《信道与信道容量》PPT课件.ppt

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1、主要内容信道分类与表示方法信道容量的计算1普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著第3章信道与信道容量信道分类和表示参数离散单个符号信道及其容量2普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.1信道分类和表示参数信道分类用户数量：单用户、多用户输入端和输出端关系：无反馈、有反馈信道参数与时间的关系：固参、时变参噪声种类：随机差错、突发差错输入输出特点：离散、连续、半离散半连续、波形信道3普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.1信道分类和表示

2、参数信道参数4普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.1信道分类和表示参数信道种类1、无干扰（无噪声）信道2、有干扰无记忆信道信道的输出信号Y与输入信号X之间又确定的关系。信道的输出信号Y与输入信号X之间没有确定关系5普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.1信道分类和表示参数1）二进制对称信道（BSC）由于这种信道的输出比特仅与对应时刻的一个输入比特有关，而与以前的输入无关，所以这种信道是无记忆的6普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等

3、编著3.1信道分类和表示参数2)离散无记忆信道7普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.1信道分类和表示参数设计和分析离散信道编码、解码器的性能DMC信道模型分析性能的理论极限，则多用离散输入、连续输出8普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量信息传输率信道在单位时间内平均传输的信息量定义为信息传输速率R=I(X;Y)=H(X)－H(X/Y)比特/符号Rt=I(X;Y)/t比特/秒9普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》

4、曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量信道容量比特/符号（bits/symbol或bits/channeluse）对于某特定信道，若转移概率已经确定，则互信息就是关于输入符号分布函数型凸函数如果已知符号传送周期是T秒，也可以“秒”为单位来计算信道容量，此时Bit/s、nat/s注：对于特定的信道，信道容量是个定值，但在传输信息时信道能否提供最大传输能力，则取决于输入端的概率分布。10普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量3.2.1无干扰离散信道的信道容

5、量X、Y一一对应C＝maxI(X;Y)＝logn多个输入变成一个输出C＝maxI(X;Y)＝maxH(Y)一个输入对应多个输出C＝maxI(X;Y)＝maxH(X)11普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量对称DMC信道定义输入对称如果转移概率矩阵P的每一行都是第一行的置换(包含同样元素)，称该矩阵是输入对称输出对称如果转移概率矩阵P的每一列都是第一列的置换(包含同样元素)，称该矩阵是输出对称对称的DMC信道如果输入、输出都对称12普通高等教育“十五”国家

6、级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量对称DMC信道例子13普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量输入对称输出对称14普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量对称信道容量15普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量Eg.求信道容量16普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著第六讲复习离散单个符号的信道及

7、其容量信道的描述对称DMC信道及其信道容量的计算本节内容准对称DMC信道一般DMC信道离散序列信道及其容量17普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量Eg.求信道容量信道输入符号和输出符号的个数相同，都为n，且正确的传输概率为1－，错误概率被对称地均分给n-1个输出符号，此信道称为强对称信道或均匀信道，是对称离散信道的一个特例18普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量二进制对称信道容量C＝1－H（）

8、19普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量串联信道C(1,2)=maxI(X;Z)，C(1,2,3)=maxI(X;W)…20普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹雪虹等编著3.2离散单个符号信道及其容量Eg.设有两个离散BSC信道串接，两个BSC信道的转移矩阵如下，求信道容量21普通高等教育“十五”国家级规划教材《信息论与编码》曹