部分信道特征下的物理层安全编码方法
作业参考答案信息论
2.3 一副充分洗乱的牌（含52张），试问： （1）任一特定排列所给出的不确定性是多少？ （2）随机抽取13张牌，13张牌的点数互不相同时的不确定性是多少？ 解：（1）52张扑克牌可以按不同的顺序排列，所有可能的不同排列数就是全排列种数，为 526752528.06610P =!≈? 因为扑克牌充分洗乱，任一特定排列出现的概率相等，设事件A 为任一特定排列，则其发 生概率为 ()681 1.241052P A -=≈?! 可得，该排列发生所给出的信息量为 ()()22log log 52225.58I A P A =-=!≈ bit 67.91≈ dit （2）设事件B 为从中抽取13张牌，所给出的点数互不相同。 扑克牌52张中抽取13张，不考虑排列顺序，共有13 52C 种可能的组合。13张牌点数 互不相同意味着点数包括A ，2，…，K ，而每一种点数有4种不同的花色意味着每个点数可以取4中花色。所以13张牌中所有的点数都不相同的组合数为13 4。因为每种组合都是等概率发生的，所以 ()131341352441339 1.05681052P B C -?!! ==≈?! 则发生事件B 所得到的信息量为 ()()13 21352 4log log 13.208I B P B C =-=-≈ bit 3.976≈ dit 2.5 设在一只布袋中装有100只对人手的感觉完全相同的木球，每只上涂有1种颜色。100只球的颜色有下列三种情况： (1) 红色球和白色球各50只； (2) 红色球99只，白色球1只； (3) 红，黄，蓝，白色各25只。 求从布袋中随意取出一只球时，猜测其颜色所需要的信息量。 解：猜测木球颜色所需要的信息量等于木球颜色的不确定性。令 R ——“取到的是红球”，W ——“取到的是白球”， Y ——“取到的是黄球”，B ——“取到的是蓝球”。 （1）若布袋中有红色球和白色球各50只，即 ()()501 1002P R P W == = 则 ()()221 log log 212 I R I W ==-== bit （2）若布袋中红色球99只，白色球1只，即
2020北邮移动通信作业01
一、判断题（共10道小题，共100.0分） 1. (错误) 2. 信道编码(差错控制)的目的是增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量；信道解码是检错、纠错的过程。 3. 1.正确 2.错误 4. 扰码SC本身的功能是完成“多址”的功能，在上行方向(反向)区分不同用户，在下行方向(前向)区分不同小区。 5. 1.正确 2.错误 6. (错误) 7. 扩频码是信道化码和扰码的结合，扩频调制可能是由信道化码、扰码单独或联合完成的。
8. 1.正确 2.错误 9. 在无线接入网（RAN）结构层面，为了降低用户面延迟，LTE取消了重要的网元—无线网络控制器（RNC）。 10. 1.正确 2.错误 11. 为了实现LTE所需的大系统带宽，从采用的无线接入技术来看，3GPP不得不选择放弃长期采用的CDMA技术作为核心技术，选用了新的核心传输技术，即OFDM/MIMO技术。 12. 1.正确 2.错误 13. 电磁波的频率、波长与速度的关系如下： f= λ/ c
1.正确 2.错误 15. 电磁波是人类用于远距离实时接收和发送信息的主要载体之一。 16. 1.正确 2.错误 17. 扩频码序列起扩展信号频谱的作用，它与所传的原始信息数据是有关的，会影响信息传输的透明性。 18. 1.正确 2.错误 19. 小区地址用来区分不同基站或扇区；数量上有一定要求，但没有用户地址数量要求大，在质量上要求各小区之间正交(准正交)，以减少小区间的干扰。
1.正确 2.错误 21. 5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。 22. 1.正确 2.错误
信息安全技术课后答案-2
Ch01 1. 对于信息的功能特征，它的____基本功能_____在于维持和强化世界的有序性动态性。 2. 对于信息的功能特征，它的____社会功能____表现为维系社会的生存、促进人类文明的进步和自身的发展。 3. 信息技术主要分为感测与识别技术、__信息传递技术__、信息处理与再生技术、信息的施用技术等四大类。 4. 信息系统是指基于计算机技术和网络通信技术的系统，是人、_____规程_________、数据库、硬件和软 件等各种设备、工具的有机集合。 5. 在信息安全领域，重点关注的是与____信息处理生活周期________相关的各个环节。 6. 信息化社会发展三要素是物质、能源和____信息________。 7. 信息安全的基本目标应该是保护信息的性、____完整性________、可用性、可控性和不可抵赖性。 8. ____性________指保证信息不被非授权访问，即使非授权用户得到信息也无法知晓信息的容，因 而不能使用。 9. ____完整性________指维护信息的一致性，即在信息生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非 人为的非授权篡改。 10._____可用性_______指授权用户在需要时能不受其他因素的影响，方便地使用所需信息。这一目标是对 信息系统的总体可靠性要求。 11.____可控性________指信息在整个生命周期都可由合法拥有者加以安全的控制。 12.____不可抵赖性________指保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为。 13.PDRR模型，即“信息保障”模型，作为信息安全的目标，是由信息的____保护____、信息使用中的___ 检测____、信息受影响或攻击时的____响应____和受损后的___恢复____组成的。 14.当前信息安全的整体解决方案是PDRR模型和___安全管理_________的整合应用。 15.DoS破坏了信息的（ C ）。 A. 性 B. 完整性 C. 可用性 D. 可控性 16.用户收到了一封可疑的电子，要求用户提供银行账户及密码，这是属于何种攻击手段？（B） A. 缓冲区溢出 攻击 B. 钓鱼攻击 C. 后门攻击 D. DDoS攻击 17.在网络安全中，中断指攻击者破坏网络系统的资源，使之变成无效的或无用的，这是对（A）的攻击。 A. 可用性 B. 性 C. 完整性 D. 真实性 18.以下哪种形式不是信息的基本形态？D A. 数据 B. 文本 C. 声音和图像 D. 文稿 19.OSI七层模型中，表示层的功能不包括（ C ）。 A. 加密解密 B. 压缩解压缩 C. 差错检验 D. 数据格式转换 20.一般认为，信息化社会的发展要素不包括（ A ）。
