信息论与编码复习题1(1)

信息论与编码复习题1(1)
信息论与编码复习题1(1)

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.

∑=j i j x y p 1)/( B.∑=i i j x y p 1)/( C.∑=j j j i

y y x p )(),(ω D.∑=i

i 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。每秒传送25帧图像所需要的信道容量( C )。

A. 50?106

B. 75?106

C. 125?106

D. 250?106

3.已知某无记忆三符号信源a,b,c 等概分布,接收端为二符号集,其失真矩阵为d=????

??????1 21 12 1,则信源的最大平均失真度max D 为( D )。

A. 1/3

B. 2/3

C. 3/3

D. 4/3

4.线性分组码不具有的性质是( C )。

A.任意多个码字的线性组合仍是码字

B.最小汉明距离等于最小非0重量

C.最小汉明距离为3

D.任一码字和其校验矩阵的乘积c m H T =0

5.率失真函数的下限为( B )。

A .H(U) B.0 C.I(U; V) D.没有下限

6.纠错编码中,下列哪种措施不能减小差错概率( D )。

A. 增大信道容量

B. 增大码长

C. 减小码率

D. 减小带宽

7.一珍珠养殖场收获240颗外观及重量完全相同的特大珍珠,但不幸被人用外观相同但重量

仅有微小差异的假珠换掉1颗。一人随手取出3颗,经测量恰好找出了假珠,不巧假珠又滑

落进去,那人找了许久却未找到,但另一人说他用天平最多6次能找出,结果确是如此,这

一事件给出的信息量( A )。

A. 0bit

B. log6bit

C. 6bit

D. log240bit

8.下列陈述中,不正确的是( D )。

A.离散无记忆信道中,H (Y )是输入概率向量的凸函数

B.满足格拉夫特不等式的码字为惟一可译码 (码字长度)

C.一般地说,线性码的最小距离越大,意味着任意码字间的差别越大,则码的检错、

纠错能力越强

D.满足格拉夫特不等式的信源是惟一可译码

9.一个随即变量x 的概率密度函数P(x)= x /2,V 20≤≤x ,则信源的相对熵为( )。

A . 0.5bit B. 0.72bit C. 1bit D. 1.44bit

10.下列离散信源,熵最大的是( D )。

A. H (1/3,1/3,1/3);

B. H (1/2,1/2);

C. H (0.9,0.1);

D. H (1/2,1/4,1/8,1/8)

11.下列不属于消息的是( B )。

A.文字

B.信号

C.图像

D.语言

12.为提高通信系统传输消息有效性,信源编码采用的方法是( B )。

A.压缩信源的冗余度

B.在信息比特中适当加入冗余比特

C.研究码的生成矩阵

D.对多组信息进行交织处理

13.最大似然译码等价于最大后验概率译码的条件是( D )。

A.离散无记忆信道

B.无错编码

C.无扰信道

D.消息先验等概

14.下列说法正确的是(C )。

A.等重码是线性码

B.码的生成矩阵唯一

C.码的最小汉明距离等于码的最小非0重量

D.线性分组码中包含一个全0码字

15.二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事

件,u0:一个0发出 u1:一个1发出 v0 :一个0收到 v1:一个1收到

则已知收到的符号,被告知发出的符号能得到的信息量是( A )。

A. H(U/V)

B. H(V/U)

C. H(U,V)

D. H(UV)

16. 同时扔两个正常的骰子,即各面呈现的概率都是1/6,若点数之和为12,则得到的自信

息为( B )。

A. -log36bit

B. log36bit

C. -log (11/36)bit

D. log (11/36)bit

17.下列组合中不属于即时码的是( C )。

A. { 0,01,011}

B. {0,10,110}

C. {00,10,11}

D. {1,01,00}

18.已知某(6,3)线性分组码的生成矩阵????

??????=011101110001111010G ,则不用计算就可判断出下列码中不是该码集里的码是( )。

A. 000000

B. 110001

C. 011101

D. 111111

19.一个随即变量x 的概率密度函数P(x)= x /2,V 20≤≤x ,则信源的相对熵为( )。

A. 0.5bit/符号

B. 0.72bit/符号

C. 1bit/符号

D. 1.44bit/符号

20.设有一个无记忆信源发出符号A 和B ,已知4341

)(,)(=

=B p A p ,发出二重符号序列消

息的信源,无记忆信源熵)(2X H 为( )。 A.0.81bit/二重符号 B.1.62bit/二重符号 C.0.93 bit/二重符号 D .1.86 bit/二重符号

