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1、信息論與編碼技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書通信工程教研室實(shí)驗(yàn)一:信息量及信道容量的計(jì)算一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)該實(shí)驗(yàn),掌握通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)信息量和信道容量的計(jì)算方法二、 實(shí)驗(yàn)要求:對(duì)一個(gè)離散的無(wú)記憶信源,給定信源的輸入概率分布,給定一個(gè)信道特性,計(jì)算各種信息量和熵,并計(jì)算信道容量。三、 實(shí)驗(yàn)原理:n設(shè)輸入Xx1,x2,xi,xn 輸出Yy1,y2,yj,ym,信道的一般數(shù)學(xué)模型如下圖:在給定信源概率分布條件下,各種熵的求解方法如下:) 信源熵) 條件熵) 聯(lián)合熵) 交互熵) 信道容量n一般離散信道容量對(duì)計(jì)算步驟總結(jié)如下:四、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備:計(jì)算機(jī) c+五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 畫出程序設(shè)計(jì)的流程圖,2、 寫出程序代碼,3、
2、 寫出在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 ,4、 對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)二香農(nóng)編碼一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒄莆胀ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)香農(nóng)編碼二實(shí)驗(yàn)要求對(duì)于給定的信源的概率分布,按照香農(nóng)編碼的方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).三、實(shí)驗(yàn)原理給定某個(gè)信源符號(hào)的概率分布,通過(guò)以下的步驟進(jìn)行香農(nóng)編碼1、 信源符號(hào)按概率從大到小排列2、 對(duì)信源符號(hào)求累加和,表達(dá)式: Pi=Pi-1+p(xi)3、 求自信息量,確定碼字長(zhǎng)度。自信息量I(xi)=-log(p(xi);碼字長(zhǎng)度取大于等于自信息量的最小整數(shù)。4、 將累加和用二進(jìn)制表示,并取小數(shù)點(diǎn)后碼字的長(zhǎng)度的碼 。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī) c+五實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出程序設(shè)計(jì)的流程圖,2、寫出程序代碼,3、寫
3、出在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 ,4、對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)三費(fèi)諾編碼一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)費(fèi)諾編碼二實(shí)驗(yàn)要求:對(duì)于給定的信源的概率分布,按照費(fèi)諾編碼的方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).三實(shí)驗(yàn)原理費(fèi)諾編碼的步驟:A 將概率按從大到小的順序排列B 按編碼進(jìn)制數(shù)將概率分組,使每組概率和盡可能接近或相等。C 給每組分配一位碼元D 將每一分組再按同樣原則劃分,重復(fù)b和c,直到概率不再可分為止四 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī) c+五實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、畫出程序設(shè)計(jì)的流程圖,2、寫出程序代碼,3、寫出在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 ,4、對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)四哈夫曼編碼一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)哈夫曼編碼二實(shí)驗(yàn)要求:對(duì)于給定
4、的信源的概率分布,按照哈夫曼編碼的方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn).三實(shí)驗(yàn)原理哈夫曼編碼的步驟:(1). 把信源符號(hào)按概率大小順序排列, 并設(shè)法按逆次序分配碼字的長(zhǎng)度。 (2). 在分配碼字長(zhǎng)度時(shí),首先將出現(xiàn)概率 最小的兩個(gè)符號(hào)的概率相加合成一個(gè)概率(3). 把這個(gè)合成概率看成是一個(gè)新組合符號(hào)地概率,重復(fù)上述做法直到最后只剩下兩個(gè)符號(hào)概率為止。 (4). 完成以上概率順序排列后,再反過(guò)來(lái)逐步向前進(jìn)行編碼,每一次有二個(gè)分支各賦予一個(gè)二進(jìn)制碼,可以對(duì)概率大的賦為零,概率小的賦為1。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備 計(jì)算機(jī) c+五實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫出程序設(shè)計(jì)的流程圖,2、寫出程序代碼,3、寫出在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 ,4、對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行
5、分析。六 參考程序哈夫曼編碼:根據(jù)二叉樹思想,將二叉樹的程序改編 #include<iostream>#include<string>using namespace std;typedef struct int weight; int flag; int parent; int lchild; int rchild;hnodetype;typedef str
6、uct int bit10; int start; char leaf;hcodetype;void huf(char cha,int m,int n) &
7、#160; int i,j,m1,m2,x1,x2,c,p; hnodetype *huffnode=new hnodetype2*n-1; hcodetype *huffcode=new hcodetypen,cd; for(i=0;i<2*n-1;i+)
8、0; /初始化哈夫曼樹 huffnodei.weight=0; huffnodei.parent
9、=0; huffnodei.flag=0; huffnodei.lchild=-1; huffnodei.rchild=-1; for(i=0;i<n;i+)
10、 /哈夫曼結(jié)點(diǎn)賦初值 huffnodei.weight=mi; huffcodei.
11、leaf=chai; for(i=0;i<n-1;i+) /
12、對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼 m1=m2=10000000; x1=x2=0; for(j=0;j<n+i;j+) if(huffnode
13、j.weight<=m1&&huffnodej.flag=0) m2=m1; x2=
14、x1; m1=huffnodej.weight; x1=j;
15、; else if(huffnodej.weight<=m2&&huffnodej.flag=0) m2=huffnodej.weight;
16、160; x2=j; huffnodex1.parent=n+i; huffno
17、dex2.parent=n+i; huffnodex1.flag=1; huffnodex2.flag=1; huffnoden+i.weight=huffnodex1.weight+huffnodex2.weight; huffnoden+i.lchild=x1
18、; huffnoden+i.rchild=x2; for(i=0;i<n;i+)
19、0; /生成哈夫曼樹 cd.start=n-1; c=i; p=huff
20、nodec.parent; while(p!=0) if(huffnodep.lchild=c)
21、; cd.bitcd.start=0; else
22、 cd.bitcd.start=1; cd.start-; c=p;
23、160; p=huffnodec.parent; cout<<huffcodei.leaf<<":" for(j=cd.start+1
24、;j<n;j+) huffcodei.bitj=cd.bitj; cout<<cd.bi
25、tj; cout<<endl; huffcodei.start=cd.start; delete huffcode;
26、 delete huffnode;void main() int i=0; int m10=30,23,10,10,9,8,7,3; char cha10="abcdefgh" float f; cout<<"該字符串為:t" for (i=0;i<strlen(cha);i+) cout<<chai<<"t" cout<<"字符加權(quán)為:t" for (i=
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