正式实验报告二—信道容量的计算

-1-一、实验目的1．掌握离散信道的信道容量的计算方法；2．理解不同类型信道的不同特点与不同的计算方法；二、实验内容1．进一步熟悉一般离散信道的信道容量计算方法；2．进一步复习巩信道性质与实际应用；3．学习如何将复杂的公式转化为程序。三、实验仪器、设备1、计算机－系统最低配置256M内存、P4CPU；2、MATLAB编程软件。四、实现原理信道容量是信息传输率的极限，当信息传输率小于信道容量时，通过信道编码，能够实现几乎无失真的数据传输；当数据分布满足最佳分布时，实现信源与信道的匹配，使得信息传输率能够达到信道容量。本实验利用信道容量的算法，使用计算机完成信道容量的计算。实验采用迭代算法计算信道容量，即：设DMC的转移概率pyx(i,j)，p(i)是任意给定的一组初始给定输入分布，开始为等概率分布，以后逐次迭代更新p(i)的取值。其所有分量P(i)均不为0。按照如下方法进行操作：具体方法：1、计算q(j)=ijipyxip),(*)(，pyx(i,j)为信道转移概率2、计算a(i)-2-先算中间变量d(i)=jjqjipyxjipyx)(/),(log(*),(然后，a(i)=exp(d(i))3、计算中间变量U=iipia)(*)(4、计算IL=log2(u)5、计算IU=log2(max(a(i))6、当IU-IL（为设定的迭代精度）时，进入以下循环，否则输出迭代次数n，信道容量C=IU计算结果，最佳分布p(i)。①重新计算p(i)=p(i)*a(i)/U②计算q(j),方法同1③计算a(i)，方法同2④计算中间变量U=iipia)(*)(⑤计算IL=log2(u)⑥计算IU=log2(max(a(i))⑦计次变量n=n+1返回6判断循环条件是否满足。五、实验步骤1、计算非对称信道的信道容量运行程序-3-待程序运行完毕，记录迭代次数n和信道容量计算结果C。2、计算对称信道的信道容量运行程序-4-待程序运行完毕，记录迭代次数n和信道容量计算结果C。六、实验报告要求1、根据格式要求撰写实验报告；2、附录完整的程序代码；3、总结实验心得。七、思考题1、考虑当信道转移矩阵为非方阵时，影响信道容量的因素有那些？2、迭代精度和迭代次数的关系？