香农编码--信息论大作业
香农编码--信息论大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
信息论与编码课程大作业 题目：香农编码 学生姓名： ****** 学号： &********** 专业班级： ******************* 2013 年 5 月 10 日
香农编码 1.香农编码的原理/步骤 香农第一定理指出了平均码长与信源之间的关系，同时也指出了可以通过编码使平均码长达到极限值，这是一个很重要的极限定理。如何构造这种码？香农第一定理指 出，选择每个码字的长度K i将满足式I(x i)≤K i＜I p(x i)+1就可以得到这种码。这种编码方法就是香农编码。 香农编码步骤如下: (1)将信源消息符按从大到小的顺序排列。 (2)计算p[i]累加概率； (3)确定满足自身要求的整数码长； (4)将累加概率变为二进制数； (5)取P[i]二进制数的小数点后Ki位即为该消息符号的二进制码字。 2. 用C语言实现 #include
无线通信系统中基于物理层安全的安全通信
无线通信系统中基于物理层安全的安全通信由于无线媒质的开放性与广播性,使得恶意用户可以截获在无线媒介中传送的信息,从而对无线通信的安全性带来很大的挑战。无线通信系统中基于物理层的安全着眼于OSI模型的物理层,利用无线通信理论、信息处理、随机处理、博弈论及信息论等领域的知识来解决这一问题,通过对物理层通信进行了适当的设计,提高或增进网络的安全性能。 基于物理层的安全方法一般利用了无线媒质的特征,比如信道衰落、信号干扰、多节点合作以及多维信息发送等。基于无线通信物理层的安全问题是当前无线通信中的研究热点之一,尽管文献中已经有了众多的研究成果,但无线通信中的安全问题仍然存在许多亟需解决的问题。 在本论文中,我们将主要从信息论的角度研究无线网络的安全问题,力图进一步提高无线通信的安全性。本论文的主要创新点如下:1.针对无线广播信道经历瑞利衰落的情形,分析了全双工系统的安全性能,理论推导出了非零安全容量和安全中断概率的闭式解。 理论分析结果以及仿真结果都表明,如果具有全双工功能的接收机在接收信号的同时可以发送一个辅助的人工噪声,那么与仅发送端发送人工噪声的情形相比,系统的安全等级可以得到提高。即便对于窃听节点距离信息源非常近,合法接收机距离信息源较远的情形,依然可以达到安全传输的效果。 2.针对蜂窝通信系统,论文提出了一种利用保护节点提高安全性的方法。该方法通过部署一些保护节点来防止窃听者截获合法发送端和接收端之间传送的信息。 这些保护节点专门发送额外的人工噪声来使窃听信道的质量恶化。论文中同
时考虑了上行通信和下行通信的情形。 结果表明,采用这种方法可以实现蜂窝系统的安全性和健壮性。3.为了改善中继系统的安全性能,提出了一种改进的次优干扰方案。 在此方案中,信噪比最好的中继节点转发信息,信噪比最差的中继节点发送干扰信号,并且仅当这两个信道满足一定条件时发送机密信息,否则发送普通信息。仿真结果表明,由于机密信息仅在对合法接收机有利的情形下传输,这使得窃听者获取发送信息的难度加大,从而使系统的安全性得以提高。 4.为了改善点到点双向通信中信息被截获的概率,提出了一种基于随机线性编码的安全传输方案。在此方案中,随机线性编码的生成多项式由接收方控制,编码的构造方式使得窃听者除非完整截获双向通信的所有数据,否则无法破解发送端发送的任何一个数据包。 因此,通过加长编码长度,或者降低发送功率,就可以使窃听者破解机密消息的截获概率变得非常低。
信息安全技术课后习题答案 俞承杭版
信息安全技术复习资料 第一章 1.对于信息的功能特征，它的____基本功能_____在于维持和强化世界的有序性 动态性。 2.对于信息的功能特征，它的____社会功能____表现为维系社会的生存、促进人类文明的进步和自身的发展。 3.信息技术主要分为感测与识别技术、__信息传递技术__、信息处理与再生技术、信息的施用技术等四大类。 4.信息系统是指基于计算机技术和网络通信技术的系统，是人、____规程_________、数据库、硬件和软件等各种设备、工具的有机集合。 5.在信息安全领域，重点关注的是与____信息处理生活周期________相关的各个环节。 6.信息化社会发展三要素是物质、能源和____信息________。 7.信息安全的基本目标应该是保护信息的机密性、____完整性________、可用性、可控性和不可抵赖性。 8.____机密性________指保证信息不被非授权访问，即使非授权用户得到信息也无法知晓信息的内容，因而不能使用。 9.____完整性________指维护信息的一致性，即在信息生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非人为的非授权篡改。 10._____可用性_______指授权用户在需要时能不受其他因素的影响，方便地使用所需信息。这一目标是对信息系统的总体可靠性要求。 11.____可控性________指信息在整个生命周期内都可由合法拥有者加以安全的控制。 12.____不可抵赖性________指保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为。 13.PDRR模型，即“信息保障”模型，作为信息安全的目标，是由信息的____保护____、信息使用中的___检测____、信息受影响或攻击时的____响应____和受损后的___恢复____组成的。 14.当前信息安全的整体解决方案是PDRR模型和___安全管理_________的整合
