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文档之家› 第六-九章 - 习题课 - 2013
第六-九章 - 习题课 - 2013
关于考试需要强调的 题目看清,不要有什么遗漏
判断并纠错、最佳输入、并求dmin……
督矩阵; 2. 写出信息元110对应的系统码码字; 3. 求dmin。
步骤清晰,各子题加上标号,若答题不在指 定位置,一定要说明! –– 避免冤假错案 确定答题要点!得分点
正确的、重要的步骤不能省略! 正确的、重要的公式要写出来! 太过复杂的计算步骤要注意把握时间
最佳译码规则
最大后验概率译码 极大似然译码 – 最小汉明距离
香农第二定理 – 有噪信道编码定理
香农第二定理指出了“高效率、高可靠性”信道编 信道容量是进行可靠传输的最大信息传输率
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研究目的:第六章着重讨论有噪信道中如何能使消息通 研究目的 过传输后发生的错误最少,并得出非常重要的香农第二 定理。第九章给出纠错编码中线性分组码的基本理论, 1 以及如何编码、判断纠检错能力及如何进行纠错译码。
4、给出了(6,3)线性分组码的全部码字
纠检错能力判断? 如何构造生成矩阵?G 中每行都是一个合法码字 如何判断信息元的位置? 严禁“列调整/列变换”! 注:码字和码元的区别(C,c)
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7、对所给G矩阵进行初等行变换,化成标准式 [I P]
矩阵变换过程不能用等号 对于每步变换都要给出说明 标准形式必然含有单位阵
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当信源,信道给定时,信道疑义度确定译码错误概率的下限 5
1
主要的解题思路
容易混淆的一些概念
计算类型
求解最佳译码规则 求解最小的平均错误译码概率PE 或PE MIN 求解信道编码后的最大信息传输率
解题中常用到的两个矩阵
信道矩阵、消息传递矩阵
所用到的译码规则
输入概率是否相等?最小译码错误的求解?
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汉明码
只纠一位错误的完备码 扩展汉明码(增加一位偶校验位)
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第九章 纠错编码(续)
纠错编码的知识点
循环码
满足循环封闭性的线性分组码 所特有的性质: 生成多项式g(x)可解决编码、译码的所有问题 码多项式的引入(多项式系数的含义) 生成多项式,生成矩阵,监督矩阵 编码:一般码、系统码 纠检错:如何判断传输是否出错
译码规则
最大后验、极大似然、汉明距离
1. 2. 3. 4.
解题基本步骤(按题目要求,次序不能改)
列出消息在给定信道传递时的转移概率矩阵 确定译码规则 – 不一定非要写出名称 给出译码结果 求解最小平均译码错误
7
默认的符号命名
p
p
PE
PE
同一道题内的命名必须一致!
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作业
作业讲解 - 1 1、输入:单符号、不等概,求解PE
信息论的旅程
3、信源的输出中含有多 少信息?可压缩程度? 4、传输信息的最高 速率(信道容量)
第六章 有噪信道编码
信道编码的目标与作用 – 提高可靠性! 译码规则、错误概率及平均错误概率PE
PE与译码规则 费诺不等式 PE与编码方法
5、无失真信源编码 7、限失真信源编码 6,9、有噪信道编码
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11、已知(n, k)循环码的生成多项式
求生成矩阵和校验矩阵 求编码后的码多项式 主要问题:编码中用致!
注意题目要求:系统码?码字/码多项式?判 断是否出错/对传输错误进行纠正?
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作业讲解 - 补充题2
已知生成多项式g(x)=(x+1)(x3+x+1) 1. 写出n=7的循环码的标准生成矩阵和监
译码规则/结果必须给出 几种译码规则在此题的应用分析 汉明距离不能与输入概率直接相乘!
个‘1’ 2. 请确定最佳译码规则,并求解最小译码错误
对于译码规则的说明
正确译码概率、错误译码概率的求解要区分!
