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1、8网络信息理论简介8.2网络信道的分类8.3网络信道的信道容量域离散多址接入信道高斯多址接入信道8.4网络中相关信源的信源编码相关信源编码具有边信息的信源编码8网络信息理论简介单用户通信系统：只有一个输入信源和一个输出信源，单向通信。多用户通信系统：信道的输入端和输出端涉及到两个或两个以上的信源和信宿，双向通信。网络信息论：还有许多未解决的问题，至今没有一套完整的网络信息理论。即使将来能够发现，也可能因为太复杂而不能实现。研究的目的在于可告诉通信设计者距离网络最优化多近，也可启发设计者获得提高通信性能的途径。网络信息
2、论研究的主要内容：网络信道的信道容量。这种信道的容量不能简单地用一实数表示，可传输的信息率也不能用正实轴上一个区间来代表，而需用多维空间中的一个区域来表示。网络信道编码定理。即证明在上述网络信道容量范围内，一定有一种编码方式，能够可靠地传输信息。相关信源的信源编码问题。研究相互关联的多个信源进行无失真和有失真编码时的可达速率区域。8网络信息理论简介（1）多址接入信道(MAC)：多个信道输入信号，可供多个信源同时接入，但只有一个信道输出信号。如卫星上行、移动上行、光纤上行；CDMA、TDMA8.2网络信道的分类信源1信
3、源2信源M编码器1编码器2编码器M信道译码器U1U2UMX2XMYU’1U’2U’MX1(2)广播信道：单一输入端口和多个输出端口与一般的广播概念不同的是，各信宿要接收的信息并不一定相同。如卫星下行、CATV、移动下行8.2网络信道的分类信源1信源2信源M译码器1译码器2译码器M信道编码器YMXU’1U’2U’MY1（3）中继信道：可以看成广播信道和多址接入信道的组合，是一对用户之间经过多种途径中转所进行的单向通信。一个输入信号和一个输出信号。如中继微波接力系统、一对地面站可经一个或多个卫星中转或者经地面通信转接而实
4、现单向通信。8.2网络信道的分类信源中继点信道译码器XY1X1Y信道信道（4）双向信道：在同一端既有发送，又有接收许多实用信道本质上都是双向信道。8.2网络信道的分类信源1接收端2编码器1译码器2译码器1编码器2接收端1信源2双向信道X1X2Y1Y2（5）多端网络：由多个信源和多个信宿经过多个信道组成，一般要用图论方法研究。8.2网络信道的分类信源1编码器1译码器1信宿1通信网X1Y1信源2信源m编码器2编码器m译码器2译码器n信宿2信宿nU2UmX2XmY2Ym为了信息的可靠传输，各发送者不但要克服信道噪声，而且还
5、要克服各发送端彼此之间的串扰。8.3网络信道的信道容量域信源U1信源U2编码器f1编码器f2信道p(y/x1,x2)X2YU’1U’2X1译码器g8.3.1离散多址接入信道使Pe→0的速率对(R1,R2)称为可达速率对，所有可达速率对的集合称为多址信道的信道容量域。定理：二址接入信道[X1×X2,P(y
6、x1x2),Y]的容量区域，由满足下述凸壳的闭包给定其中,C(P1,P2)是在乘积空间X1×X2上，对所有可能的输入概率分布求得的可达速率对(R1,R2)的集合。8.3.1离散多址接入信道R2I(X1,X2;Y)I(
7、X2;Y/X1)ACI(X2;Y)D0BR1I(X1;Y)I(X1;Y/X2)I(X1,X2;Y)8.3.1离散多址接入信道B点：发送者2不传送任何信息时，发送者1可传送的最大信息率。此时发送者1可传送的信息率大于单用户的情况8.3.1离散多址接入信道D点：发送者1以最大的信息传输率发送时，发送者2能够发送的最大信息传输率。该值是在信道中将X2传送到Y，而把X1看作为噪声而求得的。此时，相当于X2以信息率I(X2;Y)在单用户信道中传输的结果。因为I(X2;Y)=I(X1,X2;Y)-I(X1;Y/X2)，所以，当接
8、收端知道X2的码字也在发送时，就要在信道传输的结果中将X2的码字“减”出来。区域中的点A，C和B，D点有相似的含义。当给定某个输入分布，可得某区域C(P1,P2)；不同的输入分布可得不同的区域。因此二址接入信道的容量区是所有可能C(P1,P2)的凸闭包，是一个多角形的凸包。8.3.1离散多址接入信道R2C12C20C1C12R1上述结论很容易推广到T个独立发送端的一般情况。已知条件概率P(y/x1x2…xT)，此时各发送端可达速率范围为8.3.1离散多址接入信道例8.1二址独立的二元对称信道的容量区域，发送者X1和发
9、送者X2，接收端Y。1－p100X1p1p1111－p11－p2Y00X2p2p2111－p28.3.1离散多址接入信道计算得C1=1－H(p1),此时p1(0)=p1(1)=1/2,p2(0)+p2(1)=1；C2=1－H(p2)，此时p2(0)=p2(1)=1/2,p1(0)+p1(1)=1。因为这两信道是互相独立的，没有彼此干扰，所以C1
