第4章离散信道
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信息论复习提纲第一章绪论1.通信系统模型;2.香浓信息的概念;3.信源、信道、信源编码和信道编码研究的核心问题。
第二章离散信源及信源熵1.离散信息量、联合信息量、条件信息量、互信息量定义;2.信源熵、条件熵、联合熵定义;3.平均互信息量定义、性质、三种表达式及物理意义,与其它熵的关系(不证明);4.最大信源熵定理及证明;5.本章所有讲过的例题;第三章离散信源的信源编码1.信息传输速率、编码效率定义;2.最佳编码定理(即节定理:概率越大,码长越小;概率越小,码长越大)及证明;3.码组为即时码的充要条件;4.单义可译定理(Kraft不等式)及应用;5.费诺编码方法、霍夫曼编码方法应用(二进制,三进制,四进制);6.本章所有讲过的例题;第四章离散信道容量1.利用信道矩阵计算信道容量(离散无噪信道、强对称离散信道、对称离散信道、准对称离散信道);2.本章讲过的例题;第五章连续消息和连续信道1.相对熵的定义;2.均匀分布、高斯分布、指数分布的相对熵及证明;3.峰值功率受限条件下的最大熵定理及证明,平均功率受限条件下的最大熵定理及证明,均值受限条件下的最大熵定理及证明;4.香农公式及意义;5.本章所有讲过的例题;第六章差错控制1.重量、最小重量、汉明距离、最小汉明距离、编码效率的定义;2.最小距离与检错、纠错的关系(即节定理);3.本章所有讲过的例题;第七章线性分组码1.线性分组码定义;2.线性分组码的最小距离与最小重量的关系及证明;3.生成矩阵、一致校验矩阵定义,给出线性方程组求出生成矩阵和一致校验矩阵的标准形式,生成矩阵与一致校验矩阵的关系;4.制作标准阵列并利用标准阵列译码;5.本章所有讲过的例题;第八章循环码1.生成多项式的特点,有关定理(三定理1,定理2,定理3)及证明;2. 生成矩阵、一致校验矩阵定义,如何获得生成矩阵、一致校验矩阵的典型形式;3.本章所有讲过的例题; 习题:1.已知随机变量X 和Y 的联合分布如下:计算:、I(X;Y)。
4.1 设有一离散无记忆信源,其概率空间为⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎥⎦⎤⎢⎣⎡4.06.0)(21x x X P X 它们通过一干扰信道,信道输出端的接收符号集为Y = { y1, y2 },信道转移概率如题图4.1所示。
求:(1) 信源X 中事件x 1和事件x 2分别含有的自信息; (2) 收到消息y j (j=1,2)后,获得的关于x i (i=1,2)的信息量; (3) 信源X 和信宿Y 的信息熵;(4) 信道疑义度H(X/Y)和噪声熵H(Y/X); (5) 接收到信息Y 后获得的平均互信息。
解:信道转移矩阵为:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡414361651)bitx p x I bit x p x I 322.14.0log )(log )( 737.06.0log )(log )(2211=-=-==-=-=2)bity p x y p y x I bity p x y p y x I bity p x y p y x I bity p x y p y x I x y p x p x y p x p y p x y p x p x y p x p y p 322.02.04/3log )()/(log);( 093.08.04/1log )()/(log );( 263.02.06/1log )()/(log );( 059.08.06/5log )()/(log );(2.0414.0616.0)/()()/()()(8.0434.0656.0)/()()/()()(2222212112212211111122212122121111===-===-=======⨯+⨯=+==⨯+⨯=+=3)bity p y p Y H bitx p x p X H jj j ii i 722.0)2.0log 2.08.0log 8.0()(log )()( 971.0)4.0log 4.06.0log 6.0()(log )()(=+-=-==+-=-=∑∑4)∑∑-=iji j i j i x y p x y p x p X Y H )/(log )/()()/(5/61/4 3/4 1/6 1x2x 2y1y 题图 4.1bitY H X Y H X H Y X H Y X H Y H X Y H X H bit964.0722.0715.0971.0 )()/()()/()/()()/()( 715.0 43log 434.041log 414.061log 616.065log 656.0 =-+=-+=∴+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯+⨯-=5)bit Y X H X H Y X I 0075.0964.0971.0)/()();(=-=-=4.2 设有扰离散信道的输入端是以等概率出现的A, B, C, D 四个字母。