《信息论与编码》实验讲义

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1、信息论与编码实验讲义2学生实验守则1、进实验室前，必须根据每个实验的预习要求，阅读有关资料。2、按时进入实验室，保持安静和整洁，独立完成实验。3、实验开始前，应仔细检查仪器、设备是否齐备和完好。若有不全或损坏情况，应及时报告指导教师。4、爱护公物，正确使用实验仪器和设备，不得随意动用与本实验无关的仪器和设备。5、接线完毕，先自行检查，再请指导教师检查，确认无误后，方可接通电源。6、在实验过程中必须服从教师指导，严格遵守操作规程，精力高度集中，操作认真，要有严格的科学态度。7、实验进行中，严禁用手触摸线路中带电部分，严禁在未切断电源的情况下

2、改接线路；若有分工合作的情况，必须要分工明确，责任分明，操作要有序，以确保人身安全和设备安全。8、实验中若出现事故或发现异常情况，应立即关断电源，报告指导教师，共同分析事故原因。9、实验完毕，应报请指导教师检查实验报告，认为达到要求后，方可切断电源。并整理好实验装置，经指导教师检查后才能离开实验室。9实验一绘制二进制熵函数曲线一、实验目的1．掌握二进制符号熵的计算；2．掌握MATLAB的应用；3．掌握Matlab绘图函数；4．掌握、理解熵函数表达式及其性质二、实验条件计算机一台，MATLAB仿真软件。三、实验内容（1）MATLAB的应用（

3、请参阅相关书籍）（2）打开MATLAB，在命令窗口中输入eidt，弹出编辑窗口，如图1：图1MATLAB的编辑窗口（3）输入源程序：clear;x=0.001:0.001:0.999y=-x.*log2(x)-(1-x).*log2(1-x);plot(x,y);gridon（4）保存文件为entropy.m；（5）单击Debug菜单下的Run，或直接按F5执行；（6）执行后的结果图2：四、实验分析（1）熵函数是一个严格上凸函数（2）熵的极大值，二进符号的熵在p(x1)=p(x2)=0.5取得极大值9（3）调调整p(x1)的取值步长，重画

4、该曲线图2二进制符号熵函数图9实验二一般信道容量迭代算法一、实验目的1．掌握准对称信道信道容量的计算方法2．掌握准对称信道信源输入概率分布的计算3．掌握一般信道容量迭代算法的原理4．掌握应用MATLAB计算准对称信道的方法5．掌握准对称信道的性质6．掌握互信量的概念及与信道容量的关系二、实验条件计算机一台，MATLAB仿真软件。三、实验内容（1）MATLAB的应用（请参阅相关书籍）（2）打开MATLAB，在命令窗口中输入eidt，弹出编辑窗口，如图3：图3MATLAB的编辑窗口（3）MATLAB仿真建立一个函数Channel.m输入如下代

5、码：function[]=Channel(ArrayP)Hxy=0;fori=1:size(ArrayP,2)Hxy=Hxy-ArrayP(1,i)*log2(ArrayP(1,i));end%Hxy=-1/2*log2(1/2)-1/4*log2(1/4)-1/8*log2(1/8)-1/8*log2(1/8)x=0:0.01:1;Py=ArrayP'*[x;1-x];9Y=Py';result=[];fori=1:size(Y,1)result(i)=0;forj=1:size(Y,2)result(i)=result(i)-Y(i,

6、j)*log2(Y(i,j));endresult(i)=result(i)-Hxy;endplot(x,result,'r');gridon在命令窗口输入：p=[1/21/41/81/8;1/41/21/81/8]；channel(p);得到计算结果如图4图4对于给定P后互信息量图9实验三Huffman编码一、实验目的1．掌握变长编码原理2．掌握二进制Huffman编码原理3．掌握Huffman编码的最佳性二、实验条件计算机一台，MATLAB仿真软件。三、实验内容（1）MATLAB的应用（请参阅相关书籍）（2）打开MATLAB，在命令窗

7、口中输入eidt，弹出编辑窗口，如图3：图3MATLAB的编辑窗口（3）MATLAB仿真建立一个函数huffman.m输入如下代码：function[h,H,L]=huffman(p)%变量p为所有符号出现概率所组成的概率向量%返回值h为利用Huffman编码算法编码后最后得到的编码结果%返回值H为信源熵%返回值为进行Huffman编码后所得到的编码的码字长度iflength(find(p<0))~=0error('Notaprob.vector,negaativecomponent(s)')endif(abs(sum(p)-1)>10e

8、-10)error('Notaprob.vector,componentdonotaddto1')endH=-sum(p.*log2(p))n=length(p);q=p;9m=zeros(n