三、判断题

1.确定性信源的熵H(0,0,0,1)=1。 ( 错 )

2.信源X 的概率分布为P(X)={1/2, 1/3, 1/6},对其进行哈夫曼编码得到的码是唯一的。

( 错 )

3.离散无记忆序列信源中平均每个符号的符号熵等于单个符号信源的符号熵。 ( 对 )

4.非奇异的定长码一定是唯一可译码。 ( 错 )

5.信息率失真函数R(D)是在平均失真不超过给定失真限度D 的条件下,信息率容许压缩的最

小值。 ( 对 )

6.信源X 的概率分布为P(X)={1/2, 1/3, 1/6},信源Y 的概率分布为P(Y)={1/3,1/2,1/6},则

信源X 和Y 的熵相等。 ( 错 )

7.互信息量I(X;Y)表示收到Y 后仍对信源X 的不确定度。 ( 错 )

8.对信源符号X={a 1,a 2,a 3,a 4}进行二元信源编码,4个信源符号对应码字的码长分别为K 1=1,

K 2=2,K 3=3,K 3=3,满足这种码长组合的码一定是唯一可译码。 ( 对 )

9.DMC 信道转移概率矩阵为??

????=3/16/13/16/16/13/16/13/1P ,则此信道在其输入端的信源分布为P(X)={1/2,1/2}时传输的信息量达到最大值。 ( 错 )

10.设C = {000000, 001011, 010110, 011101, 100111, 101100, 110001, 111010}是一个二元线性

分组码,则该码最多能检测出3个随机错误。 ( )

四、名词解释

1.极限熵:

2.信道容量:

3.平均自信息量:平均自信心量,即平均每个符号所能提供的信息量。它只与信源各符号出

现的概率有关,可以用来表征信源输出信息的总体特征。它是信源中各个符号自信息量的数学期望

E(I(X))= ∑P(Xi)I(Xi)

五、计算题

1.设离散无记忆信源

12340123()3/81/41/41/8X a a a a P x ====????=????????

其发生的消息为(202120130213001203210110321010020320011223210),

(1)根据“离散无记忆信源发出的消息序列的自信息等于消息中各个符号的自信息之 和”,求此消息的自信息量;

(2)在此消息中平均每个符号携带的信息量是多少?

2.已知一个二元信源连接一个二元信道,如图所示。其中,?

??

?????=??????212

121

x x P X 。 试求:I(X,Y),H(X,Y),H(X/Y),和H(Y/X)。

3.设输入信号的概率分布为P=(1/2,1/2),失真矩阵为??

??

??=0210d 。试求D min ,D max ,R(D min ),R(D max )。

4.信源X 共有6个符号消息,其概率分布为)(X P ={0.37,0.25,0.18,0.10,0.07,0.03}。

(1)对这6个符号进行二进制哈夫曼编码(给出编码过程),写出相应码字,并求出平均码长和编码效率。

(2)哈夫曼编码的结果是否唯一?如果不唯一,请给出原因。

5.二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事件。

x 0:一个0发出;x 1:一个1发出

y 0:一个0收到;y 1:一个1收到

给定下列概率:p(x 0)=1/2,p(y 0/x 0)=3/4,p(y 0/x 1)=1/2。

(1)求信源的熵H(X);

(2)已知发出的符号,求收到符号后得到的信息量H(Y/X);

(3)已知发出和收到的符号,求能得到的信息量H(X,Y)。

6.设DMC 信道的传输情况如下图所示。

(1)试写出该信道的转移概率矩阵;

(2)求该信道的信道容量。

7.设输入信号的概率分布为P=(1/2,1/2),失真矩阵为??

????=4/14/10110d 。试求min D ,max D ,min)(D R ,max)(D R 。

8.设有离散无记忆信源X 共有5个符号消息,其概率分布为()P X ={0.4,0.2,0.2,0.1,0.1}。

(1)对这5个符号进行二进制哈夫曼编码(给出编码过程),写出相应码字,并求出平均码长和编码效率;

(2)哈夫曼编码的结果是否唯一?如果不唯一,请给出原因。

信息论与编码复习题目

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;

