信息论与编码考试题(附答案版)
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1、有一个二元对称信道,其信道矩阵如下图所示。
设该信道以1500个二元符号/秒的速度传输输入符号。
现有一消息序列共有14000个二元符号,并设在这消息中P(0)=P(1)=1/2。
问从信息传输的角度来考虑,10秒钟内能否将这消息序列无失真地传送完?解答:消息是一个二元序列,且为等概率分布,即P(0)=P(1)=1/2,故信源的熵为H(X)=1(bit/symbol)。
则该消息序列含有的信息量=14000(bit/symbol)。
下面计算该二元对称信道能传输的最大的信息传输速率: 信道传递矩阵为:信道容量(最大信息传输率)为:C=1-H(P)=1-H(0.98)≈0.8586bit/symbol得最大信息传输速率为:Rt ≈1500符号/秒× 0.8586比特/符号 ≈1287.9比特/秒 ≈1.288×103比特/秒此信道10秒钟内能无失真传输得最大信息量=10× Rt ≈ 1.288×104比特 可见,此信道10秒内能无失真传输得最大信息量小于这消息序列所含有的信息量,故从信息传输的角度来考虑,不可能在10秒钟内将这消息无失真的传送完。
2、若已知信道输入分布为等概率分布,且有如下两个信道,其转移概率矩阵分别为:试求这两个信道的信道容量,并问这两个信道是否有噪声?1100.980.020.020.98P ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦111122221111222212111122221111222200000000000000000000000000000000P P ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦11222211122222log 4(00)1/()log 42/log 8(000000)2/(),H bit symbol H X bit symbol C C H bit symbol H X C =-===>=-==1解答:(1)由信道1的信道矩阵可知为对称信道故C 有熵损失,有噪声。
信息论与编码习题参考答案 第一章 单符号离散信源1.1同时掷一对均匀的子,试求:(1)“2和6同时出现”这一事件的自信息量; (2)“两个5同时出现”这一事件的自信息量; (3)两个点数的各种组合的熵; (4)两个点数之和的熵;(5)“两个点数中至少有一个是1”的自信息量。
解:bitP a I N n P bit P a I N n P c c N 17.536log log )(361)2(17.418log log )(362)1(36662221111616==-=∴====-=∴===⨯==样本空间:(3)信源空间:bit x H 32.436log 3662log 3615)(=⨯⨯+⨯⨯=∴ bitx H 71.3636log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∴++ (5) bit P a I N n P 17.11136log log )(3611333==-=∴==1.2如有6行、8列的棋型方格,若有两个质点A 和B ,分别以等概落入任一方格,且它们的坐标分别为(Xa ,Ya ), (Xb ,Yb ),但A ,B 不能同时落入同一方格。
(1) 若仅有质点A ,求A 落入任一方格的平均信息量; (2) 若已知A 已落入,求B 落入的平均信息量; (3) 若A ,B 是可辨认的,求A ,B 落入的平均信息量。
解:bita P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481)(:)1(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率Θbitb P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47log )(log )(471)(:B ,)2(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率是落入任一格的情况下在已知ΘbitAB P AB P AB H AB P AB I AB P AB i i i i i i i 14.11)4748log()(log )()()(log )(471481)()3(47481=⨯=-=-=∴⨯=∑⨯=是同时落入某两格的概率1.3从大量统计资料知道,男性中红绿色盲的发病率为7%,女性发病率为0.5%.如果你问一位男士:“你是否是红绿色盲?”他的回答可能是:“是”,也可能“不是”。
信息论与编码习题参考答案 第一章 单符号离散信源1.1同时掷一对均匀的子,试求:(1)“2和6同时出现”这一事件的自信息量; (2)“两个5同时出现”这一事件的自信息量; (3)两个点数的各种组合的熵; (4)两个点数之和的熵;(5)“两个点数中至少有一个是1”的自信息量。
解:bitP a I N n P bit P a I N n P c c N 17.536log log )(361)2(17.418log log )(362)1(36662221111616==-=∴====-=∴===⨯==样本空间:(3)信源空间:bit x H 32.436log 3662log 3615)(=⨯⨯+⨯⨯=∴ (4)信源空间: bitx H 71.3636log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∴++ (5) bit P a I N n P 17.11136log log )(3611333==-=∴==1.2如有6行、8列的棋型方格,若有两个质点A 和B ,分别以等概落入任一方格,且它们的坐标分别为(Xa ,Ya ), (Xb ,Yb ),但A ,B 不能同时落入同一方格。
(1) 若仅有质点A ,求A 落入任一方格的平均信息量; (2) 若已知A 已落入,求B 落入的平均信息量; (3) 若A ,B 是可辨认的,求A ,B 落入的平均信息量。
