09级信息论复习(2012总)课件

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1、信息论与编码复习提纲2012年5月基本题型填空、问答、证明、计算、设计重点内容信息论部分：基本概念和仙侬编码定理编码相关基本概念（码的分类原则）信源压缩编码：霍夫曼编码DCT变换原理静态图象压缩原理语音压缩基本原理纠错编码原理码字纠、检错能力线性分组码（编、译码原理）循环码（编译码原理和电路原理）BCH码（基本概念+快速译码原理框图）现代通信系统信源接收设备信源编码纠错编码调制信道纠错译码信源译码信宿噪声+干扰发射设备解调编码信道数字通信系统原理结构信源：信号的发生源信源编码：把连续信号变换为数字信号信道编码：数字信号与传输媒介匹配，提高

2、传输的可靠性或有效性调制：提高信号的抗干扰能力，并能有效地利用频带传输媒介：从发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介解调：调制的逆过程信道译码：信道编码的逆过程,从带有干扰的信号中正确恢复出原始消息来信源译码：信源译码的逆过程信宿:信号的接收端信源、信道和信宿(收信者)是通信系统不可缺少的三个组成部分。通信的目的是将信源产生的信息传递给信宿，然而，在存在干扰的实际信道中传输时，其最高信息传输率受到限制。仙侬(Shannon)信息论的信道容量公式从理论上阐明了信道容量、信道带宽和信号-噪声功率此三者之间的极限关系，这正是通信系统研究和设

3、计者们所追求的目标和面临的挑战。为了理解仙侬信道容量公式，首先必须掌握信息论的一些基本概念和定义：信道容量和仙侬公式1信道容量：单位时间内信道上所能传输的最大信息量（bit/s)2仙侬（Shannon)1948年提出信息论。仙侬在那篇著名的“通信的数学理论”论文中提出著名的香农信道容量公式，即香农公式：（bit/s)C:信道容量W:信道带宽S/N:信噪比（功率比）C=Wlog(1+S/N)=Wlog[1+PS/(N0*W)]（比特/秒）PS是信号的平均功率，N0*W为噪声在带宽W内的平均功率。（1）S/N增加，C增加（2）N→0,C→

4、∞即无干扰信道容量为无穷大（3）增大W并不能无限增大C(因为噪声N也增大）（4）C一定时，W与S/N可以互换（未提具体方案）1.信息量的单位是什么?2.平均信息量的定义和含义是什么?3.由n个符号组成的离散信源，其最大熵是多少?4.比特率与波特率之间的关系是什么?5.具有怎样概率密度函数的连续信源能产生最大平均信息量?6.从信息传输角度解释平均互信息量的物理意义。7.解释仙侬信道容量公式的物理意义。8.用仙侬信道容量公式解释实现数字信号无误传输的最低Eb/N0极限值为-1.6dB9.频带利用率(b/s)/Hz的含义是什么?1

5、0.电话信道信噪比为30dB、带宽为3.4kHz时的最高信息传输率是多少?掌握基本概念11.离散信源和连续信源的统计描述12.离散信源的信息量、条件信息量、互信息量和平均信息量(熵)的定义和物理意义13.连续信源的平均信息量、平均互信息量的定义和物理意义14.信息量的单位——比特，比特率与波特率的区别15.数字通信系统模型及各模块功能，数字通信相对模拟通信的优缺点；16.信道容量的定义，有扰信道的最高信息传输速率；在掌握上述基本概念基础上，要求掌握仙侬信道容量公式，理解它的物理意义及其对通信系统研究与发展的指导意义。通信系统的性能

6、指标通信系统性能指标：有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性及易操作维护性从消息的传输来看，有效性、可靠性是最主要的性能指标。有效性：指在给定信道内传输信息内容的多少，实质是指信息传输的“速度”问题。可靠性：指接收信息的准确程度，实质是指信息传输的“质量”问题。速度和质量是一对矛盾体，根据实际需要取得相对的统一。①传输速率码元速率（波特率）：每秒传送的码元数（B)二进制：RB2，N进制：RBN信息速率：每秒传送的信息量（bit/sorbps)二进制：信息速率=码元速率（单位不同）N进制：②传输质量：（二者关系：二进制与N进制）误码率=错误

7、接收码元数/传送总码元数误信率=错误接收的信息量/传送的信息总量(B)(bit/s)2、试述数字通信的优点，并简述理由。答：1、抗干扰能力强。数字信号可通过中继再生后消除噪声积累，因而理论上，数字信号可传输无限远。2、数字通信可通过差错控制编码，提高通信可靠性。3、由于数字信号通常采用二进制码，便于计算机处理，促成计算机通信。4、数字通信系统可以传输各种消息，使通信系统灵活、通用，有利于实现综合业务通信网（ISDN）。5、数字信号易于加密，可进行保密通信。6、数字通信设备轻小灵便，易于集成化。7、通过数字调制技术，便于实现多路通信。问答题

8、示范1、模拟信号与数字信号的区别是什么？答：时间和幅值都为连续的信号称为模拟信号；而时间与幅值离散化的信号叫做数字信号。3、在数字通信系统中，其可靠性及有效性指标有哪些？如何计算？答：可靠