信息论与编码实验

实验五霍夫曼编码 一、实验目的 1、熟悉Matlab 工作环境及工具箱; 2、掌握霍夫曼编码的基本步骤; 3、利用MATLAB实现霍夫曼编码。 二、实验内容 (1)熟悉理解Huffman编码的过程 (2)将给定的数据进行Huffman编码 知识要点: 1、霍夫曼编码的基本原理。参照教材及参考书。 2、二进制霍夫曼编码方法。 1. 基本原理: 变长编码 不要求所有码字长度相同,对不同概率的信源符号或序列,可赋予不同长度的码字。变长编码力求平均码长最小,此时编码效率最高,信源的冗余得到最大程度的压缩。 1)几种常用变长编码方法: 霍夫曼编码 费若编码 香农编码。 2)霍夫曼编码: 二进制霍夫曼编码 r进制霍夫曼编码 符号序列的霍夫曼编码。 3)二进制霍夫曼编码的编码过程: 将信源中n个符号按概率分布的大小,以递减次序排列起来; 用0和1码分别分配给概率最小的两个信源符号,并将这两个概率最小的信源符号合并成一个新符号,并用这两个最小概率之和作为新符号的概率,从而得到只包含n-1个符号的新信源,称为其缩减信源; 把缩减信源的符号仍按概率大小以递减次序排列,再将最后两个概率最小的符号合并

成一个新符号,并分别用0和1码表示,这样又形成一个新缩减信源; 依次继续下去,直到缩减信源最后只剩两个符号为止。再将最后两个新符号分别用0和1 码符号表示。最后这两个符号的概率之和为1,然后从最后一级缩减信源开始,依编码路径右后向前返回,就得到各信源符号所对应得码符号序列,即对应得码字。 r进制霍夫曼编码 由二进制霍夫曼编码可推广到r进制霍夫曼编码,只是每次求缩减信源时,改求r个最小概率之和,即将r个概率最小符号缩减为一个新符号,直到概率之和为1。但要注意,即缩减过程中可能到最后没有r个符号。为达次目的,可给信源添加几个概率为零的符号。 符号序列的霍夫曼编码 对信源编码除了对信源符号编码以外,也可对信源符号序列编码,一般来说,对序列编码比对单个符号更为有效。 2 数据结构与算法描述 1)变量及函数的定义 3 实验数据与实验结果(可用文字描述或贴图的方式进行说明) 1)测试数据 0.2 0.1 0.3 0.1 0.1 0.2 2)实验结果

信息论与编码试卷与答案

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:

信息论与编码试题集与答案(2014)

一填空题 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,最大熵值为。 3、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。 4、只要,当N 足够长时,一定存在一种无失真编码。 5、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。 6、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。 7.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。 8.信息的 可度量性 是建立信息论的基础。 9.统计度量 是信息度量最常用的方法。 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 。 19、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。 20、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 log2(b-a ) 。

信息论与编码实验报告.

本科生实验报告 实验课程信息论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称通信工程 学生姓名 学生学号 指导教师谢振东 实验地点6C601 实验成绩 二〇一五年十一月二〇一五年十一月

实验一:香农(Shannon )编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布,按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布,通过以下的步骤进行香农编码 1、将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2、确定满足下列不等式的整数码长K i ; 1)(l o g )(l o g 22+-<≤-i i i x p K x p 3、为了编成唯一可译码,计算第i 个消息的累加概率 ∑ -== 1 1 )(i k k i x p p 4、将累加概率P i 变换成二进制数。 5、取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、源程序: #include #include #include #include #include using namespace std; int main() { int N; cout<<"请输入信源符号个数:";cin>>N; cout<<"请输入各符号的概率:"<

int i,j; for(i=0;i

信息论与编码试题-精选.

模拟试题一 一、概念简答题(共10题,每题5分) 1.简述离散信源和连续信源的最大熵定理。 2.什么是平均自信息(信息熵)?什么是平均互信息?比较一下两个概念的异同之处。 3.解释等长信源编码定理和无失真变长信源编码定理,说明对于等长码和变长码,最佳码的每符号平均码长最小为多少?编码效率最高可达多少? 4.解释最小错误概率译码准则,最大似然译码准则和最小距离译码准则,说明三者的关系。 5.设某二元码字C={111000,001011,010110,101110}, ①假设码字等概率分布,计算此码的编码效率? ②采用最小距离译码准则,当接收序列为110110时,应译成什么码字? 6.一平稳二元信源,它在任意时间,不论以前发出过什么符号,都按 发出符号,求

和平均符号熵 7.分别说明信源的概率分布和信道转移概率对平均互信息的影响,说明平均互信息与信道容量的关系。

8.二元无记忆信源,有求:(1)某一信源序列由100个二元符号组成,其中有m个“1”,求其自信息量?(2)求100个符号构成的信源序列的熵。 9.求以下三个信道的信道容量:

,,

10.已知一(3,1,3)卷积码编码器,输入输出关系为:

试给出其编码原理框图。 二、综合题(共5题,每题10分) 1.二元平稳马氏链,已知P(0/0)=0.9,P(1/1)=0.8,求: (1)求该马氏信源的符号熵。 (2)每三个符号合成一个来编二进制Huffman码,试建立新信源的模型,给出编码结果。 (3)求每符号对应的平均码长和编码效率。 2.设有一离散信道,其信道矩阵为,求:(1)最佳概率分布?

