第3章3132信道模型信道容量.pptx
《第3章3132信道模型信道容量.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章3132信道模型信道容量.pptx(62页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、13.1信道的数学模型和分类信道的数学模型和分类o信道是信息传输的媒介或通道。信道可以看成是一个变换器,它将输入事件X变换成输出事件Y。X与Y之间是统计依赖关系。o信道的数学模型:X P(y/x)Y信道XY干扰2信道的分类按时间特性信道的分类按时间特性根据输入输出事件的时间特性和集合的特点根据输入输出事件的时间特性和集合的特点:o离散信道离散信道:输入离散,输出离散o连续信道连续信道:输入连续,输出连续o半连续信道半连续信道:输入和输出一个离散一个连续o时间离散的连续信道时间离散的连续信道:输入和输出分别为有限个或可数无限个取自连续集的序列3信道的分类按输入输出个数信道的分类按输入输出个数根据
2、信道的输入和输出个数根据信道的输入和输出个数:o两端信道(两用户信道)两端信道(两用户信道):输入和输出均只有一个事件集;o多端信道(多用户信道)多端信道(多用户信道):输入和输出中至少有一个具有两个或两个以上的事件集。4信道的分类按信道接入信道的分类按信道接入根据信道接入的不同根据信道接入的不同:o多元接入信道多元接入信道:多个不同信源的信息经编码后送入统一信道传输,接收端译码后再送给不同的信宿。如在卫星通信系统中的应用。o广播信道广播信道:单一输入,多个输出。5信道的分类按统计特性信道的分类按统计特性根据信道的统计特性根据信道的统计特性:o恒参信道恒参信道:统计特性不随时间变化;o随参信道
3、随参信道:统计特性随时间变化。6信道的分类按记忆特性信道的分类按记忆特性根据信道的记忆特性根据信道的记忆特性o无记忆信道无记忆信道:信道输出仅与当前的输入有关;o有记忆信道有记忆信道:信道输出不仅与当前输入有关,还与过去的输入有关。7平均互信息平均互信息o定义:原始信源熵与信道疑义度之差称为平均互信息o含义:接收到输出符号集Y以后,平均每个符号获得的关于X的信息量。8o平均互信息量等于X,Y的熵与它们的联合熵之差,即nI(X;Y)=H(X)+H(Y)H(X,Y)o平均互信息量总大于或等于0,即nI(X;Y)=I(Y;X)0oX与X的平均互信息量等于X的熵,即nI(X;X)=H(X)o对于固定的
4、信源分布,平均互信息量I(X;Y)是信道传递概率p(y/x)的下凸函数。o对于固定的信道,平均互信息I(X;Y)是输入信源的概率分布p(x)的上凸函数。平均互信息量平均互信息量9例例3.2.3 分析二元对称信道分析二元对称信道o考虑二元信道10例例3.2.3固定二元对称信道的平均互信息固定二元对称信道的平均互信息o二元对称信道的平均互信息为:o定理:当信道固定,即 p 为一个固定常数时,可得出 I(X;Y)是信源分布 w 的上凸函数,如下图所示(固定二元对称信道的平均互信息)11例例3.2.3固定二元对称信道的平均互信息固定二元对称信道的平均互信息o图示曲线表明,对于固定的信道,输入符号集X的
5、概率分布不同时,在接收端平均每个符号所获得的信息量就不同。o当输入符号为等概率分布时,即 平均互信息量 I(X;Y)为最大值,这时,接收每个符号所获得的信息量最大。o该定理是研究信道容量的基础。12例例3.2.3固定二元对称信道的平均互信息固定二元对称信道的平均互信息o图示曲线表明,对于固定的信道,输入符号集X的概率分布不同时,在接收端平均每个符号所获得的信息量就不同。o当输入符号为等概率分布时,即 平均互信息量 I(X;Y)为最大值,这时,接收每个符号所获得的信息量最大。o该定理是研究信道容量的基础。13例例3.2.3固定信源分布时的平均互信息固定信源分布时的平均互信息o二元对称信道的平均互
6、信息为o定理:当固定信源的概率分布 w 时,则平均互信息 I(X;Y)是信道特性 p 的下凸函数,如下图所示:14例例3.2.3固定信源分布时的平均互信息固定信源分布时的平均互信息o从上图可知,当二元信源固定后,改变信道特性 p 可获得不同的平均互信息I(X;Y)。o当 p=1/2 时,I(X;Y)=0,即在信道输出端获得的信息最小,这意味着信源的信息全部损失在信道中,这是一种最差的信道,其噪声最大。o该定理是信息率失真论的基础。15第第3章信道容量章信道容量o3.1信道的数学模型和分类信道的数学模型和分类o3.2单符号离散信道的信道容量单符号离散信道的信道容量n3.2.1 信道容量的定义信道
7、容量的定义n3.2.2 几种特殊离散信道的信道容量几种特殊离散信道的信道容量n3.2.3 离散信道容量的一般计算方法离散信道容量的一般计算方法o3.3多符号离散信道多符号离散信道o3.4多用户信道多用户信道o3.5连续信道连续信道o3.6信道编码定理信道编码定理16信道容量的定义信道容量的定义o定义:信道容量为平均互信息的最大值n其单位是比特/符号或奈特/符号。o平均互信息 I(X;Y)是输入变量 X 概率分布 p(x)的上凸函数。n对于一个固定的信道,总存在一种信源概率分布,使传输每一个符号平均获得的信息量,即平均互信息 I(X;Y)最大,而相应的概率分布 p(x)称为最佳输入分布最佳输入分
8、布最佳输入分布最佳输入分布。17信道容量的概念信道容量的概念o信道容量C仅与信道的统计特性有关,与信源分布无关。nI(X;Y)的值是由信道传递概率决定的。n信道传递概率矩阵描述了信道的统计特性o平均互信息 I(X;Y)在数值计算上表现为输入分布 p(x)的上凸函数,所以存在一个使某一特定信道的信息量达到极大值信道容量C的信源。o信道容量表征信道传送信息的最大能力。n实际中信道传送的信息量必须小于信道容量,否则在传送过程中将会出现错误。18信息传输率信息传输率R与信息传输速率与信息传输速率RtoR 定义为:信道中平均每个符号所能传送的信息量。单位为:比特/符号。n平均互信息I(X;Y)是接收到符
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 3132 信道 模型 信道容量
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。