信道容量及其一般计算方法

实验一信道容量及其一般计算方法1.实验目的一般离散信道容量的迭代运算2.实验要求（1）理解和掌握信道容量的概念和物理意义（2）理解一般离散信道容量的迭代算法（3）采用Matlab编程实现迭代算法（4）认真填写实验报告。3.源代码clc;clearall;//清屏N=input('输入信源符号X的个数N=');//输入行数M=input('输出信源符号Y的个数M=');//输入列数p_yx=zeros(N,M);//程序设计需要信道矩阵初始化为零fprintf('输入信道矩阵概率\n')fori=1:N//从第一行第一列开始输入forj=1:Mp_yx(i,j)=input('p_yx=');//输入信道矩阵概率ifp_yx(i)0//若输出概率小于0则不符合概率分布error('不符合概率分布')endendendfori=1:N//各行概率累加求和s(i)=0;forj=1:Ms(i)=s(i)+p_yx(i,j);endendfori=1:N//判断是否符合概率分布if(s(i)=0.999999||s(i)=1.000001)//若行相加小于等于0.9999999或者大于等于1.000001Error//('不符合概率分布')endendb=input('输入迭代精度：');//输入迭代精度fori=1:Np(i)=1.0/N;//取初始概率为均匀分布（每行值分别为1/N，）endforj=1:M//计算q(j)q(j)=0;fori=1:Nq(j)=q(j)+p(i)*p_yx(i,j);//均匀分布的值乘上矩阵值后+q（j），然后赋值给q（j）实现求和endendfori=1:N//计算d（i）=∑p（yi|xi）ln[p（yi|xi）/∑p(xi)*p（yi|xi）]d(i)=0;forj=1:Mif(p_yx(i,j)==0)d(i)=d(i)+0;elsed(i)=d(i)+p_yx(i,j)*log(p_yx(i,j)/q(j));//公式如上endenda(i)=exp(d(i));//公式如上，对d（i）求指数endu=0;fori=1:Nu=u+p(i)*a(i);//对u的叠加求和endIL=log2(u);//计算IL（信道容量C1=log2∑p（xi）*a（i））IU=log2(max(a));//计算IU(信道容量C2=log2max（a（i））)n=1;while((IU-IL)=b)//若C1-C2一个接近零的数ε则输出信道容量C1否则跳出重新求p（xi）再代入a（i）fori=1:N//以下均同上步骤p(i)=p(i)*a(i)/u;//重新赋值p(i)endforj=1:M//计算q(j)q(j)=0;fori=1:Nq(j)=q(j)+p(i)*p_yx(i,j);//重复刚才步骤endendfori=1:N//计算a(i)d(i)=0;forj=1:Mif(p_yx(i,j)==0)d(i)=d(i)+0;elsed(i)=d(i)+p_yx(i,j)*log(p_yx(i,j)/q(j));endenda(i)=exp(d(i));endu=0;fori=1:N//计算uu=u+p(i)*a(i);endIL=log2(u);//计算ILU=log2(max(a));//计算IUn=n+1;endfprintf('信道矩阵为：\n');disp(p_yx);fprintf('迭代次数n=%d\n',n);fprintf('信道容量C=%f比特/符号',IL);4.实验的算法：1.初始化信源分布：pi=r1，循环变量k=1，门限△，C（0）=-；2.rijikijikikijpppp1)()()(3.risjkijjisjkijjikippp11)(1)()1(]logexp[]logexp[4.])logexp(log[11)()1(risjkijjikpC5.若)1()()1(kkkCCC，则k=k+1，转第2步6.输出P*=rkiP1和1kC，终止。5.实验结果