信息论与编码试题集与答案(2014)改

1、平均自信息为表示信源的平均不确定度，也表示平均每个信源消息所提供的信息量。平均互信息表示从Y获得的关于每个X的平均信息量、发X前后Y的平均不确定性减少的量、通信前后整个系统不确定性减少的量。2、最大离散熵定理为：离散无记忆信源，等概率分布时熵最大,最大熵值为。3、香农公式为为保证足够大的信道容量，采用（1用频带换信噪比；（2用信噪比换频带。4、只要，当N足够长时，一定存在一种无失真编码。5、当R＜C时，只要码长足够长，一定能找到一种编码方法和译码规则，使译码错误概率无穷小。6、1948年，美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文，从而创立了信息论。7.研究信息论目的高效、可靠、安全地交换利用信息。8.可度量性建立信息论的基础。9.统计度量信息度量最常用方法。10、单符号离散信源用随机变量描述，多符用随机矢量。11、一随机事件发生某一结果后所带来的信息量称为自信息量，定义为其发生概率对数的负值。12、自信息量单位比特、奈特、笛特。13、必然事件的自信息0。14、不可能事件的自信息量是∞。15、两相互独立随机变量的联合自信息量等于两个自信息量之和。16、数据处理定理：消息多级处理后，处理器数目增多，输入消息与输出之间的平均互信息量趋于变小。17、离散平稳无记忆信源X的N次扩展信源的熵等于X的熵的N倍。18、离散平稳有记忆信源的极限熵H)/(lim121NNNXXXXH。19、n元m阶马尔可夫信源，状态空间有nm个不同状态。20、一维连续随即变量X在[a，b]内均匀分布，信源熵log2（b-a）。21、平均功率为P高斯分布连续信源，信源熵Hc（X）=eP2log212。22、对限峰值功率的N维连续信源，当概率密度均匀分布时连续信源熵最大值。23、对限平均功率的一维连续信源，当概率密度高斯分布时信源熵有最大值。24、均值为0，平均功率受限连续信源，信源冗余度决定于平均功率限定值P和信源的熵功率P之比。25、若一离散无记忆信源的信源熵H（X）等于2.5，对信源进行等长的无失真二进制编码，则编码长度至少为3。26、m元长度为ki，i=1，2，···n的异前置码存在的充要条件是：nikim11。27、若把掷骰子的结果作为一离散信源，则其信源熵为log26。28.熵是香农信息论最基本最重要的概念。29.事物的不确定度是用时间统计发生概率的对数来描述的。30、一副充分洗乱的扑克牌（52张），从中任意抽取1张，然后放回，若把这一过程看作离散无记忆信源，则其信源熵为52log2。31、根据输入输出信号的特点，可将信道分成离散信道、连续信道、半离散或半连续信道。32、信道的输出仅与信道当前输入有关，而与过去输入无关的信道称为无记忆信道。33、具有一一对应关系的无噪信道的信道容量C=log2n。34、强对称信道的信道容量C=log2n-Hni。35、对称信道的信道容量C=log2m-Hmi。36、对于离散无记忆信道和信源的N次扩展，其信道容量CN=NC。37N个对立并联信道，信道容量CN=NkkC1。41、当信道的噪声对输入的干扰作用表现为噪声和输入线性叠加时，此信道称为加性连续信道。42、高斯加性信道的信道容量C=)1(log212NXPP。43、信道编码定理是一个理想编码的存在性定理，即：信道无失真传递信息的条件是信息率小于信道容量。44、信道矩阵10002/12/1代表信道容量C=1。45、信道矩阵100101代表的信道信道容量C=1。46、高斯加性噪声信道中，信道带宽3kHz，信噪比为7，则该信道的最大信息传输速率Ct=9kHz。47、对于具有归并性能的无燥信道，达到信道容量的条件是p（yj）=1/m）。48、信道矩阵1001代表的信道，若每分钟可以传递6*105个符号，则该信道的最大信息传输速率Ct=10kHz。50、求解率失真函数的问题，即：在给定失真度的情况下，求信息率的极小值。51、信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大，信宿收到消息后对信源存在的不确定性就越大，获得的信息量就越小。52、信源的消息通过信道传输后的误差或失真越大道传输消息所需的信息率也越小。53、单符号的失真度或失真函数d（xi，yj）表示信源发出一个符号xi，信宿再现yj所引起的误差或失真。54、汉明失真函数d（xi，yj）=jiji10。55、平方误差失真函数d（xi，yj）=（yj-xi）2。56、平均失真度定义为失真函数的数学期望，即d（xi，yj）在X和Y的联合概率空间P（XY）中的统计平均值。57、如果信源和失真度一定，则平均失真度是信道统计特性的函数。58、如果规定平均失真度D不能超过某一限定的值D，即：DD。我们把DD称为保真度准则。59、离散无记忆N次扩展信源通过离散无记忆N次扩展信道的平均失真度是单符号信源通过单符号信道的平均失真度N倍。60、试验信道的集合用PD来表示，则PD=mjniDDxypij,,2,1,,,2,1;:)/(。61、信息率失真函数，简称为率失真函数，即：试验信道中的平均互信息量的最小值。62、平均失真度的下限取0的条件是失真矩阵的每一行至少有一个零元素。63、平均失真度的上限Dmax取{Dj：j=1，2，···，m}中的最小值。64、率失真函数对允许的平均失真度是单调递减和连续的。