信息论与编码试卷及答案(多篇)

一、概念简答题(每题5分,共40分) 1.什么是平均自信息量与平均互信息,比较一下这两个概念的异同? 答: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.简述最大离散熵定理。对于一个有m个符号的离散信源,其最大熵是多少? 答:最大离散熵定理为:离散无记忆信源,等概率分布时熵最大。 最大熵值为。 3.解释信息传输率、信道容量、最佳输入分布的概念,说明平均互信息与信源的概率分布、信道的传递概率间分别是什么关系? 答:信息传输率R指信道中平均每个符号所能传送的信息量。信道容量是一个信道所能达到的最大信息传输率。信息传输率达到信道容量时所对应的输入概率分布称为最佳输入概率分布。 平均互信息是信源概率分布的∩型凸函数,是信道传递概率的U型凸函数。 4.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。 答:通信系统模型如下:

数据处理定理为:串联信道的输入输出X、Y、Z组成一个马尔可夫链,且有, 。说明经数据处理后,一般只会增加信息的损失。 5.写出香农公式,并说明其物理意义。当信道带宽为5000Hz,信噪比为30dB时求信道容量。 .答:香农公式为,它是高斯加性白噪声信道在单位时间内的信道容量,其值取决于信噪比和带宽。 由得,则 6.解释无失真变长信源编码定理。 .答:只要,当N足够长时,一定存在一种无失真编码。 7.解释有噪信道编码定理。 答: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。 8.什么是保真度准则?对二元信源,其失真矩阵,求a>0时率失真函数的和? 答:1)保真度准则为:平均失真度不大于允许的失真度。 2)因为失真矩阵中每行都有一个0,所以有,而。 二、综合题(每题10分,共60分) 1.黑白气象传真图的消息只有黑色和白色两种,求:

信息论与编码考试试题

3、(12分)已知(7,3)分组码的生成矩阵为 100111001001111010011G ?? ??=?? ???? (1)、写出所有许用码组,并求出监督矩阵。 (2)、该码的编码效率为多少? (3)、若译码器输入的码组为l010001,请计算其校正子,并指出此接收码组中是否包含错误。 4、(12分)设有信源12 345678()0.40.140.10.10.070.060.050.04X a a a a a a a a P X ????= ??????? (1) 求信源熵)(X H 和信源的冗余度; (2) 完成二进制费诺编码,并计算其平均码长及编码效率。 (3) 完成二进制霍夫曼编码,并计算其平均码长及编码效率。

5、(12分)信源分布1 23911()10 2020x x x X P X ?? ????=?????? ?? ,信道转移概率矩阵51 1682415124681158 24 6P ?? ????? ? =?????????? , 信道输出符号Y = {y 1, y 2, y 3}。 (1) 若信源等概分布,对其按最大后验概率准则译码,并求平均错误概 率。 (2) 若信源等概分布,对其按最大似然准则译码,并求平均错误概率。 6、(18分) 已知(7,3)循环码的生成矩阵为 ?? ??? ?????=100110111011101010001G (1)、试写出该(7,3)循环码的生成多项式g (x )。 (2)、若输入信息码为101,试写出对应的循环码码组。 (3)、若接收到的码组为1010100,试恢复出正确的信息位。 (4)、该码能纠正几位错。

信息论与编码试题集与答案(新)

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4 2 ()1g x x x x =+++,则信息位长度k 为 3 ,校验多项式 h(x)= 3 1x 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。 (×) 4. 某一信源,不管它是否输出符号,只要这些符号具有某些概率特性,就有信息量。 (×) 5. 离散平稳有记忆信源符号序列的平均符号熵随着序列长度L 的增大而增大。 (×) 6. 限平均功率最大熵定理指出对于相关矩阵一定的随机矢量X ,当它是正态分布时具 有最大熵。 (√ ) 7. 循环码的码集中的任何一个码字的循环移位仍是码字。 (√ ) 8. 信道容量是信道中能够传输的最小信息量。 (×) 9. 香农信源编码方法在进行编码时不需要预先计算每个码字的长度。 (×) 10. 在已知收码R 的条件下找出可能性最大的发码i C 作为译码估计值,这种译码方 法叫做最佳译码。 (√ )