解:bita P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481)(:)1(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率bitb P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47log )(log )(471)(:B ,)2(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率是落入任一格的情况下在已知 bitAB P AB P AB H AB P AB I AB P AB i i i i i i i 14.11)4748log()(log )()()(log )(471481)()3(47481=⨯=-=-=∴⨯=∑⨯=是同时落入某两格的概率1.3从大量统计资料知道,男性中红绿色盲的发病率为7%,女性发病率为0.5%.如果你问一位男士:“你是否是红绿色盲?”他的回答可能是:“是”,也可能“不是”。
信息论与编码习题参考答案 第一章 单符号离散信源1.1同时掷一对均匀的子,试求:(1)“2和6同时出现”这一事件的自信息量; (2)“两个5同时出现”这一事件的自信息量; (3)两个点数的各种组合的熵; (4)两个点数之和的熵;(5)“两个点数中至少有一个是1”的自信息量。
解:bitP a I N n P bit P a I N n P c c N 17.536log log )(361)2(17.418log log )(362)1(36662221111616==-=∴====-=∴===⨯==样本空间:(3)信源空间:bit x H 32.436log 3662log 3615)(=⨯⨯+⨯⨯=∴ bitx H 71.3636log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∴++ (5) bit P a I N n P 17.11136log log )(3611333==-=∴==1.2如有6行、8列的棋型方格,若有两个质点A 和B ,分别以等概落入任一方格,且它们的坐标分别为(Xa ,Ya ), (Xb ,Yb ),但A ,B 不能同时落入同一方格。
(1) 若仅有质点A ,求A 落入任一方格的平均信息量; (2) 若已知A 已落入,求B 落入的平均信息量; (3) 若A ,B 是可辨认的,求A ,B 落入的平均信息量。
解:bita P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481)(:)1(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率Θbitb P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47log )(log )(471)(:B ,)2(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率是落入任一格的情况下在已知ΘbitAB P AB P AB H AB P AB I AB P AB i i i i i i i 14.11)4748log()(log )()()(log )(471481)()3(47481=⨯=-=-=∴⨯=∑⨯=是同时落入某两格的概率1.3从大量统计资料知道,男性中红绿色盲的发病率为7%,女性发病率为0.5%.如果你问一位男士:“你是否是红绿色盲?”他的回答可能是:“是”,也可能“不是”。
信息论与编码习题参考答案 第一章 单符号离散信源1.1同时掷一对均匀的子,试求:(1)“2和6同时出现”这一事件的自信息量; (2)“两个5同时出现”这一事件的自信息量; (3)两个点数的各种组合的熵; (4)两个点数之和的熵;(5)“两个点数中至少有一个是1”的自信息量。
解:bitP a I N n P bit P a I N n P c c N 17.536log log )(361)2(17.418log log )(362)1(36662221111616==-=∴====-=∴===⨯==样本空间:(3)信源空间:bit x H 32.436log 3662log 3615)(=⨯⨯+⨯⨯=∴ bitx H 71.3636log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=∴++ (5) bit P a I N n P 17.11136log log )(3611333==-=∴==1.2如有6行、8列的棋型方格,若有两个质点A 和B ,分别以等概落入任一方格内,且它们的坐标分别为(Xa ,Ya ), (Xb ,Yb ),但A ,B 不能同时落入同一方格内。
(1) 若仅有质点A ,求A 落入任一方格的平均信息量; (2) 若已知A 已落入,求B 落入的平均信息量; (3) 若A ,B 是可辨认的,求A ,B 落入的平均信息量。
解:bita P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481)(:)1(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率Θbitb P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47log )(log )(471)(:B ,)2(481i i i i i ==-=∴=-=∴=∑=落入任一格的概率是落入任一格的情况下在已知ΘbitAB P AB P AB H AB P AB I AB P AB i i i i i i i 14.11)4748log()(log )()()(log )(471481)()3(47481=⨯=-=-=∴⨯=∑⨯=是同时落入某两格的概率1.3从大量统计资料知道,男性中红绿色盲的发病率为7%,女性发病率为0.5%.如果你问一位男士:“你是否是红绿色盲?”他的回答可能是:“是”,也可能“不是”。