信息论基础课程作业汇总
信息论基础课程作业汇总 2015/03/23 作业1 1. 查资料了解香农的研究生涯及其信息论的主要内容和应用。 作业2 1. 用微分或者积分中值定理证明基本对数不等式。 2. 用Jessen 不等式证明对数和不等式。 作业3 1. 在伪币称量问题中，若用天平比较两枚金币的重量，则三种结果的信息量分别是多少？ 2. 在掷色子游戏中，当得知两个色子的点数之和为3时获得多少比特的信息？ 3. 已知平均100人中有2人患有某种疾病，为了查明病情，必须进行某项指标的化验。这 种化验的结果对于有病的人总是阳性的，对于健康的人来说有一半可能为阳性、一半可能为阴性。若x 表示有这种病，y 表示化验结果为阳性，试计算I (x |y )与I (x ;y )并说明其含义。 4. 试证明()()() ;|I x y I x I x y =- 作业4 1. 中科大杨孝先版教材第52页，习题 2.3。 2. 设一条电线上串联了8个灯泡，如图所示。假设其中有且只有一个灯泡坏了，并且各灯 泡的损坏概率相同，用万用电表通过测量断路找出坏灯泡。 （1）平均需要获得多少信息，才能找出其中的坏灯泡。 （2）一次测量所获得的信息的最大期望值是多少？ （3）试设计一个最佳测量方案，即测量次数的期望值最小的测量方案。 3. 伪币称量问题：今有12枚金币，其中1枚是伪币，其重量不同于真币。 （1） 要找出这枚伪币需获得多少信息？ （2） 确定伪币比真币重还是轻需多少信息？ （3） 用一台无砝码的天平称量一次，平均最多可获得多少信息？
（4） 试设计一个称量方案，用3次称量找出伪币。 4. 程序设计1：输入有限概率分布，输出该分布的熵。 作业5 1. 设一个信源有6种信号，先后输出的信号是独立同分布的，其概率分布为 (1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/32) （1）该信源输出1个符号所提供的平均信息量。 （2）该信源输出100个符号所提供的平均信息量。 2. 在一段时间内，某城市交通的忙闲天数按天气阴晴和气温冷暖进行分类统计如下： （1） 计算交通忙闲状态的无条件熵。 （2） 计算天气和气温状态下的条件熵。 （3） 计算从天气和气温状态所获得的关于交通状态的信息。 3. 世界职业棒球锦标赛为7场赛制，只要其中一队赢得4场，比赛就结束。设随机变量X 代表在比赛中A 队和B 队较量的可能结果（X 的可能取值如AAAA ，BABABAB 和BBBAAAA ，其中A,B 分别表示A 队和B 对获胜）。设Y 代表比赛的场数，取值范围为4到7。假设A 队和B 队是同等水平的，且每场比赛相互独立。试计算H(X)，H(Y), H(Y|X)和H(X|Y)。 作业6 1. 设二元对称信道的误码率为1%，当输入符号的概率分布为均匀分布时，计算该信道的 损失熵和信息传输率，并说明其意义。 作业7 1. 证明平均符号熵序列是单调递减的，即对于任何n ， 1212+1()() +1n n H X X X H X X X n n 晴 阴 暖 8天 忙 冷 27天 暖 16天 晴 阴 暖 15天 闲 冷 4天 暖 12天 冷 12天 冷 8天
信息安全技术课后答案-2
信息安全技术课后答案-2
Ch01 1. 对于信息的功能特征，它的____基本功能_____在于维持和强化世界的有序性动态性。 2. 对于信息的功能特征，它的____社会功能____表现为维系社会的生存、促进人类文明的进步和自身的发展。 3. 信息技术主要分为感测与识别技术、__信息传递技术__、信息处理与再生技术、信息的施用技术等四大类。 4. 信息系统是指基于计算机技术和网络通信技术的系统，是人、_____规程_________、数据库、硬件和软 件等各种设备、工具的有机集合。 5. 在信息安全领域，重点关注的是与____信息处理生活周期________相关的各个环节。 6. 信息化社会发展三要素是物质、能源和____信息________。 7. 信息安全的基本目标应该是保护信息的机密性、____完整性________、可用性、可控性和不可抵赖性。 8. ____机密性________指保证信息不被非授权访问，即使非授权用户得到信息也无法知晓信息
的内容，因 而不能使用。 9. ____完整性________指维护信息的一致性，即在信息生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非 人为的非授权篡改。 10._____可用性_______指授权用户在需要时能不受其他因素的影响，方便地使用所需信息。这一目标是对 信息系统的总体可靠性要求。 11.____可控性________指信息在整个生命周期内都可由合法拥有者加以安全的控制。 12.____不可抵赖性________指保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为。 13.PDRR模型，即“信息保障”模型，作为信息安全的目标，是由信息的____保护____、信息使用中的___ 检测____、信息受影响或攻击时的____响应____和受损后的___恢复____组成的。 14.当前信息安全的整体解决方案是PDRR模型和___安全管理_________的整合应用。
信息论与编码大作业
广西科技大学 大作业 课程名称：信息论与编码 题目：信道编码对通信系统性能的影响学院：电气与信息工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学号： 成绩： 姓名： 电话号码：