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11
2
第九章 纠错编码 纠错编码的作用和基本编码思路 – 构建好码 线性分组码 (n, k) – 模2运算
补充 及 小改动: 1. 用户要求输入的是两个消息,分别为81个‘0’和81
求解信息传输率 证明平均译码错误为0 (译码规则已给,求平 均译码错误的验证) 给定待传输消息特性、等概输入、最大似然译 码,求平均译码错误概率
5、给定信道,求信道容量
7、输入消息已知、信道已知,要求找出一种译 码规则使平均错误概率最小
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3
作业讲解 - 3 10、循环码中,判断接收到的码字是否出错?
合法循环码都是生成多项式的倍式! 不能自己给出假定条件(系统码、信息元之类的)
作业讲解 - 补充题1 已知循环码的生成多项式如下,对输入信息位 0110,求对应系统码的码多项式。并求dmin。 g(x)=x3+x2+1 如果不要求生成系统码, 有无其他快速编码方法? 要求用三种方法求解 1.先求监督位,直接放在信息元0110之 后,……; 2.先由g(x)左移得到生成矩阵,再进行初等行 变换获得标准形式的生成矩阵,再利用 C=mG求解,……; 3.利用生成多项式直接求解标准生成矩阵,再 利用C=mG求解,……。
第六章作业
第一次:1 第二次: 4、 5、7、10
1. 2.
关于第10题的说明及小小改动: 用户要求输入的是两个消息,分别为81个‘0’ 和81个‘1’ 请确定最佳译码规则,并求解最小译码错误
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10
作业讲解 - 2 4、四个消息通过给定信道,并已知译码规则
1. 2.
作业讲解 - 3 10、给定二元对称信道,输入等概、单符号错 误传递概率0.01,求n=80长的代码进入信道 后,最小PE?
码的存在性,以及存在这种信道编码的必要条件。
主要研究思路
最佳译码规则
最大后验概率规则 p ( x | y j ) p ( xi | y j ) 极大似然译码规则
提高通信可靠性 – 降低译码错误!
什么是译码?什么是(平均)译码错误概率?
PE p( y j ) p[e | y j ] 1 p ( y j ) p[ F y j | y j ]
如何判断传输是否出错? 如何纠错? ……
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作业讲解 - 1 1、生成矩阵与校验矩阵之间的关系 2、如何编码?
输入序列、输出也是序列(给出编码后的码序列) C=mG,其中m是k维,不是矩阵 1. 2.
作业讲解 - 2 5、已知(n, k)线性分组码的校验矩阵,求
信息元、编码效率、最小汉明距离 利用H 阵求解最小汉明距离(任意、存在) 在求解H标准形式之后,仍应说明哪t+1列相关
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先易后难,增强信心!
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祝复习顺利!
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纠错码的结构性如何体现? 对于(n, k)线性分组码
生成矩阵、校验矩阵的行-列数、各自特点及用途 循环码中生成多项式的最高次数
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如何编码?如何解码?
如何编出系统码?
如何判断给定码组的纠检错能力? 如何判断给定编码方法的编码效率
区别于信源编码的编码效率!
多项式的加、乘、除、模运算!
校验矩阵H和生成矩阵G:构成、性质、作用 如何编码、纠检错? 系统码、分组码、标准H/G、信息元、校验元、
求最小汉明距离
伴随式、错误图样等基本概念
纠检错能力分析 最小汉明距离的三种求解方法及适用条件 线性分组码的性质
1 H 1 1 1
1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1
s s j 1 j 1
– 当输入等概时
译码错误与什么有关? 最佳译码规则 – 平均译码错误最小的译码准则! 费诺不等式给出了平均译码错误的下限 改变信道 – 进一步降低平均译码错误! 信道编码后的信息传输率与什么有关? 香农第二定理说明了什么?
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p ( x ) p ( y j | x ) p ( xi ) p ( y j | xi )
最小汉明距离译码
D ( * , j ) Dmin (i , j )
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费诺不等式 – 说明
H ( X | Y ) H ( PE ) PE log( r 1)
香农第二定理 - 有噪信道编码定理 信息传输率 R log M / n 为编码后每个码符 号所携带的信息量(单位:比特/码符号) 香农第二定理 – 有噪信道编码定理 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<C,则至少存 在一种编码,当码长n足够大时,使译码错误 概率任意小。 重要结论:信道容量是进行可靠传输的最大 信息传输速率。 香农第二定理指出了“高效率、高可靠性”信 道编码的存在性,以及存在这种信道编码的 必要条件。