/symbol ，相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x )]＝；D max ＝ 0.5 ，R (D max )＝ 0 ，相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x )]＝。

已知用户A 的RSA 公开密钥(e,n )=(3,55)，,则 log(1)C W SNR =+42()1g x x x x =+++31x x ++1001⎡⎤⎢⎥⎣⎦1010⎡⎤⎢⎥⎣⎦5,11p q ==()φn =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、判断题可以用克劳夫特不等式作为唯一可译码存在的判据。

（√ ） 线性码一定包含全零码。

（√ ）算术编码是一种无失真的分组信源编码，其基本思想是将一定精度数值作为序列的编码，是以另外一种形式实现的最佳统计匹配编码。

信息论与编码期末复习（基本上涵盖了所有考点，有了这份资料，期末绝不会挂科）1填空题1、信息论研究的主要问题是如何提高信息传输系的性和性，对应这两个性能数字通讯系统量化指标分别为和。

2、若给定离散概率空间[X,p(x)]表示的信源，则该信源中的信源消息（事件）x的自信息量可表I(x)= ；该信源平均自信息量（即信源的熵）可表示为H(X)=E[I(x)]= 。

3、在离散联合概率空间[XY,P(xy)] 上随机变量I(xy) 的数学期望H（XY）= ，若集合X与集合Y相互独立，则H（XY）= 。

4、若给定离散联合概率空间[XY,P(xy)]，则x与y之间的互信息量I(x;y)= ；平均互信息量可用熵和条件熵表示即I(X;Y)= = ，其中条件熵H(X|Y)通常称为熵，条件熵H(Y|X) 称为____________熵；若集合X与集合Y相互独立，则H(X|Y) = ，H(Y|X) = ，平均互信息量I(X;Y)= 。

5、离散信源的冗余度是R表示信源消息的可压缩____________，设信源符号集的最大熵为Ho，实际熵为Ｈ∞，则冗余度Ｒ可表示为______________；信源编码目的就是通过减少或消除信源____________来提高信息传输效率，因此信源编码亦称__________性编码，而信道编码则称__________性编码。

6、对于连续随机变量，在峰值功率受限于P m的条件下，取得最大相对熵的最佳概率密度函数是一个恒值即W opt(x)=_________,称W(x)为__________分布，这时最大相对熵H cmax=__________。

7、对于平均功率受限，均值不为零的一维连续随机变量的方差为定值时，其取得最大相熵的最佳概率密度函数为正态分布，即Wopt(x)= _________ ，最大相对熵H cmax=__________。

8、假设任一随机变量X与一正态分布随机变量具有相同的相对熵Ｈｃ，则其等效正态分布的随机变量Ｘ的熵功率为Ｐ＝；可以用信号平均功率和熵功率的相对差值_________来表示连续信源的冗余度。