信道编码对通信系统性能的影响 [摘要] 简述信道编码理论，详细说明分组码的编译原理、实现方法及检错纠错能力，用MATLAB仿真有无信道编码条件下对通信系统性能的影响及信道编码在不同信道下对通信系统性能的影响，如AWGN信道和深衰落信道。 [关键词] 信道编码、分组码、MATLAB仿真、性能 一、引言 提高信息传输的有效性和可靠性始终是通信技术所追求的目标，而信道编码能够显著的提升信息传输的可靠性。1948年,信息论的奠基人C.E.Shannon在他的开创性论文“通信的数学理论”中,提出了著名的有噪信道编码定理.他指出：对任何信道,只要信息传输速率R不大于信道容量C, 就一定存在这样的编码方法：在采用最大似然译码时,其误码率可以任意小.该定理在理论上给出了对给定信道通过编码所能达到的编码增益的上限,并指出了为达到理论极限应采用的译码方法.在信道编码定理中,香农提出了实现最佳编码的三个基本条件：(1 )采用随机编译码方式；(2 )编码长度Ｌ→∞ , 即分组的码组长度无限；(3)译码采用最佳的最大似然译码算法。 二、信道编码理论 1、信道编码的概念与目的 进行信道编码是为了提高信号传输的可靠性，改善通信系统的传输质量，研究信道编码的目标是寻找具体构造编码的理论与方法。从原理上，构造信道码的基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码元中人为的加入一定的多余码元，以引入最小的多余度为代价来换取最好的抗干扰性能。信道编码是通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法，是信息论的内容之一。信道编码大致分为两类：①信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题，也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。编码定理的证明，从离散信道发展到连续信道，从无记忆信道到有记忆信道，从单用户信道到多用户信道，从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零，正在不断完善。编码方法，在离散信道中一般用代数码形式，其类型有较大发展，各种界限也不断有人提出，但尚未达到编码定理所启示的限度。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息，这在极限情况下可达到编码定理的限度，不是所有信道的编码定理都已被证明。 2、信道编码的分类
无线通信中物理层安全问题及其解决方案
无线通信中物理层安全问题及其解决方 案 篇一：无线通信系统物理层的传输方案设计 （无线局域网场景） 一、PBL问题二： 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案，要求满足以下指标: 1. Data rate ：54Mbps, Pe 3. Channel model ：设系统工作在室内环境，有4条径，无多普勒频移，各径的相对时延为：[0 2 4 6]，单位为100ns ，多径系数服从瑞利衰落，其功率随时延变化呈指数衰减：[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果： A. 收发机结构框图，主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计） 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统；速率要求: R=54Mbps；误码率要求: Pe 2、方案选取根据参数的要求，选择作为方案的基准，并在此基础上进行一些改进，使实际的系统达到设计要求。 中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表 1 所示。 与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持
续时间相关的参数如表 2 所示。 的参数 参考标准选择OFDM系统来实现，具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上，每个载波上的调制速率很低(1/N)，调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复，即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。每个子信道的载波都保持正交，由于他们的频谱有1/2重叠，既不需要像FDMA那样多余的开 销，也不存在TDMA 那样的多用户之间的切换开销。 过去的多载波系统，整个带宽被分成N个子信道，子信道之间没有交叠，为了降低子信道之间的干扰，频带与频带之间采用了保护间隔，因而使得频谱利用率降低，为了克
第五章 信道编码 习题解答
第五章 信道编码 习题解答 1．写出与10011的汉明距离为3的所有码字。 解：共有10个：01111，00101，00000，01010，01001，00110，11101，10100，11000，11110。 2． 已知码字集合的最小码距为d ，问利用该组码字可以纠正几个错误可以发现几个错误请写出一般关系式。 解：根据公式： (1)1d e ≥+ 可发现e 个错。 (2)21d t ≥+ 可纠正t 个错。 得出规律： （1）1d = ，则不能发现错及纠错。 （2）d 为奇数：可纠 1 2 d -个码元错或发现1d -个码元错。 （3）d 为偶数：可纠 12 d -个码元错，或最多发现1d -个码元错。 （4）码距越大，纠、检错能力越强。 3．试计算（8，7）奇偶校验码漏检概率和编码效率。已知码元错误概率为4 10e p -=。 解：由于4 10e p -=较小，可只计算错两个码元（忽略错4或6个码元）的情况： 228788! 10 2.8106!2! e p C p --== ?=?? 7 87.5%8 η= = 4．已知信道的误码率4 10e p -=，若采用“五三”定比码，问这时系统的等效（实际）误码率为多少 解：由于4 10e p -=较小，可只计算错两个码元的情况 11252112 83232(1)610e e e p C C p p C C p --=-≈=?