信 息 论 与 编 码 考题与标准答案第一题 选择题1.信息是( b )a. 是事物运动状态或存在方式的描述b.是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述c.消息、文字、图象d.信号 2.下列表达式哪一个是正确的(e )a. H (X /Y )=H (Y /X )b. )();(0Y H Y X I <≤c.)/()(),(X Y H X H Y X I -=d. )()/(Y H Y X H ≤e. H (XY )=H (X )+H (Y /X )3.离散信源序列长度为L ,其序列熵可以表示为( b )a. )()(1X LH X H =b.c. ∑==Ll lXH X H 1)()(d. )()(X H X H L =4.若代表信源的N 维随机变量的取值被限制在一定的范围之内,则连续信源为( c ),具有最大熵。
a. 指数分布b. 正态分布c. 均匀分布d. 泊松分布 5.对于平均互信息);(Y X I ,下列说法正确的是( b )a. 当)(i x p 一定时,是信道传递概率)(i j x y p 的上凸函数,存在极大值b. 当)(i x p 一定时,是信道传递概率)(i j x y p 的下凸函数,存在极小值c.当)(i j x y p 一定时,是先验概率)(i x p 的上凸函数,存在极小值d.当)(i j x y p 一定时,是先验概率)(i x p 的下凸函数,存在极小值 6.当信道输入呈( c )分布时,强对称离散信道能够传输最大的平均信息量,即达到信道容量 a. 均匀分布 b. 固定分布 c. 等概率分布 d. 正态分布7.当信道为高斯加性连续信道时,可以通过以下哪些方法提高抗干扰性(b d ) a. 减小带宽 b. 增大发射功率 c. 减小发射功率 d.增加带宽第二题 设信源 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡6.04.0)(21x x X p X 通过一干扰信道,接收符号为Y={y 1,y 2},信道传递矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡43416165 求:(1) 信源 X 中事件 x 1 和 x 2 分别含有的自信息量。
一填空题(本题20分,每小题2分)1、平均自信息为表示信源的平均不确定度,也表示平均每个信源消息所提供的信息量。
平均互信息表示从Y获得的关于每个X的平均信息量,也表示发X前后Y的平均不确定性减少的量,还表示通信前后整个系统不确定性减少的量。
2、最大离散熵定理为:离散无记忆信源,等概率分布时熵最大。
3、最大熵值为。
4、通信系统模型如下:5、香农公式为为保证足够大的信道容量,可采用(1)用频带换信噪比;(2)用信噪比换频带。
6、只要,当N足够长时,一定存在一种无失真编码。
7、当R<C时,只要码长足够长,一定能找到一种编码方法和译码规则,使译码错误概率无穷小。
8、在认识论层次上研究信息的时候,必须同时考虑到形式、含义和效用三个方面的因素。
9、1948年,美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。
按照信息的性质,可以把信息分成语法信息、语义信息和语用信息。
按照信息的地位,可以把信息分成客观信息和主观信息。
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。
信息的可度量性是建立信息论的基础。
统计度量是信息度量最常用的方法。
熵是香农信息论最基本最重要的概念。
事物的不确定度是用时间统计发生概率的对数来描述的。
10、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。
11、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 。
12、自信息量的单位一般有 比特、奈特和哈特 。
13、必然事件的自信息是 0 。
14、不可能事件的自信息量是 ∞ 。
15、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 。
16、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 。
17、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 。
18、离散平稳有记忆信源的极限熵,=∞H )/(lim 121-∞→N N N X X X X H 。
信息论与编码试题集与答案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)C W SNR =+;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。
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()1g x x x x =+++,则信息位长度k 为 3 ,校验多项式 h(x)= 31x x ++ 。
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D min = 0 ,R (D min )= 1bit/symbol ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x )]=1001??;D max = 0.5 ,R (D max )= 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),5,11p q ==,则()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。
(√ )3. 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。
一、(11')填空题(1)1948年,美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。
(2)必然事件的自信息是0 。
