Точной механики и оптики

 

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Санкт-Петербургский государственный институт

точной механики и оптики

(Технический университет)

 

Кафедра вычислительной техники

 

А.А.Ожиганов, М.В.Тарасюк

 

ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ПО ДИСКРЕТНЫМ КАНАЛАМ

  Учебно-методическое пособие по дисциплине "Теория информации"

Оглавление

1.Сигналы и помехи в системах передачи информации 4

Решение типовых примеров 10

Задачи 16

2.Дискретные каналы 18

2.1. Собственная информация. Взаимная информация 18

Решение типовых примеров 20

Задачи 25

2.2.Средняя собственная информация (энтропия) 27

Решение типовых примеров 30

Задачи 33

2.3.Средняя взаимная информация 36

Решение типовых примеров 38

Задачи 43

2.4.Энтропийные и информационные характеристики случайных последовательностей 46

Решение типовых примеров 48

Задачи 50

3.Кодирование. Пропускная способность канала 52

3.1.Основные определения. Пропускная способность канала 52

3.2.Кодирование в дискретных каналах без шумов 56

3.3. Кодирование в дискретных каналах с шумами 60

4.Передача непрерывных сообщений по дискретным каналам 63

5.ЧАСТОТНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ СИГНАЛОВ И КАНАЛОВ 71

6.Практические задания 78

Задание 1 78

Задание 2 80

Задание 3 82

Задание 4 84

Задание 5 86

Задание 6 88

Задание 7 90

Задание 8 93

Задание 9 95

Ответы, решения, методические указания 97

Л И Т Е Р А Т У Р А 99

Сигналы и помехи в системах

Передачи информации

Сигнал   Принято считать, что передача информации происходит тогда, когда некоторый объект (получатель информации) приобретает…

Кодирование. Пропускная способность канала

3.1.Основные определения. Пропускная способность канала  

Передача непрерывных сообщений

По дискретным каналам

Принципы передачи непрерывных сообщений   Подавляющее большинство сообщений являются непрерывными (речь, ТV и т.п.). Однако, в настоящее время, основным…

ЧАСТОТНОЕ СОГЛАСОВАНИЕ СИГНАЛОВ И КАНАЛОВ

Одной из основных характеристик канала является полоса пропускания - это та полоса частот, в пределах которой возможна передача данных. С другой…   Спектральное представление периодических сигналов

Практические задания

 

Задание 1

Решение задач по основным разделам теории информации

Цель - получение практических навыков в решении задач по

разделам сигналы и помехи в системах передачи данных, а также дискретные каналы.

Подготовка к выполнению практического задания

 

Ознакомиться с лекционным материалом по данной тематике, изучить содержание разделов 1-2 данного пособия, а также соответствующие разделы в литературных источниках [2,3,4].

 

Порядок выполнения задания

 

Решить восемь задач согласно номеру варианта задания, приведенного в таблице 1.

 

Варианты исходных данных

Таблица 1

Вар-нт	Номера задач
	1.1	1.17	2.1.1	2.1.16	2.2.1	2.2.17	2.3.1	2.3.17	2.4.1
	1.2	1.16	2.1.2	2.1.15	2.2.2	2.2.16	2.3.2	2.3.16	2.4.2
	1.3	1.15	2.1.3	2.1.14	2.2.3	2.2.15	2.3.3	2.3.15	2.4.3
	1.4	1.14	2.1.4	2.1.13	2.2.4	2.2.14	2.3.4	2.3.14	2.4.4
	1.5	1.13	2.1.5	2.1.12	2.2.5	2.2.13	2.3.5	2.3.13	2.4.5
	1.6	1.12	2.1.6	2.1.11	2.2.6	2.2.12	2.3.6	2.3.12	2.4.6
	1.7	1.11	2.1.7	2.1.10	2.2.7	2.2.11	2.3.7	2.3.11	2.4.7
	1.8	1.10	2.1.8	2.1.9	2.2.8	2.2.10	2.3.8	2.3.10	2.4.8
	1.10	1.9	2.1.10	2.1.8	2.2.10	2.2.9	2.3.10	2.3.9	2.4.9
	1.11	1.8	2.1.11	2.1.7	2.2.11	2.2.8	2.3.11	2.3.8	2.4.10
	1.12	1.7	2.1.12	2.1.6	2.2.12	2.2.7	2.3.12	2.3.7	2.4.1
	1.13	1.6	2.1.13	2.1.5	2.2.13	2.2.6	2.3.13	2.3.6	2.4.2
	1.14	1.5	2.1.14	2.1.4	2.2.14	2.2.5	2.3.14	2.3.5	2.4.3
	1.15	1.4	2.1.15	2.1.3	2.2.15	2.2.4	2.3.15	2.3.4	2.4.4
	1.16	1.3	2.1.16	2.1.2	2.2.16	2.2.3	2.3.16	2.3.3	2.4.5
	1.17	1.2	2.1.15	2.1.1	2.2.17	2.2.2	2.3.17	2.3.2	2.4.6
	1.16	1.1	2.1.14	2.1.2	2.2.16	2.2.1	2.3.16	2.3.1	2.4.7
	1.15	1.2	2.1.13	2.1.3	2.2.15	2.2.2	2.3.15	2.3.2	2.4.8
	1.14	1.3	2.1.12	2.1.4	2.2.14	2.2.3	2.3.14	2.3.3	2.4.9
	1.13	1.4	2.1.11	2.1.5	2.2.13	2.2.4	2.3.13	2.3.4	2.4.10

