信息论课后题答案

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1、2.2居住某地区的女孩子有25%是大学生，在女大学生中有75%是身高160厘米以上的，而女孩子中身高160厘米以上的占总数的一半。假如我们得知“身高160厘米以上的某女孩是大学生”的消息，问获得多少信息量？解：设随机变量X代表女孩子学历Xx1（是大学生）x2（不是大学生）P(X)0.250.75设随机变量Y代表女孩子身高Yy1（身高>160cm）y2（身高<160cm）P(Y)0.50.5已知：在女大学生中有75%是身高160厘米以上的即：求：身高160厘米以上的某女孩是大学生的信息量即：2.4设

2、离散无记忆信源，其发出的信息为(02120130213001203210110321010021032011223210)，求(1)此消息的自信息量是多少？(2)此消息中平均每符号携带的信息量是多少？解：(1)此消息总共有14个0、13个1、12个2、6个3，因此此消息发出的概率是：此消息的信息量是：(2)此消息中平均每符号携带的信息量是：2.9设有一个信源，它产生0，1序列的信息。它在任意时间而且不论以前发生过什么符号，均按P(0)=0.4，P(1)=0.6的概率发出符号。(1)试问这个信源是否

3、是平稳的？(2)试计算H(X2),H(X3/X1X2)及H∞；(3)试计算H(X4)并写出X4信源中可能有的所有符号。解：(1)这个信源是平稳无记忆信源。因为有这些词语：“它在任意时间而且不论以前发生过什么符号……”(2)(3)2.10一阶马尔可夫信源的状态图如下图所示。信源X的符号集为{0,1,2}。(1)求平稳后信源的概率分布；(2)求信源的熵H∞。解：(1)(2)2.12同时掷出两个正常的骰子，也就是各面呈现的概率都为1/6，求：(1)“3和5同时出现”这事件的自信息；(2)“两个1同时出现

4、”这事件的自信息；(3)两个点数的各种组合（无序）对的熵和平均信息量；(4)两个点数之和（即2,3,…,12构成的子集）的熵；(5)两个点数中至少有一个是1的自信息量。解：(1)(2)(3)两个点数的排列如下：111213141516212223242526313233343536414243444546515253545556616263646566共有21种组合：其中11，22，33，44，55，66的概率是其他15个组合的概率是(4)参考上面的两个点数的排列，可以得出两个点数求和的概率分布如

5、下：(5)3.1设信源通过一干扰信道，接收符号为Y={y1,y2}，信道转移矩阵为，求：(1)信源X中事件x1和事件x2分别包含的自信息量；(2)收到消息yj(j=1,2)后，获得的关于xi(i=1,2)的信息量；(3)信源X和信宿Y的信息熵；(4)信道疑义度H(X/Y)和噪声熵H(Y/X)；(5)接收到信息Y后获得的平均互信息量。解：1)2)4)5)3.2设二元对称信道的传递矩阵为(1)若P(0)=3/4,P(1)=1/4，求H(X),H(X/Y),H(Y/X)和I(X;Y)；(2)求该信道的信

6、道容量及其达到信道容量时的输入概率分布；解：1)2)3.19在图片传输中，每帧约有2.25Í106个像素，为了能很好地重现图像，能分16个亮度电平，并假设亮度电平等概分布。试计算每分钟传送一帧图片所需信道的带宽（信噪功率比为30dB）。解：5.1设信源(1)求信源熵H(X)；(2)编二进制香农码；(3)计算平均码长和编码效率。解：(1)(2)xip(xi)pa(xi)ki码字x10.203000x20.190.23001x30.180.393011x40.170.573100x50.150.743

7、101x60.10.8941110x70.010.9971111110(3)5.2对信源编二进制费诺码，计算编码效率。解：xip(xi)编码码字kix10.200　　002x20.1910　0103x30.181　0113x40.1710　　102x50.1510　1103x60.11011104x70.011111145.3对信源编二进制和三进制哈夫曼码，计算各自的平均码长和编码效率。解：二进制哈夫曼码：xip(xi)编码码字kis6　　1　　s5　0.610　　s4　0.39　1　　s3　0.

8、35　0　　　s2　0.26　　1　　　x10.2　　　0　102x20.19　　　1　112x30.18　　0　0003x40.17　　1　0013x50.15　0　0103s1　0.111　　　x60.10　01104x70.011　　　　　01114三进制哈夫曼码：xip(xi)编码码字kis31　　s20.540　　s10.261　　x10.2221x20.190002x30.181012x40.172022x50.150102x60.11112x70.012122