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文檔簡介
1、實驗一:繪制二進熵函數曲線一、實驗目的 1.熟悉 Matlab 工作環境及工具箱; 2.掌握 Matlab 繪圖函數; 3.理解熵函數表達式及其性質。 二、實驗內容 【實驗內容與要求】 內容:用 Matlab 軟件繪制二進熵函數曲線。 要求: 1. 提前預習實驗,認真閱讀教材及相應的參考書,熟悉實驗原理; 2. 遵守實驗室規定,實驗過程中服從實驗室管理人員和實驗指導老師管理; 3. 獨立完成實驗,認真做好實驗記錄; 4. 實驗結束后,認真填寫實驗報告。 【知識要點】 1 信源熵的概念及其性質。參照教材及參考書。 2 二進熵公式: 3 參考文獻: 1 呂鋒等編
2、著,信息理論與編碼,北京:人民郵電出版社, 2004 2 傅祖蕓編著,信息論基礎理論與應用,北京:電子工業出版社, 2001 3 仇佩亮編著,信息論與編碼,北京:高等教育出版社, 2003 4 美 Thomas M.Cover , Elements of Information Theory ,北京:清華大學出版社, 2003 5 美 Edward B. Magrab 等著,高會生等譯, MATLAB 原理與工程應用(第二版),北京:清華大學出版社, 2006 【實驗提示】 注意:雖然理論上定義 0 · log0 = 0 ,但是,在實際運算時,對數函數 logx 的變量 x 不能取
3、0 值,而應設置一個系統默認的最小值 eps 。 三、實驗總結 1 繪制二進熵函數曲線,觀察曲線形狀。 2 結合熵函數的性質,分析二進熵函數曲線的特點。 四、思考與提高 1 繪制三元熵函數曲線,觀察曲線形狀。 2 結合熵函數的性質,分析三元熵函數曲線的特點。 實驗二:一般信道容量迭代算法一、實驗目的 1 熟悉 Matlab 工作環境及工具箱; 2 掌握一般信道容量迭代算法的原理。 二、實驗內容 【實驗內容與要求】 內容:用 Matlab 軟件編程實現一般信道容量迭代算法。 要求: 1提前預習實驗,認真閱讀相應的參考書,熟悉
4、實驗原理; 2 遵守實驗室規定,實驗過程中服從實驗室管理人員和實驗指導老師管理; 3 獨立完成實驗,認真做好實驗記錄; 4 實驗結束后,認真填寫實驗報告。 【知識要點】 1 一般信道容量迭代算法的原理。參照教材及參考書。 2 程序流程圖如下: 其中, (1) (2)3 參考文獻: 1 呂鋒等編著,信息理論與編碼,北京:人民郵電出版社, 2004 2 傅祖蕓編著,信息論基礎理論與應用,北京:電子工業出版社, 2001 3 仇佩亮編著,信息論與編碼
5、,北京:高等教育出版社, 2003 4 美 Thomas M.Cover , Elements of Information Theory ,北京:清華大學出版社, 2003 5 美 Edward B. Magrab 等著,高會生等譯, MATLAB 原理與工程應用(第二版),北京:清華大學出版社, 2006 【實驗提示】 注意: 1 設定不同的信道(對稱信道、非對稱信道),計算最佳輸入分布,分析計算結果的異同。 2 設定不同的迭代精度,分析其對計算結果的影響。 三、實驗總結 1 信道的性質與最佳輸入分布的關系。 2 迭代精度對計算結果的影響。
6、四、思考與提高 1、編制一般信道容量迭代算法的通用程序,適應不同的信道特性。2、優化程序,提高運算速度。實驗三:線性分組碼的信道編碼和譯碼一、實驗目的 1 熟悉 Matlab 工作環境及工具箱; 2 掌握線性分組碼的編碼、譯碼原理以及糾錯原理。 二、實驗內容 【實驗內容與要求】 內容:用 Matlab 軟件編程實現線性分組碼的信道編碼和譯碼。 要求: 1 提前預習實驗,認真閱讀相應的參考書,熟悉實驗原理; 2 遵守實驗室規定,實驗過程中服從實驗室管理人員和實驗指導老師管理; 3 獨立完成實驗,認真做好實驗記錄; 4 實驗結束后,認真填寫實驗報告。 【知識要點】 1
7、60; 線性分組碼的編碼、譯碼原理。參照教材及參考書。 2 線性分組碼的設計。 基本原理:首先,將信息序列分成 K 個符號一組,然后,在信息組中加入一些校驗碼元,組成N長碼字,由此得到(N,K)分組碼。(N,K)分組碼中任一碼字的碼長為 N,所含的信息位數目為 K,校驗位數目為 r=NK,且碼中任意兩個碼字的和仍為碼字。 例如,對于( 5 , 2 )分組碼, N=5 , K=2 ,其編碼函數 f 為 由編碼函數可知: c ( 碼字 )= m ( 信息矩陣 ) G (生成矩陣) 其中,生成矩陣當生成矩陣G確定后,編碼的問題就解決了。又由編碼函數的后3個方程可以確定校驗方程
8、,對應的矩陣形式為或,式中,H稱為一致性校驗矩陣。 一致性校驗矩陣如下: H 與 G 的關系: , 。 糾錯譯碼時,若發送碼字為c,則接收序列為y,校正子 S=y*=e*。 因此,可以得到譯碼c=ye( 模2和) 。 其中,e稱為差錯圖樣。S是傳輸是否出錯的標志,稱為伴隨式。 (5,2) 線性分組碼的最小漢明距離為,能夠檢出2位錯誤或糾正1位錯誤。 線性分組碼的信道編碼和譯碼流程圖: 圖 1 線性分組碼信道編碼流程圖 圖 2 線性分組碼信道譯碼流程圖 3 參考文獻: 1 呂鋒等編著,信息理論與編碼,北京:人民郵電出版社, 2004 2 傅祖蕓編著,信息論基礎理論與應用,北京:電子工業出版社, 2001 3 仇佩亮編著,信息論與編碼,北京:高等教育出版社, 2003 4 美 Thomas M.Cover , Elements of Information Theory ,北京:清華大學出版社, 2003 5 美 Edward B. Magrab 等著,高會生等譯, MATLAB 原理與工程應用(第二版),北京:清華大學出版社, 2006 【實驗提示】 注意: 1 線性分組碼中生成矩陣、校驗矩陣、伴隨式之間的關系。 2 在計算矩陣時,注意位操作運算。 三、實驗
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