65、对于离散无记忆信源的率失真函数的最大值是log2n。66、当失真度大于平均失真度的上限时Dmax时，率失真函数R（D）=0。69、保真度准则下的信源编码定理的条件是信源的信息率R大于率失真函数R（D）。70、某二元信源2/12/110)(XPX其失真矩阵D=00aa，则该信源的Dmax=a/2。71、某二元信源2/12/110)(XPX其失真矩阵D=00aa，则该信源的Dmin=0。72、某二元信源2/12/110)(XPX其失真矩阵D=00aa，则该信源的R（D）=1-H（D/a）。73、按照不同的编码目的，编码可以分为三类：分别是信源编码、信道编码和安全编码。74、信源编码的目的是：提高通信的有效性。76、连续信源或模拟信号的信源编码的理论基础是限失真信源编码定理。79、对具有8个消息的单符号离散无记忆信源进行4进制哈夫曼编码时，为使平均码长最短，应增加2个概率为0的消息。80、对于香农编码、费诺编码和哈夫曼编码，编码方法惟一的是香农编码。81、对于二元序列0011100000011111001111000001111111，其相应的游程序列是23652457。85、在实际的游程编码过程中，对长码一般采取截断处理的方法。88、“冗余变换”即：将一个冗余序列转换成一个二元序列和一个缩短了的多元序列。91、信道编码的最终目的提高信号传输的可靠性。92、狭义的信道编码即：检、纠错编码。93、BSC信道即：二进制对称信道。94、n位重复码的编码效率是1/n。96、任意两个码字之间的最小汉明距离有称为码的最小距dmin，则dmin=)',(min'ccdcc。97、若纠错码的最小距离为dmin，则可以纠正任意小于等于t=21mind个差错。98、若检错码的最小距离为dmin，则可以检测出任意小于等于dmin-1个差错。99、线性分组码是同时具有分组特性和线性特性的纠错码。100、循环码即是采用循环移位特性界定的一类线性分组码。1．信息的基本概念在于它的不确定性。2．按照信源发出的消息在时间和幅度上的分布情况，可将信源分成离散信源和连续信源两大类。3．按树图法构成的码一定满足即时码的定义。4．有扰离散信道编码定理称为香农第二极限定理。5．纠错码的检、纠错能力是指检测、纠正错误码元的数目。6．信道一般指传输信息的物理媒介，分为有线信道和无线信道。7．Ｘ取值受限于有限区间［a,b］，则X服从均匀分布时，其熵达到最大；如X均值为，方差受限为2，则X服从高斯分布时，其熵达到最大。8．根据码字所含的码元的个数，编码可分为定长编码和变长编码。9.在现代通信系统中，信源编码主要用于解决信息传输中的有效性，信道编码主要用于解决信息传输中的可靠性，加密编码主要用于解决信息传输中的安全性。10.对称DMC信道的输入符号数为n，输出符号数为m，信道转移概率矩阵为pij，则该信道的容量为ijmjijppmCloglog1。11.采用m进制编码的码字长度为Ki，码字个数为n，则克劳夫特不等式为11niKim，它是判断唯一可译码存在的充要条件。12.差错控制的基本方式大致可以分为前向纠错、反馈重发和混合纠错。13.齐次马尔可夫信源的一步转移概率矩阵为P，稳态分布W，则W和P满足的方程为W=WP。14.设某信道输入端的熵为H(X)，输出端的熵为H(Y)，该信道为无噪有损信道，则该信道的容量为MAXH（Y）。15.某离散无记忆信源X，其符号个数为n，则当信源符号呈等概_____分布情况下，信源熵取最大值___log（n）。由m个“0”和（100-m）个“1”构成的序列，序列的自信息量为)8/7(log)100(8log22mm比特/符号。16.如某线性分组码的最小汉明距dmin=4，则该码最多能检测出___3____个随机错，最多能纠正__1____个随机错。17.克劳夫特不等式是唯一可译码___存在___的充要条件。18.平均互信息量I(X;Y)与信源熵和条件熵之间的关系是___I(X;Y)=H(X)-H(X/Y)___。19_信源___提高通信的有效性，_信道____目的是提高通信的可靠性，_加密__编码的目的是保证通信的安全性。20.信源编码的目的是提高通信的有效性，信道编码的目的是提高通信的可靠性，加密编码的目的是保证通信的安全性。21.设信源X包含8个不同离散消息，当且仅当X中各个消息出现的概率为__1/8__时，信源熵达到最大值，为___3____。22.自信息量表征信源中各个符号的不确定度，信源符号的概率越大，其自信息量越_小___。23.信源的冗余度来自两个方面，一是信源符号之间的__相关性__，二是信源符号分布的__不均匀性__。24.最大后验概率译码指的是译码器要在已知r的条件下找出可能性最大的发码作为译码估值，即令=maxP(|r)___。25.常用的检纠错方法有__前向纠错___、反馈重发和混合纠错三种。26.在无失真信源中，信源输出H(X)来度量；在有失真信源中，信源输出R(D)来度量。27.带限AWGN波形信道在平均功率受限条件下信道容量的基本公式，也就是有名的香农公式是log(1)CWSNR；当归一化信道容量C/W趋近于零时，也即信道完全丧失了通信能力，此时Eb/N0为-1.6dB，我们将它称作香农限，是一切编码方式所能达到的理论极限。28.已知n＝7循环码42()1gxxxx，则信息位长度k为3，校验多项式h(x)=31xx。