信息论与编码实验报告材料

实验报告 课程名称:信息论与编码姓名: 系: 专业: 年级: 学号: 指导教师: 职称: 年月日

目录 实验一信源熵值的计算 (1) 实验二 Huffman信源编码 (5) 实验三 Shannon编码 (9) 实验四信道容量的迭代算法 (12) 实验五率失真函数 (15) 实验六差错控制方法 (20) 实验七汉明编码 (22)

实验一 信源熵值的计算 一、 实验目的 1 进一步熟悉信源熵值的计算 2熟悉 Matlab 编程 二、实验原理 熵(平均自信息)的计算公式 ∑∑=--==q i i i q i i i p p p p x H 1 212log 1 log )( MATLAB 实现:))(log *.(2x x sum HX -=;或者))((log *)(2i x i x h h -= 流程:第一步:打开一个名为“nan311”的TXT 文档,读入一篇英文文章存入一个数组temp ,为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S ,计算该数组中每个字母与空格的出现次数(遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数),每出现一次该字符的计数器+1; 第二步:计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率; 最后,通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值(本程序中单位为奈特nat )。 程序流程图: 三、实验内容 1、写出计算自信息量的Matlab 程序 2、已知:信源符号为英文字母(不区分大小写)和空格。

输入:一篇英文的信源文档。 输出:给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布,以及该信源的熵。 四、实验环境 Microsoft Windows 7 Matlab 6.5 五、编码程序 #include"stdio.h" #include #include #define N 1000 int main(void) { char s[N]; int i,n=0; float num[27]={0}; double result=0,p[27]={0}; FILE *f; char *temp=new char[485]; f=fopen("nan311.txt","r"); while (!feof(f)) { fread(temp,1, 486, f);} fclose(f); s[0]=*temp; for(i=0;i='a'&&s[i]<='z') num[s[i]-97]++; else if(s[i]>='A'&&s[i]<='Z') num[s[i]-65]++; } printf("文档中各个字母出现的频率:\n");

信息论与编码试题集与答案

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,。 19、对于n元m阶马尔可夫信源,其状态空间共有 nm 个不同的状态。 20、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 log2(b-a)。

信息论与编码期中试卷及答案

信息论与编码期中试题答案 一、(10’)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 。 二、(10?)判断题 (1)信息就是一种消息。(? ) (2)信息论研究的主要问题是在通信系统设计中如何实现信息传输、存储和处理的有效性和可靠性。(? ) (3)概率大的事件自信息量大。(? ) (4)互信息量可正、可负亦可为零。(? ) (5)信源剩余度用来衡量信源的相关性程度,信源剩余度大说明信源符号间的依赖关系较小。 (? ) (6)对于固定的信源分布,平均互信息量是信道传递概率的下凸函数。(? ) (7)非奇异码一定是唯一可译码,唯一可译码不一定是非奇异码。(? ) (8)信源变长编码的核心问题是寻找紧致码(或最佳码)。 (? ) (9)信息率失真函数R(D)是关于平均失真度D的上凸函数. ( ? ) 三、(10?)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 (5分) 故p(A|B)=p(AB)/p(B)=p(A)p(B|A)/p(B)=0.75*0.25/0.5=0.375 (4分) I(A|B)=-log0.375=1.42bit (1分)

信息论与编码实验报告

实验一 绘制二进熵函数曲线(2个学时) 一、实验目的: 1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 二、实验要求: 1. 提前预习实验,认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2. 在实验报告中给出二进制熵函数曲线图 三、实验原理: 1. Excel 的图表功能 2. 信源熵的概念及性质 ()()[] ()[]())(1)(1 .log )( .) ( 1log 1log ) (log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤? ?????-===??????∑ 单位为 比特/符号 或 比特/符号序列。 当某一符号xi 的概率p(xi)为零时,p(xi)log p(xi) 在熵公式中无意义,为此规定这时的 p(xi)log p(xi) 也为零。当信源X 中只含有一个符号x 时,必有p(x)=1,此时信源熵H (X )为零。 四、实验内容: 用Excel 和Matlab 软件制作二进熵函数曲线。根据曲线说明信源熵的物理意义。 (一) Excel 具体步骤如下: 1、启动Excel 应用程序。 2、准备一组数据p 。在Excel 的一个工作表的A 列(或其它列)输入一组p ,取步长为0.01,从0至100产生101个p (利用Excel 填充功能)。