5．求000000，110110，011101，101011四个汉明码字的汉明距离，并据此求出校正错误用的校验表。 解：先求出码字间距离： 000000 110110 011101 101011 000000 4 4 4 110110 4 4 4 011101 4 4 4 101011 4 4 4 汉明距离为4，可纠一位错。 由于一个码字共有6个码元，根据公式：21617r n ≥+=+= 得 3r = 即每个码字应有3位监督码元，6-3=3位信息码元。 直观地写出各码字：123456 000000110110011101101011 x x x x x x 令456x x x 为监督码元，观察规律则可写出监督方程：4135236 12x x x x x x x x x =⊕?? =⊕??=⊕? 从而写出校验子方程：113422353126s x x x s x x x s x x x *** *** ***?=⊕⊕?=⊕⊕??=⊕⊕? 列出校验表： 6．写出信息位6k =，且能纠正1个错的汉明码。 解：汉明码的信息码元为六个，即：6k =。监督码元数r 应符合下式：217r k r r ≥++=+
无线物理层安全通信中的波束成形技术研究
目录 摘要 (i) Abstract (v) 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 研究背景及意义 (1) 1.2.1 物理层安全的发展概况 (1) 1.2.2 物理层安全的应用前景 (3) 1.3 国内外研究现状 (5) 1.3.1 物理层安全的研究现状 (5) 1.3.2 物理层安全通信中波束成形技术的研究现状 (8) 1.4 研究思路及组织结构 (11) 1.4.1 研究思路 (11) 1.4.2 组织结构 (12) 第二章信道状态信息理想情况下的波束成形算法研究 (15) 2.1 引言 (15) 2.2 系统模型 (16) 2.2.1 MGWC模型 (16) 2.2.2 MG-MRWC模型 (16) 2.3 MISOME系统中的波束成形算法 (17) 2.3.1 最优波束成形算法 (18) 2.3.2 迫零波束成形算法 (18) 2.3.3 信漏噪比波束成形算法 (19) 2.3.4 算法性能分析 (19) 2.4 MG-MRWC系统中最大化保密和速率的波束成形算法 (26) 2.4.1 第I类迫零波束成形算法 (26) 2.4.2 第II类迫零波束成形算法 (27) 2.4.3 加强信漏噪比波束成形算法 (29) 2.5 MG-MRWC系统中基于信干噪比平衡的波束成形算法 (30) 2.5.1 半定松弛波束成形算法 (30) 2.5.2 迫零信干噪比平衡波束成形算法 (30)
2.5.3 修正信漏噪比波束成形算法 (32) 2.6 仿真结果及分析 (35) 2.6.1 最大化保密和速率 (35) 2.6.2 信干噪比平衡 (36) 2.6.3 复杂度分析 (39) 2.7 本章小结 (40) 第三章信道状态信息误差情况下的波束成形算法研究 (43) 3.1 引言 (43) 3.2 基本模型 (43) 3.2.1 信道误差建模 (43) 3.2.2 鲁棒设计准则 (46) 3.3 确定误差模型下最大化保密速率的鲁棒波束成形算法 (47) 3.3.1 信号模型 (47) 3.3.2 基于最差性能的鲁棒波束成形算法 (48) 3.4 随机误差模型下最大化保密速率的鲁棒波束成形算法 (50) 3.4.1 基于中断性能的鲁棒波束成形算法 (50) 3.4.2 基于平均性能的鲁棒波束成形算法 (52) 3.5 仿真结果及分析 (56) 3.5.1 确定误差模型 (56) 3.5.2 随机误差模型 (58) 3.6 本章小结 (63) 第四章统计窃听信道信息情况下的波束成形算法研究 (65) 4.1 引言 (65) 4.2 MISOSE系统中最小化总发送功率的功率分配算法 (65) 4.2.1 信号模型 (65) 4.2.2 基于QoS准则的鲁棒发送设计 (66) 4.3 MIMOME系统中最小化总发送功率的功率分配算法 (70) 4.3.1 信号模型 (70) 4.3.2 中断概率约束下的鲁棒发送设计 (71) 4.4 MISOME系统中有限反馈波束成形算法的保密性能分析 (76) 4.4.1 信号模型及基本假设 (76) 4.4.2 有限反馈波束成形算法的保密速率 (77) 4.4.3 渐近保密性能分析 (78) 4.5 仿真结果及分析 (83)
信息论与编码课程大作业信道容量的迭代算法
信息论与编码课程大作业 题目：信道容量的迭代算法 学生姓名： 学号：2010020200 专业班级：10电子信息工程 2013 年5 月18 日