Состав отчета по заданию 1

Девять решенных задач согласно номеру вариата.

 

Задание 2

 

Анализ избыточности дискретных сообщений

Цель - исследование избыточности источников дискретных сообщений с памятью и без памяти.   Постановка задачи

Задание 3

 

Эффективное кодирование дискретных сообщений

Цель - овладение навыками статистического кодирования по методам Шеннона-Фано и Хаффмана.   Постановка задачи

Задание 4

 

Помехоустойчивое кодирование двоичных сообщений с использованием кодов Хемминга

Цель - изучение и практическое освоение принципов помехоустойчивого кодирования дискретных двоичных сообщений с использованием кодов Хемминга.   Постановка задачи

Задание 5

 

Декодирование кодов Хемминга

Цель - изучение и практическое освоение принципов декодирования кодов Хемминга.   Постановка задачи

Задание 6

 

Помехоустойчивое кодирование двоичных сообщений с использованием циклических кодов

Цель - изучение и практическое освоение принципов помехоустойчивого кодирования дискретных двоичных сообщений с использованием циклических кодов. …   Постановка задачи

Задание 7

 

Декодирование циклических кодов

Цель - изучение и практическое освоение принципов декодирования циклических кодов.   Постановка задачи

Задание 9

 

Частотное согласование сигналов и каналов

Цель - определение вероятностных и спектральных характеристик случайных сигналов, искажений сигналов при ограничении полосы пропускания канала связи… Постановка задачи  

Ответы, решения, методические указания

 

Сигналы и помехи в системах

Передачи информации

 

1.1. 5,7. 1.2. 0,154 Вт. 1.3. Нет. 1.4. p(x₁/y) = 0,00247; p(x₂/y) = 0,99753.

1.5. Dt=4^o ; p(t₁) = 1/10, i=1, …, 10.

1.6. 1,33. 1.7. p_i=0,0000; 0,0000; 0,0014; 0,0214; 0,1359; 0,3413; 0,3413; 0,1359; 0,0214; 0,0014.

1.8. 24·10⁶ . 1.9. Нет. 1.10. а) 0,2; б)да, являются. 1.11. 2,89. 1.12. 0,26.

1.13.

1.14.

1.15.a)

б)в)

1.16.x*=6,93 В . 1.17.

Дискретные каналы

2.1.Собственная информация. Взаимная информация   2.1.1.2 бит. 2.1.2. 1 бит. 2.1.3. 2,58 бит. 2.1.4. 0,415 бит. 2.1.5. 1,78 бит. 2.1.6. 8,5 бит. 2.1.7. 0,18 бит. 2.1.8.…

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Ю.П.Акулиничев, В.И.Дроздова. Сборник задач по теории информации. Издательство Томского университета, Томск, 1976, 140 с.

2. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. - М: "Энергия", 1971, 424 с.

3. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации: Учеб. для студ. вузов, - M,: Высшая школа, 1989, 320 с.

4. Основы теории информации и кодирования. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Киев, издательское объединение "Вища школа", 1977, 280 с.