(3)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。
(4)对于离散无记忆信源,当信源熵有最大值时,满足条件为__信源符号等概分布_。
(5)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 .(6)对于香农编码、费诺编码和霍夫曼编码,编码方法惟一的是香农编码. (7)已知某线性分组码的最小汉明距离为3,那么这组码最多能检测出_2_______个码元错误,最多能纠正___1__个码元错误。
(8)设有一离散无记忆平稳信道,其信道容量为C,只要待传送的信息传输率R__小于___C(大于、小于或者等于),则存在一种编码,当输入序列长度n足够大,使译码错误概率任意小. (9)平均错误概率不仅与信道本身的统计特性有关,还与___译码规则____________和___编码方法___有关三、(5')居住在某地区的女孩中有25%是大学生,在女大学生中有75%是身高1.6米以上的,而女孩中身高1。
6米以上的占总数的一半。
假如我们得知“身高1.6米以上的某女孩是大学生”的消息,问获得多少信息量?解:设A表示“大学生”这一事件,B表示“身高1.60以上”这一事件,则P(A)=0。
25 p(B)=0.5 p(B|A)=0.75 (2分)故 p(A|B)=p(AB)/p(B)=p(A)p(B|A)/p(B)=0。
75*0。
25/0。
5=0。
375 (2分)I(A|B)=—log0.375=1。
42bit (1分)四、(5')证明:平均互信息量同信息熵之间满足I(X;Y)=H(X)+H(Y)—H(XY)证明:(2分)同理(1分)则因为(1分)故即(1分)五、(18’)。
黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种,求:1)黑色出现的概率为0。
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)C W SNR =+;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。
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()1g x x x x =+++,则信息位长度k 为 3 ,校验多项式 h(x)= 31x x ++ 。
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D min = 0 ,R (D min )= 1bit/symbol ,相应的编码器转移概率矩阵[p(y/x )]=1001⎡⎤⎢⎥⎣⎦;D max = 0.5 ,R (D max )= 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),5,11p q ==,则()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。
(√ )3. 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。
1.按发出符号之间的关系来分,信源可以分为(有记忆信源)和(无记忆信源)
2.连续信源的熵是(无穷大),不再具有熵的物理含义。
3.对于有记忆离散序列信源,需引入(条件熵)描述信源发出的符号序列内各个符号之间的统计关联特性
3.连续信源X,平均功率被限定为P时,符合(正态)分布才具有最大熵,最大熵是(1/2ln (2πⅇσ2))。
4.数据处理过程中信息具有(不增性)。
5.信源冗余度产生的原因包括(信源符号之间的相关性)和(信源符号分布的不均匀性)。
6.单符号连续信道的信道容量取决于(信噪比)。
7.香农信息极限的含义是(当带宽不受限制时,传送1bit信息,信噪比最低只需-1.6ch3)。
8.对于无失真信源编码,平均码长越小,说明压缩效率(越高)。
9.对于限失真信源编码,保证D的前提下,尽量减少(R(D))。
10.立即码指的是(接收端收到一个完整的码字后可立即译码)。
11.算术编码是(非)分组码。
12.游程编码是(无)失真信源编码。
13.线性分组码的(校验矩阵)就是该码空间的对偶空间的生成矩阵。
14.若(n,k)线性分组码为MDC码,那么它的最小码距为(n-k+1)。
15.完备码的特点是(围绕2k个码字、汉明矩d=[(d min-1)/2]的球都是不相交的每一个接受吗字都落在这些球中之一,因此接收码离发码的距离至多为t,这时所有重量≤t的差错图案都能用最佳译码器得到纠正,而所有重量≤t+1的差错图案都不能纠正)。
16.卷积码的自由距离决定了其(检错和纠错能力)。
(对)1、信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。
(对)2、信息就是信息,既不是物质也不是能量。
(错)3、马尔可夫信源是离散无记忆信源。
(错)4、不可约的马尔可夫链一定是遍历的。
(对)5、单符号连续信源的绝对熵为无穷大。
(错)6、序列信源的极限熵是这样定义的:H(X)=H(XL|X1,X2,…,XL-1)。
(对)7、平均互信息量I(X;Y)是接收端所获取的关于发送端信源X的信息量。
(对)8、信源X,经过处理后,输出为Y,H(Y)小于H(X),说明信息不增。
(对)9、如果一个消息包含的符号比表达这个消息所需要的符号多,那么该消息存在冗余度。
(错)10、有噪无损离散信道的输入为X,输出为Y,那么其信道容量C=maxH(Y)。
(错)11、非高斯噪声信道的信道容量比高斯噪声信道的信道容量小。
(对)12、信息率失真函数具有单调递减性。
(错)13、异前缀码不能及时可译。
(对)14、用码树构造的一定是及时码。
(对)15、香农编码压缩了符号相关造成的冗余。
(对)16、有失真信源编码指的是保真度准则下的信源编码。
(对)17、变长无失真信源编码比定长编码的编码效率高。
(错)18、香农编码是最佳编码。
(对)19、卷积、交织都可以达到差错随机化的目的。
(错)20、卷积码的序列距离决定了其检错和纠错能力。
信息、消息、信号的定义是什么?三者的关系是什么?