信道容量的迭代算法 1信道容量的迭代算法的步骤 一、用了matlab 实现DMC 容量迭代的算法如下： 第一步：首先要初始化信源分布：.0deta 10,1,0,1 ) (>>=?==，选置，，k r i r P k i 即选取一个精度，本次中我选deta=0.000001。 第二步：}{,) ()()() (k ij i ji k i ji k i k ij t p p p p t 得到反向转移概率矩阵根据式子∑= 。 第三步： ()()()()(){} 111] log exp[] log exp[+++== ∑∑∑k i k i j ij k ji j ij k ji k i p P t p t p p 计算由式。 第四步： () ()() ()()()。 C t p t P I C k r i s j k ij ji k k k 10011log exp log ,+==++????? ???????????==∑∑计算由式 第五步： 若 a C C C k k k det ) 1() ()1(>-++，则执行k=k+1，然后转第二步。直至转移条件不成立，接着 执行下面的程序。 第六步：输出迭代次数k 和()1+k C 和1+k P ，程序终止。 2. Matlab 实现 clear; r=input('输入信源个数：'); s=input('输入信宿个数：'); deta=input('输入信道容量的精度： '); Q=rand(r,s); %形成r 行s 列随机矩阵Q
《通信系统原理》作业题
《通信系统原理》作业题 第1章绪论 1.画出数字通信系统模型。 噪声源 数 字 解 调 信 道 译 码 解 密 信 源 译 码 信 宿 数 字 调 制 信 道 编 码 加 密 信 源 编 码 信 源 信道 2.衡量数字通信系统的有效性和可靠性的性能指标有哪些？ 答：码元传输速率信息传输速率频带利用率误码率误信率 3.说明通信系统的分类。 4．一个由字母A，B，C，D组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A，01代替B，10代替C，11代替D，每个脉冲宽度为5ms. (1)不同的字母是等概率出现时，试计算每个字母的传输速率和信息速率； (2)若每个字母出现的概率分别为 10 3 , 4 1 , 4 1 , 5 1 = = = = D C B A P P P P 试计算每个字母的传输速率和信息速率。
第2章确知信号 1. 画出单位冲击函数的时域波形及频谱密度,并说明各波形表示的含义。 2.求一个矩形脉冲的频谱密度及能量谱密度。 G a( f 1/τ 2/ -2/τ -1/
第5章 模拟调制系统 1. 比较AM 与DSB 两种调制方式的优缺点。 AM ：优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差。主要用在中波和短波调幅广播。 DSB ：优点是功率利用率高，带宽与AM 相同。主要用于调频立体声中的差信号调制，彩色TV 中的色差信号调制 2. 已知线性调制信号为 t t c ωcos )sin 0.51（Ω+，式中Ω=6c ω，画出波形与频谱。
3. 已知调制信号)4000cos()2000cos()( t t t m ππ+=载波为t π4 10cos ，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表达式，并画出频谱图。
信息论大作业
信息论大作业 电子工程学院 班 号 1.Huffman编码 1． Huffman 编码原理： ①将信源符号按概率从大到小的顺序排列，令p(x1)≥ p(x2)≥…≥ p(xn) ②给两个概率最小的信源符号p(xn-1)和p(xn)各分配一个码位“0”和“1”，将这两个信源符号合并成一个新符号，并用这两个最小的概率之和作为新符号的概率，结果得到一个只包含(n－1)个信源符号的新信源。称为信源的第一次缩减信源，用S1表示。
③将缩减信源S1的符号仍按概率从大到小顺序排列，重复步骤2，得到只含(n －2)个符号的缩减信源S2。 ④重复上述步骤，直至缩减信源只剩两个符号为止，此时所剩两个符号的概率之和必为1。然后从最后一级缩减信源开始，依编码路径向前返回，就得到各信源符号所对应的码字。 2. 霍夫曼编码优缺点： 1)编出来的码都是异字头码，保证了码的唯一可译性。 2) 由于编码长度可变。因此译码时间较长，使得霍夫曼编码的压缩与还原相当费时。 3) 编码长度不统一，硬件实现有难度。 4) 对不同信号源的编码效率不同，当信号源的符号概率为2的负幂次方时，达到100％的编码效率；若信号源符号的概率相等，则编码效率最低。 5) 由于0与1的指定是任意的，故由上述过程编出的最佳码不是唯一的，但其平均码长是一样的，故不影响编码效率与数据压缩性能。 3.编码流程： 读入一幅图像的灰度值; 1.将矩阵的不同数统计在数组c的第一列中; 2.将相同的数占站整个数组总数的比例统计在数组p中; 3.找到最小的概率,相加直到等于1,把最小概率的序号存在tree第一列中,次 小放在第二列,和放在p像素比例之后; 4.C数组第一维表示值,第二维表示代码数值大小,第三维表示代码的位数； 5.把概率小的值为1标识，概率大的值为0标识； 6.计算信源的熵； 7.计算平均码长； 8.计算编码效率'； 9.计算冗余度。 源程序： p=input('请输入数据:'); n=length(p); for i=1:n if p(i)<0 fprintf('\n 提示：概率值不能小于0!\n');
