信息与编码理论实验指导书

实验一 信道容量的迭代算法

一、

实验目的

1、掌握信道容量的概念。

2、了解迭代法计算信道容量的流程。 3、熟悉Matlab程序的设计和调试方法。 二、

实验要求

1、学习Matlab软件编程和调试方法；

2、输入：任意一个信道转移概率矩阵。包括信源符号个数、信宿符号个数、

信道转移概率，在程序运行时从键盘输入； 3、输出：输入的信道矩阵、信道容量C。 三、

算法描述

?1. 初始化信源分布p(0)?(p1,p2,???,pi,???,pr)（一般初始化为均匀分布），

置迭代计数器k?0,设信道容量相对误差门限为?,??0,可设C(0)???； 2. ?(k)ji?pijpi(k)?piijp(k)ii?1,2,???,r；j?1,???,s

3. pi(k?1)??exp??pijln?(jik)??j???????(k)??exp??pijln?ji???i?????j??????(k)??ln??exp??pijln?ji?? ??j???i?i?1,???,r

4. C(k?1)5. 如果

C(k?1)?C(k)C(k?1)??,转向7

6. 置迭代序号k?1?k，转向2

7. 输出pi(k?1)和C(k?1)的结果 8. 停止 四、

实验报告内容

1、画出信道容量迭代算法流程图；

2、给出实验结果的截图（输入信道矩阵和信道容量计算结果）； 3、对各种情况的实验结果进行分析和检验。

附：实验用Matlab源程序。（如果使用了非给定源程序）

实验报告提交：电子文档（邮箱：yangxiaoping2004@163.com） 实验过程：结果出来时，请实验老师检查并做记录（1个结果即可）。

实验二 唯一可译码判决准则

一、

实验目的

1、了解唯一可译码的概念。 2、掌握唯一可译码判决准则。 3、掌握Matlab程序调试方法。 二、

实验要求

1、使用Matlab软件编程；

2、输入：任意的一个码。码字个数和每个具体的码字在运行时从键盘输入； 3、输出：判决（是唯一可以码/不是唯一可以码）。 三、

算法描述

1. 考查C中所有的码字，若Wi是Wj的前缀，则将相应的后缀作为一个尾随后缀码放入集合F0中；

2. 考查C和Fi两个集合，若Wi?C是Wj?Fi的前缀或Wi?Fi是Wj?C的

前缀，则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi?1中； 3. F??Fi即为码C的尾随后缀集合；

i4. 若F中出现了C中的元素，则算法终止，返回假(C不是唯一可译码)；否则，若F中没有出现新的元素，则返回真(C是唯一可译码)。 四、

实验报告内容

1、实验用Matlab源程序。 2、实验结果分析。 3、实验心得体会。

实验三 Huffman编码

一、

实验目的

1、理解变长码的编码方法； 2、掌握Huffman码的编码方法； 3、学习Matlab程序调试方法。 二、

实验要求

1、使用Matlab软件编程；

2、输入：信源符号个数、每个信源符号的概率分布在运行时从键盘输入； 3、输出：信源符号与码字的对应关系表（编码表）。 三、

实验报告内容

1、画出Huffman编码方法的实现流程图。 2、实验至少包括两组数据，并对结果进行分析。 3、如果有更好的Matlab程序请上传。

实验四 费诺编码

一、

实验目的

1、了解费诺码的特点。 2、掌握费诺编码的编码方法。 3、掌握Matlab程序调试方法。 二、

实验要求

1、使用Matlab软件编程；

2、输入：信源符号个数r、信源的概率分布P?{p(si)}，i = 1，…，r； 3、输出：每个信源符号对应的费诺编码的码字。 三、

算法描述

1、将信源符号si，i =1，…，r以概率递减次序排序

2、将依次排列的信源符号以概率分为两组，使两组的概率和之差最小，并对各组分别赋予二元码符号‘0’和‘1’

3、将每一组的信源符号进一步再分成两组，使划分后的两个组的概率之差最小，又分别赋予各组二元码符号‘0’和‘1’

4、如此重复，直至每组只剩下一个信源符号为止 5、信源符号所对应的从左至右的码符号序列即为码字 四、

实验报告内容

1、实验用Matlab源程序。 2、实验结果分析。 3、实验心得体会。

实验五 (7,4)线性分组码

一、

实验目的

1、加深理解（7，4）线性分组码的编码和译码方法，理解码的纠错性能； 2、通过编程实现（7，4）线性分组码的编译码算法； 3、熟练Matlab程序调试方法。 二、

实验要求

1、使用Matlab软件编程；

2、输入：长度为4的任意二进制序列 — [a1 a2 a3 a4]；

3、输出：输入数据经（7，4）线性分组码的编码器编码后，输出信道编码[b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7]。通过模拟信道传输后（设定传输错误位），再经过（7，4）线性分组码的译码器译码输出得到信宿端的长度为4的二进制序列 — [Data1 Data2 Data3 Data4]。 三、

实验报告内容

1、叙述线性分组码的编译码原理；

2、通过实验列出输入信息组和信道编码输出码字； 3、通过实验列出标准阵列译码表； 4、给出两组实验结果截图。

实验六 Hamming(7,4)编译码器

一、

实验目的

1、加深理解Hamming（7，4）码的编码方法和抗干扰性能。

2、通过编程实现Hamming（7，4）码的编码算法，进一步掌握按位二进制加法的实现。

3、掌握Matlab程序调试方法。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xdk2.html