3、取定对数底c,在B列计算H(x) ,注意对p=0与p=1两处,在B列对应位置直接输入0。Excel中提供了三种对数函数LN(x),LOG10(x)和LOG(x,c),其中LN(x)是求自然对数,LOG10(x)是求以10为底的对数,LOG(x,c)表示求对数。选用c=2,则应用函数LOG(x,2)。 在单元格B2中输入公式:=-A2*LOG(A2,2)-(1-A2)*LOG(1-A2,2) 双击B2的填充柄,即可完成H(p)的计算。 4、使用Excel的图表向导,图表类型选“XY散点图”,子图表类型选“无数据点平滑散点图”,数据区域用计算出的H(p)数据所在列范围,即$B$1:$B$101。在“系列”中输入X值(即p值)范围,即$A$1:$A$101。在X轴输入标题概率,在Y轴输入标题信源熵。 (二)用matlab软件绘制二源信源熵函数曲线 p = 0.0001:0.0001:0.9999; h = -p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p); plot(p,h) 五、实验结果

信息论与编码(第二版)曹雪虹(最全版本)答案

《信息论与编码(第二版)》曹雪虹答案 第二章 2.1一个马尔可夫信源有3个符号{}1,23,u u u ,转移概率为:()11|1/2p u u =,()21|1/2p u u =, ()31|0p u u =,()12|1/3p u u =,()22|0p u u =,()32|2/3p u u =,()13|1/3p u u =,()23|2/3p u u =,()33|0p u u =,画出状态图并求出各符号稳态概率。 解:状态图如下 状态转移矩阵为: 1/21/2 01/302/31/32/30p ?? ?= ? ??? 设状态u 1,u 2,u 3稳定后的概率分别为W 1,W 2、W 3 由1231WP W W W W =??++=?得1231132231231 112331223231W W W W W W W W W W W W ?++=???+=???=???++=? 计算可得1231025925625W W W ?=??? =? ? ?=?? 2.2 由符号集{0,1}组成的二阶马尔可夫链,其转移概率为:(0|00)p =0.8,(0|11)p =0.2, (1|00)p =0.2,(1|11)p =0.8,(0|01)p =0.5,(0|10)p =0.5,(1|01)p =0.5,(1|10)p =0.5。画出 状态图,并计算各状态的稳态概率。 解:(0|00)(00|00)0.8p p == (0|01)(10|01)0.5p p == (0|11)(10|11)0.2p p == (0|10)(00|10)0.5p p == (1|00)(01|00)0.2p p == (1|01)(11|01)0.5p p == (1|11)(11|11)0.8p p == (1|10)(01|10)0.5p p ==

信息理论与编码期末试卷A及答案

一、填空题(每空1分,共35分) 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1 234 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????? ????? ??01000 1 000001 100,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 。 16、对于密码系统安全性的评价,通常分为 和 两种标准。 17、单密钥体制是指 。 18、现代数据加密体制主要分为 和 两种体制。 19、评价密码体制安全性有不同的途径,包括无条件安全性、 和 。 20、时间戳根据产生方式的不同分为两类:即 和 。 二、选择题(每小题1分,共10分) 1、下列不属于消息的是( )。 A. 文字 B. 信号 C. 图像 D. 语言 2、设有一个无记忆信源发出符号A 和B ,已知4341)(,)(==B p A p ,发出二重符号序列消息的信源, 无记忆信源熵)(2X H 为( )。 A. 0.81bit/二重符号 B. 1.62bit/二重符号 C. 0.93 bit/二重符号 D . 1.86 bit/二重符号 3、 同时扔两个正常的骰子,即各面呈现的概率都是1/6,若点数之和为12,则得到的自信息为( )。 A. -log36bit B. log36bit C. -log (11/36)bit D. log (11/36)bit 4、 二进制通信系统使用符号0和1,由于存在失真,传输时会产生误码,用符号表示下列事件,x0: 发出一个0 、 x1: 发出一个1、 y0 : 收到一个0、 y1: 收到一个1 ,则已知收到的符号,被告知发出的符号能得到的信息量是( )。 A. H(X/Y) B. H(Y/X) C. H( X, Y) D. H(XY) 5、一个随即变量x 的概率密度函数P(x)= x /2,V 20≤≤x ,则信源的相对熵为( )。 A . 0.5bit B. 0.72bit C. 1bit D. 1.44bit 6、 下面哪一项不属于熵的性质: ( ) A .非负性 B .完备性 C .对称性 D .确定性 信息论与编码 信息论与编码