移动通信练习题+答案
1.（√）所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 2.（×）邻道干扰是指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个弱信号串扰强信号而造成的干扰。（强信号串扰弱信号） 3.（√）移动通信的信道是指基站天线、移动用户天线和两幅天线之间的传播路径。 4.（×）电波的自由空间传播损耗是与距离的立方成正比的。（平方） 5.（×）由于多径传播所引起的信号衰落，称为多径衰落，也叫慢衰落。 6.【】（×）移动通信中，多普勒频移的影响会产生附加的调频噪声，出现接收信号的失真。 7.（√）莱斯分布适用于一条路径明显强于其他多径的情况。在接收信号中没有主导分量时，莱斯分布就转变为瑞利分布。 8.（×）在多径衰落信道中，由于时间色散导致发送信号产生的衰落效应是快衰落和慢衰落。（频率色散）P39 9.（√）分集接收的基本思想，就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。 10.（√）在实际工程中，为达到良好的空间分集效果，基站天线之间的距离一般相当于10多个波长或更多。 11.（×）GSM移动通信系统中,每个载频按时间分为16个时隙,也就是16个物理信道.8 12.（√）GSM中的逻辑信道分为专用信道和公共信道两大类。 13.（×）GSM中的同频干扰保护比要求C/I＞-9dB，工程上一般增加3dB的余量。9 14.（×）GSM中的广播控制信道BCCH和业务信道TCH一样可通过跳频方式提高抗干扰性能。P261 15.（√）跳频就是有规则地改变一个信道的频隙（载频频带）。跳频分为慢跳频和快跳频。在GSM的无线接口上采用的是慢跳频技术。 16.（√）GPRS是指通用分组无线业务，是基于GSM网络所开发的分组数据技术，是按需动态占用频谱资源的。P293
信息论 研究生练习题
第2章作业 1． 同时扔一对均匀的骰子，当得知“两骰子面朝上点数之和为2”或“面朝上点数之和为 8”或“两骰子面朝上点数是3和4”时，试问这三种情况分别获得多少信息量？ 2． 居住在某地区的女孩中有25%是大学生,在大学生中有75%是身高1.6以上的，而女孩中 身高1.6米以上的占总数一半。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？ 3． 设离散无记忆信源123401233/81/41/41/8X a a a a P ====????=???????? ，其发出的消息为（202 120 130 213 001 203 210 110 321 010 021 032 011 223 210）。 （1） 求每个符号的自信息量； （2） 求消息序列的自信息量及平均每个符号携带的信息量。 4． 有一信源输出X ∈{0,1,2}，其概率为p 0=1/4，p 1=1/4，p 2=1/2。设计两个独立实验去观察它，其结果为Y 1∈{0,1}和Y 2∈{0,1}。已知条件概率为 P(Y 1|X) 0 1 P(Y 2|X) 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 2 1/2 1/2 2 0 1 求： （1） I (X ;Y 1)和I (X ;Y 2)，并判断哪一个实验好些。 （2） I (X ;Y 1,Y 2)，并计算做Y 1和Y 2两个实验比做Y 1或Y 2中的一个实验各可多得多 少关于X 的信息。 （3） I (X ;Y 1/Y 2)和I (X ;Y 2/Y 1)，并解释它们的含义。 5． 为了传输一个由字母A 、B 、C 、D 组成的符号集，把每个字母编码成两个二元码脉冲序 列，以00代表A,01代表B,10代表C,11代表D 。每个二元码脉冲宽度为5ms 。 （1） 不同字母等概率出现时，计算传输的平均信息速率？ （2） 若每个字母出现的概率分别为p A =1/5，p B =1/4，p C =1/4，p D =3/10，试计算传输 的平均信息速率？ 6． （1）为了使电视图像获得良好的清晰度和规定的适当的对比度，需要用5×105个像素和 10个不同亮度电平，设每秒要传送30帧图像，所有像素是独立变化的，且所有亮度电平等概率出现，求传送此图像所需的信息率（bit/s ）。 （2）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，试证明传输这彩色系统的信息率要比黑白系统的信息率大约2.5倍。 7． 设有一个信源，它产生0、1序列的消息。它在任意时间而且不论以前发生过什么符号， 均按P(0)=0.4，P(1)=0.6概率发出符号。 （1）试问这个信源是否平稳的？ （2）试计算H (2 X )，H (X 3/ X 1 X 2)及∞→N lim H N (X )。 （3）试计算H (4X )并写出4X 信源中可能有的所有符号。 8． 给定语声样值X 的概率密度为1(),2 x X p x e x λλ?=?∞<<∞ 求H C (X )，并证明它小于同样方差的正态变量的微分熵。
