信息论与编码试卷H
离散平稳随机序列信源,极限熵存在。 () 三 名词解释(本题 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 1 全损信道 X 与 Y 相互独立,此时 I(X。Y)=0,从 Y 中无法提取关于 X 的信息,信道能传输的平均信 息量为 0,即信源发出的信息量在信道上全部损失掉了,称为全损信道。 2 随机错误 错误的出现是随机的,一般而言错误出现的位置是随机分布的,即各个码元是否发生错误是 互相独立的,通常不是成片地出现错误。这种情况一般是由信道的加性随机噪声引起的。 3 变换编码 变换编码是一种限失真信源编码方法,经变换后的信号的样值能更有效地编码,即通过变换 解除或减弱信源符号间的相关性,再将变换后的样值进行标量量化,达到压缩码率的目的。 2/6 4 非奇异码 信源符号和编出的码字是一一对应的,则该码为非奇异码。
一 填空题(本题 15 空,每空 1 分,共 15 分)
1 互信息量 I(xi。yj)被定义为( 自信息量 I(xi) )和( 条件自信息量 I(xi/yj) )两个不 确定度之差,是不确定度被消除的部分,即从 yj 得到的关于( xi )的信息量。 2 最大后验概率译码指的是(即选取最大的后验概率
解:1)(2 分)
2 一组 CRC 循环冗余校验码,其生成多项式为(X5+X4+X2+1)。假设发送段发送的信息 帧中所包含的信息是(1010001101)。试求附加在信息位后的 CRC 校验码。 (6 分) 答:生成 CRC 基本原理是: 1)信息多项式乘以 X5,得到 X5×(X9+x7+x3+x2+1)=X14+x12+x8+x7+x5; 2)除以生成多项式(X5+X4+X2+1),得到余数为 X3+x2+x → 01110 3)信息帧的 CRC 校验码即为 01110,发送的帧为 T=101000110101110。
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研究(8,4)系统线性分组码,其校验方程为: c0 m1 m 2 m3 c m m m 1 0 1 2 c 2 m0 m1 m3 c3 m0 m 2 m4 ,其中 m0~m3 是信息位,C3~C0 是校验位。 1) 求出此分组码的生成矩阵 G 和校验矩阵 H。(码字排列为 m1~m4C0~C3) 2) 求此码的最小距离 dmin。 3) 若输入信息 m=(1010),试求对应的输出码字。 4) 若接收序列 R=(10111010),如何判断接收是否有错?(2+2+2+2=8 分)
log 2 36 1.71 11 )bit,“两个 3 同时出现”这一事件的自信息量为( 5.17 )bit。
为(
5 常用的差错控制方法有( 前向纠错 )、( 检错重发 )和混合纠错。 6 码距与检、纠错能力之间的关系是( 检错能力+纠错能力≤dmin+1 )。 所以编码效率
为
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二 判断题(本题 10 小题,每小题 1 分,共 10 分) 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.√
解:1)由一致校验方程,易得出生 16 组 码 字 为 00000000 、 00011011 、 00101101 、 00110110 、 01001110 、 01010101 、 01100011 、 01111000 、 10000111 、 10011100 、 10101010 、 10110001 、 11001001 、 11010010、11100100、111111111 ∴ d min 4 (2 分) 3)输入信息 m=(1010),对应的输出码字为 10101010。 (2 分) 4)1011 的正确码字应该是 10110011,所以有错,判断是否有错,只需计算 RHT 是否为 零,如为零则无错,不为零则有错。 (2 分) 五 综合题(本题 3 小题,共 30 分)
max p( y j / x i )
课程名称: 就可使译码差错最 信息论与编码 B
小)。在(输入等概)时,最大后验概率译码即为最大似然译码。BSC 信道的最大似然
制 作 人: 陈瑞 焦良葆 年 月 日
译码即为(求最小汉明距离的一种译码算法)。 3 信息传输率的定义为(信道中每个信源符号传输的信息量),经信源编码后,信源符号 变成了码元符号进入信道传输,此时信息传输率指的是(平均每个码元载荷的信息 量);信息传输速率被定义为(单位时间内传输的信息量),单位为 bit/s。 4 若同时抛掷一对色子,设每个色子各面朝上出现的概率均为 1/6,则“2 和 6 同时出现”这 一事件的自信息量为(log218=4.17)bit,“两个点数中至少有一个 1”这一事件的自信息量
(1) 完备码是一种监督位得到充分利用的码。 () (2) (n,k)线性分组码的最小汉明距离 dmin≤n-k。 () (3) 由香农公式 C W log(1 SNR) 可以看出,随着带宽无限增加,信道容量也可无限增 大。 () (4) 任意线性分组码中必包含全 0 码字。 () (5) 码字集合{1,01,000,0010,0011}是唯一可译码。 () (6) 信息率失真函数 R(D)的值域为[0,H(X)]。 () (7) K-L 变换是按均方误差最小准则来计算的一种非正交变换。 () (8) 信源的不确定度具有可加性。 ( ) (9) 任一非系统码的生成矩阵都可以通过行运算转变成系统形式,结果是映射规则不 变,码集发生线性变化。 ( ) (10) 非平稳有记忆随机序列实际信源,其极限熵是不存在的;解决方法是假设其为
四 计算题(本题 3 小题,共 25 分) 1. 已知一个信源包含 8 个符号消息,它们的概率分布如下表: A B C D E F G H 0.1 0.18 0.4 0.05 0.06 0.1 0.07 0.04 1)设信源每秒钟内发出一个符号,求该信源的熵及信息传输速率; 2)对这 8 个符号作二进制码元的哈夫曼编码,并计算编码效率。 (4+4=8 分)