信息论与编码期末考试题----学生复习用

《信息论基础》参考答案 一、填空题 1、信源编码的主要目的是提高有效性,信道编码的主要目的是提高可靠性。 2、信源的剩余度主要来自两个方面,一是信源符号间的相关性,二是信源符号的统计不均匀性。 3、三进制信源的最小熵为0,最大熵为32log bit/符号。 4、无失真信源编码的平均码长最小理论极限制为信源熵(或H(S)/logr= H r (S))。 5、当R=C 或(信道剩余度为0)时,信源与信道达到匹配。 6、根据信道特性是否随时间变化,信道可以分为恒参信道和随参信道。 7、根据是否允许失真,信源编码可分为无失真信源编码和限失真信源编码。 8、若连续信源输出信号的平均功率为2σ,则输出信号幅度的概率密度是高斯分布或正态分布或()22 212x f x e σπσ -= 时,信源 具有最大熵,其值为值21 log 22 e πσ。 9、在下面空格中选择填入数学符号“,,,=≥≤?”或“?” (1)当X 和Y 相互独立时,H (XY )=H(X)+H(X/Y)=H(Y)+H(X)。 (2)()() 1222H X X H X =≥()()12333 H X X X H X = (3)假设信道输入用X 表示,信道输出用Y 表示。在无噪有损信道中,H(X/Y)> 0, H(Y/X)=0,I(X;Y)

信息论与编码习题参考答案(全)

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: bit P 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(36 662221111 616==-=∴====-=∴== =?==样本空间: (3)信源空间: bit x H 32.436log 36 62log 3615)(=??+?? =∴ (4)信源空间: bit x H 71.3636 log 366536log 3610 436log 368336log 366236log 36436log 362)(=??+?+?+??= ∴++ (5) bit P a I N n P 17.11136 log 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: bit a P a P a a P a I a P A i 58.548log )(log )()(H 48log )(log )(481 )(:)1(48 1 i i i i i ==-=∴=-=∴= ∑=落入任一格的概率 bit b P b P b b P b I b P A i 55.547log )(log )()(H 47 log )(log )(47 1 )(:B ,)2(48 1i 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 bit AB P AB P AB H AB P AB I AB P AB i i i i i i i 14.11)4748log()(log )()() (log )(47 1 481)()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”。问这两个回答中各含有多少信息量?平均每个回答中各含有多少信息量?如果你问一位女士,则她的答案中含有多少平均信息量? 解: bit w P w P w P w P m m P m I w P w I bit m P m P m P m P m bit m P m I bit m P m I n n y y n n y y n n y y n n y y 0454.0log99.5%99.5%-log0.5%-0.5% )(log )()(log )()(H % 5.99log )(log )(%5.0log )(log )(36 6.0log93%93%-log7%-7% )(log )()(log )()(H 105.0%93log )(log )(84.3%7log )(log )(: =??=?-?-=-=-=-=-==??=?-?-==-=-==-=-=平均每个回答信息量::回答“不是”的信息量回答“是”的信息量:对于女: 平均每个回答信息量::回答“不是”的信息量回答“是”的信息量:对于男士

信息论与编码实验报告

信息论与编码实验报告-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

实验一关于硬币称重问题的探讨 一、问题描述: 假设有N 个硬币,这N 个硬币中或许存在一个特殊的硬币,这个硬币或轻 或重,而且在外观上和其他的硬币没什么区别。现在有一个标准天平,但是无刻度。现在要找出这个硬币,并且知道它到底是比真的硬币重还是轻,或者所有硬币都是真的。请问: 1)至少要称多少次才能达到目的; 2)如果N=12,是否能在3 次之内将特殊的硬币找到;如果可以,要怎么称? 二、问题分析: 对于这个命题,有几处需要注意的地方: 1)特殊的硬币可能存在,但也可能不存在,即使存在,其或轻或重未知; 2)在目的上,不光要找到这只硬币,还要确定它是重还是轻; 3)天平没有刻度,不能记录每次的读数,只能判断是左边重还是右边重,亦或者是两边平衡; 4)最多只能称3 次。 三、解决方案: 1.关于可行性的分析 在这里,我们把称量的过程看成一种信息的获取过程。对于N 个硬币,他们 可能的情况为2N+1 种,即重(N 种),轻(N 种)或者无假币(1 种)。由于 这2N+1 种情况是等概率的,这个事件的不确定度为: Y=Log(2N+1) 对于称量的过程,其实也是信息的获取过程,一是不确定度逐步消除的过程。 每一次称量只有3 种情况:左边重,右边重,平衡。这3 种情况也是等概率 的,所以他所提供的信息量为: y=Log3 在K 次测量中,要将事件的不确定度完全消除,所以 K= Log(2N+1)/ Log3 根据上式,当N=12 时,K= 2.92< 3 所以13 只硬币是可以在3 次称量中达到