信道编码误码影响
卷积码对误码率影响探究 一、实验要求及目的 在通信中，由于各种实际中存在的各种干扰，严重影响通信质量。在前面实现的QBSK信号的模拟信道的加噪传输的基础上加上信道编码技术，观察信道编码技术对误码率的改善。本实验中采取（2,1,7）卷积码对基带序列进行编码，观察软、硬判决方法对传输误码率的改善作用。 二、实验原理 在实验中加高斯白噪声来模拟实际通信中的复杂的外界干扰条件，根据不同的归一化信噪比值计算加到每个信号上的能量，得到模拟的经过信道的加噪信号。 卷积码译码方法有两大类：大数逻辑译码，又称门限译码（硬判决）；另一种是概率译码（软判决），概率译码又分为维特比译码和序列译码。硬判决是以分组码理论为基础的，其译码设备简单，速度快，但其误码性能要比概率译码差。 在硬判决译码中，我们将从模拟信道上得到的信号进行解调，得到信息比特流，在进行硬判决。取一个判决长度，在实际应用中，一般取其基本信码单元的六到八倍，因而，本实验中取6，则在译码前的比特流中以12位为一组，进行加比选运算，得到最佳路径，确定码序列。软判决主要是利用高斯白噪声的概率密度函数，对信道上下来的信号直接进行处理，进行判决。计算每个原信息比特对应现在新的信道比特对应的错误
该概率，然后计算器对数释然比，进行量化软判决。得到信息比特流，与原始信息比特进行比较并统计其错误码元数，从而得到误码率。 三、实验步骤及实验软件平台 本模拟实验程序在MATLAB2009A中运行良好，如果程序在传递过程中格式发生变化，改成M文件的格式即可运行。 下面对本程序设计思路流程进行介绍： （1）设计参数框，达到实验变量可调，试验参数包括基带码元个数、信噪比起始值、信噪比终止值、默认 的调制方式MPSK，M可以变化，但大于等于4且为 2的整数次幂。 （2）进行卷积码编码，主要运用库函数实现，卷积码为（2,1,7）卷积码，卷积码参数为[171,133]。 （3）调整基带码元序列，转化为PSKMOD函数所需的进制序列；由归一化信噪比的值计算加到每个调制后码 元上的噪声大小；进行QPSK调制，并在调制后的基 带序列上加噪。 （4）在这一步将分为两种方式进行解调，硬判决，按正常的解调方式解调QPSK信号，进行卷积码的硬判决， 得到传输得到的基带码元序列；软判决，计算QPSK 四个星座点对应的条件概率，计算Q值，利用库函 数进行卷积码的软判决，得到传输后的基带码元序
移动通信参数表..
一. 移动通信参数表 参数缩写含义解释参数缩写含义解释 1 TCH 业务信道23 BSIC 基站色码 2 BCCH 广播控制信道24 CA 小区置配 3 CCCH 公共控制信道25 HSN 跳频序列 4 RACH 随机接入信道26 MA 移动配置 5 AGCH 接入允许信道27 MAIO 移动培植指数偏移 6 PCH 寻呼控制信道28 FN 帧号码 7 DCCH 专用控制信道29 TSC 训练序列码 8 CBCH 小区广播信道30 TN 时隙号 9 SDCCH 独立专用控制信道31 PD 协议识别语 10 SACCH 慢速随路控制信道32 TI 处理识别语 11 SCH 同步信道33 IMSI 国际移动用户识别 12 CM 连接管理34 TMSI 临时移动用户识别 13 MM 移动管理35 IMEI 国际移动设备识别 14 RR 无线资源管理36 MCC 国际移动码 15 DTX 非连续发送（由话音激活）37 MNC 移动网号 16 OMC 操作维护中心38 LAC 位置区号码 17 MS 手机39 PLMN 公共陆地移动网 18 BS 基站40 TA 时间提前 19 SIM 用户识别模块41 RXLEV 平均的接收电平 20 ARFCN 频道（载频）序号42 RXQUAL 信道接收质量 21 Um 基站子系统与MS间接口43 TXPWR 发信功率电平 22 C2 小区重选信道质量标准参数44 C1 路径损耗原则参数 二. 参数详述 (一) 频道配置参数 GSM网和TACS网一样都采用等间隔频道配置方法。 1. 工作频段、频段间隔、频道序列及频点 数字公用陆地蜂窝移动通信网采用900Mhz频段。 MS发，BS收：890 –915 Mhz (上行) BS发，MS收：935-960MHz（下行） 载频间隔为200kHz，共124个无线载频，在每端留有200 kHz的保护带。 按照国家规定，邮电部门占用905 –909MHz(上行) / 950 –954 MHz(下行)； 连通公司占用909 –915 MHz（上行）/ 954 –960 MHz(下行)； 10MHz频带共有49个频道（载频），序号（ARFCN）为76 –124 。注：但如果邮电部门将ETACS的模拟网退频将继续扩频。GSM在900MHZ共有16MHZ 频段. 频道标称中心频率与序号的关系由以下公式确定： 基站收：Fl(n)=890.200MHz + (n+1)x 0.200MHz