答:定义:信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。
消息是指包含信息的语言、文字和图像。
信号是消息的物理体现。
三者的关系:消息包含信息,是信息的载体,但不是物理性的。
信号是信息的载体,是物理性的。
●什么样的马尔可夫链是遍历的?
答:有限状态的,具有不可约束性,具有非周期性
●简述离散信源的最大熵定理。
答:离散无记忆信源输出M个不同的信息符号,当且仅当各个符号出现概率相等时,熵最大。
●简述信息率失真函数的物理意义。
答:对于给定信源,在平均失真不超过失真限度D的条件下,信息率容许压缩的最小值为R(D)。
●叙述变长信源编码定理。
答:在变长编码中,码长K是变化的,可根据信源各个符号的统计特性,对概率大的符号用短码,而对概率小的符号可用较长的码,这样大量信源符号编成码后,平均每个信源符号所需的输出符号数就可以降低,从而提高编码效率。
●惟一可译码存在的充要条件是什么?
答:
●什么是差错图样?有哪些差错图样类型?
答:收、发码之“差”为差错图样,随机差错,突发差错。
●什么是本原多项式?
答:二元域m次本原多项式是一个m次即约多项式,能被它整除的最简首一多项式x n+1的次数满足条件n≥2m-1
●对于信道编码,有哪两种译码算法?简述之。
答:最优译码:在已知r的条件下找出可能性最大的发码作为译码估值。
最大似然译码:在已知r的条件下使先验概率最大的译码算法。
●为什么说BSC信道的最小距离译码就是最大似然译码?
答:当逐位比较发码的收码时,仅存在两种可能性:相同或不同。
如果r中有d个码元,并与c i的码元不同,则r与c i的汉明距离是d。
d越大,似然函数P(r|c i)越小。
●什么是完备码?举出两种完备码的例子。
答:把满足方程
的二元(n,k)线性分组码称为完备码
汉明码、高莱码
●写出卷积码的解析表达式。
说明为什么称之为卷积码?
答:任何时刻i的输出码字可用数学式表示为
上式可视为无限长矩阵序列m i与有限长矩阵G i的卷积运算m i*G i,这就是卷积码名称的来历。
设在一只布袋中装有100个大小相同的乒乓球,(1)若
红色球和白色球各50个,从中随机取出一个球,问猜测其
颜色需要的信息量是多少?(2)若红色球99个,白色球1
个,从中随机取出一个球,猜测其颜色需要的信息量又是
多少?
➢某信道为强对称信道(即均匀信道)输入符号和输出符
号的个数均为m,正确的传输概率为1—ε,错误概率为ε被
对称的均匀分给m—1个输出符号,试写出转移概率矩阵及
其信道容量的表达式。
➢一个平均功率受限的连续信道,其通频带为1MHZ,信道上存在白色高斯噪声。
(1)已知信道上的信号和噪声的平均功率比值为10 ,求该信道的信道容量。
(2)信道上的信号和噪声的平均功率比值降为5,要达到相同的信道容量,信道的通
频带应为多大?
(3)若信道通频带减少为0.5MHZ, 信道上的信号和噪声的平均功率比值应为多大?(4)。
➢设有离散无记忆信源P(X)={0.37,0.25,0.18,0.10,0.07,0.03},
(1)、求该信源的符号熵。
(2)、用哈夫曼编码编成二元变长码,计算其编码效率。
(3)、要求其译码错误小于10采用定长二元码要达到(2)中的哈夫曼编码效率,问需要多少个信源符号连在一起编?
最小距离与检错和纠错能力之间满足如下关系:
1)设码组能检错个数为e,则有
2)设码组能纠错个数为t,则有
3)若码组能检错个数为e,又能纠错t个,则有
对任何纠错编码都适用。
对于分组码(n,k),编码效率定义为信息位在码字中所
占的比重,按下式计算:。