(完整版)信息论与编码习题参考答案

1.6为了使电视图象获得良好的清晰度和规定的对比度,需要用5×105个像素和10个不同的亮度电平,并设每秒要传送30帧图象,所有的像素是独立的,且所有亮度电平等概出现。求传输此图象所需要的信息率(bit/s )。 解: bit/s 104.98310661.130)/)(()/(R bit/frame 10661.1322.3105)(H 105)(H bit/pels 322.310log )(log )()(H 76650510 10?=??=?=∴?=??=??====∑=frame bit X H s frame r x X a p a p x i i i 所需信息速率为:每帧图像的熵是:每个像素的熵是:,由熵的极值性: 由于亮度电平等概出现 1.7设某彩电系统,除了满足对于黑白电视系统的上述要求外,还必须有30个不同的色彩度。试证明传输这种彩电系统的信息率要比黑白系统的信息率大 2.5倍左右。 证: . 5.2,,5.25.2477.210 log 300log )(H )(H pels /bit 300log )(log )()(H bit 3001030,10,,3001300 11倍左右比黑白电视系统高彩色电视系统信息率要图形所以传输相同的倍作用大信息量比黑白电视系统彩色电视系统每个像素每个像素的熵是:量化 所以每个像素需要用个亮度每个色彩度需要求下在满足黑白电视系统要个不同色彩度增加∴≈====∴=?∑=x x b p b p x i i i Θ 1.8每帧电视图像可以认为是由3×105个像素组成,所以像素均是独立变化,且每像素又取128个不同的亮度电平,并设亮度电平是等概出现。问每帧图像含有多少信息量?若现在有一个广播员,在约10000个汉字中选1000个字来口述这一电视图像,试问若要恰当地描述此图像,广播员在口述中至少需要多少汉字? 解: 个汉字 最少需要数描述一帧图像需要汉字每个汉字所包含信息量每个汉字所出现概率每帧图象所含信息量556 6 5 5 10322.6/10322.61 .0log 101.2)()()()(,log H(c):1.010000 1000 symble /bit 101.2128log 103)(103)(: ?∴?=-?=≥ ≤-=∴== ?=??=??=frame c H X H n c nH X H n p p x H X H 1.9 给 定 一 个 概 率 分 布 ) ,...,,(21n p p p 和一个整数m , n m ≤≤0。定义 ∑=-=m i i m p q 1 1,证明: )log(),,...,,(),...,,(2121m n q q p p p H p p p H m m m n -+≤。并说明等式何时成立? 证: ∑∑+==- -=>-=<-=''-=''∴>- =''-=''>-=n m i i i m i i i n p p p p p p p H x x x x f x e x x x f x x e x x x f x x x x f 1 121log log ),...,,( )0(log )( 0log )log ()(0 log )log ()()0(log )(ΘΘ又为凸函数。即又为凸函数,如下:先证明 时等式成立。 当且仅当时等式成立。当且仅当即可得: 的算术平均值的函数,函数的平均值小于变量由凸函数的性质,变量n m m m m m n m m m i i i m m m m m m i i i n m i i i m i i i n n m m m m m n m i i i m m n m i i n m i i n m i i n m i i n m i i i p p p m n q q p p p H p p p H q q p p q p p p H m n q q q p p p p p p p p p H p p p m n q q q p p m n q q m n p m n p m n m n p f m n m n p f m n p p ===-+≤--=-+--≤- -=∴===-+-≤- --=----=---≤---=- ++==+==+++=+=+=+=+=+=∑∑∑∑∑∑∑∑∑ ∑...)log(),,...,,(),...,,(log log ),,...,,() log(log log log log ),...,,(...) log(log log log log )()()() ()(log 2121211 211 1 1 21211 1111 1 ΘΘ 2.13把n 个二进制对称信道串接起来,每个二进制对称信道的错误传输概率为p(0

相关文档
最新文档