信息论基础 总复习课件

信息论基础总复习信息论基础总复习信息论基础总复习信息论基础2信息论基础内容提要信息论是应用近代概率统计方法研究信息传输、交换、存储和处理的一门学科,也源于通信实践发展起来的一门新兴应用科学。本章首先引出信息的概念,简述信息传输系统模型的各个组成部分,进而讨论离散信源和离散信道的数学模型,简单介绍几种常见的离散信源和离散信道。信息论基础31.1信息的概念物质、能量和信息是构成客观世界的三大要素。信息是物质和能量在空间和时间上分布的不均匀程度,或者说信息是关于事物运动的状态和规律。通信系统中形式上传输的是消息,实质上传输的是信息,消息中包含信息,消息是信息的载体。信息论是研究信息的基本性质及度量方法,研究信息的获取、传输、存储和处理的一般规律的科学。1.1信息的概念4对于信息论的研究,一般划分为三个不同的范畴狭义信息论,即通信的数学理论,主要研究狭义信息的度量方法,研究各种信源、信道的描述和信源、信道的编码定理■实用信息论,研究信息传输和处理问题,也就是狭义信息论方法在调制解调、编码译码以及检测理论等领域的应用。■广义信息论,包括信息论在自然和社会中的新的应用,如模式识别、机器翻译、自学习自组织系统心理学、生物学、经济学、社会学等一切与信息问题有关的领域。对于信息论的研究,一般划分为三个不同的范畴51.2信息传输系统讠>通信的基本问题是在彼时彼地精确地或近似地再现此时此地发出的消息各种通信系统,一般可概括为图1.1所示的统计模型:图1-1信息传输系统模型等效干扰信道信源信源编码器信道编码器等效信源信1千等效信宿扰源信宿信源译码器H信道译码器1.2信息传输系统6这个模型包括以下五个部分1信源信源是产生消息的源。2.编码器编码器是将消息变成适合于信道传送的信号的设备。信源编码器,提高传输效率编码器信道编码器,提高传输可靠性3信道信道是信息传输和存储的媒介4.译码器译码是编码的逆变换,分为信道译码和信源译码5.信宿信宿是消息的接收者。这个模型包括以下五个部分71.3离散信源及其数学模型信源是产生消息的源,根据X的不同情况,信源可分为以下类型:连续信离散信源源时间消息集X离散而波形信源为离散集空间连时间连续合续的信的信源。源根据信源的统计特性,离散信源又分为两种:无记忆信源X的各时刻取值相互独立1m把去ym有记忆信源X的各时刻取值互相有关联1.3离散信源及其数学模型81.4离散信道及其数学模型信道是信息传输的通道,如图1-3,信道可看作一个变换器,它将输入消息x变换成输出消息y,以信道转移概率p(yx)来描述信道的统计特性。p(yx图1-3信道模型1.4离散信道及其数学模型9信道可以按不同的特性进行分类,根据输入和输出信号的特点可分为离散信道信道的输入和输岀都是时间上离散、取值离散的随机序列。离散信道有时也称为数字信道。连续信道信道的输入和输出都是时间上离散、取值连续的随机序列,又称为模拟信道半连续信道输入序列和输出序列一个是离散的,而另一个是连续的。波形信道信道的输入和输出都是时间上连续,并且取值也连续的随机信号。根据统计特性,即转移概率p(|x)的不同,信道又可分类为:无记忆信道信道的输出y只与当前时刻的输入x有关。有记忆信道信道的输出y不仅与当前时刻的输入有关还与以前的输入有统计关系信道可以按不同的特性进行分类,根据输入和输出信号的特10141离散无记忆信道离散无记忆信道的输入和输出消息都是离散无记忆的单个符号,输入符号x∈{a1,a2,…,a,1≤i≤1,输出符号y∈{b1,b2,…bD},1≤j≤J,信道的特性可表示为转移概率矩阵p(,)P(y2x1)Ap(y,x1)Pp(y/2/P(y2lk2)Ap(yJ12yP(yix)p(y2x,)Ap(y|x,)对应为已知输入符号为x,当输出符号为y时的信道转移概率,满足0≤p(yx1)≤1,且子141离散无记忆信道11信息论基础总复习课件12信息论基础总复习课件13信息论基础总复习课件14信息论基础总复习课件15信息论基础总复习课件16信息论基础总复习课件17信息论基础总复习课件18信息论基础总复习课件19信息论基础总复习课件20信息论基础总复习课件21信息论基础总复习课件22信息论基础总复习课件23信息论基础总复习课件24信息论基础总复习课件25信息论基础总复习课件26信息论基础总复习课件27信息论基础总复习课件28信息论基础总复习课件29信息论基础总复习课件30信息论基础总复习课件31信息论基础总复习课件32信息论基础总复习课件33信息论基础总复习课件34信息论基础总复习课件35信息论基础总复习课件36信息论基础总复习课件37信息论基础总复习课件38信息论基础总复习课件39信息论基础总复习课件40信息论基础总复习课件41信息论基础总复习课件42信息论基础总复习课件43信息论基础总复习课件44信息论基础总复习课件45信息论基础总复习课件4651、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游

52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭

53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。——易卜生

54、唯书籍不朽。——乔特

55、为中华之崛起而读书。——周恩来谢谢！51、天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游

52、47信息论基础总复习信息论基础总复习信息论基础总复习信息论基础49信息论基础内容提要信息论是应用近代概率统计方法研究信息传输、交换、存储和处理的一门学科,也源于通信实践发展起来的一门新兴应用科学。本章首先引出信息的概念,简述信息传输系统模型的各个组成部分,进而讨论离散信源和离散信道的数学模型,简单介绍几种常见的离散信源和离散信道。信息论基础501.1信息的概念物质、能量和信息是构成客观世界的三大要素。信息是物质和能量在空间和时间上分布的不均匀程度,或者说信息是关于事物运动的状态和规律。通信系统中形式上传输的是消息,实质上传输的是信息,消息中包含信息,消息是信息的载体。信息论是研究信息的基本性质及度量方法,研究信息的获取、传输、存储和处理的一般规律的科学。1.1信息的概念51对于信息论的研究,一般划分为三个不同的范畴狭义信息论,即通信的数学理论,主要研究狭义信息的度量方法,研究各种信源、信道的描述和信源、信道的编码定理■实用信息论,研究信息传输和处理问题,也就是狭义信息论方法在调制解调、编码译码以及检测理论等领域的应用。■广义信息论,包括信息论在自然和社会中的新的应用,如模式识别、机器翻译、自学习自组织系统心理学、生物学、经济学、社会学等一切与信息问题有关的领域。对于信息论的研究,一般划分为三个不同的范畴521.2信息传输系统讠>通信的基本问题是在彼时彼地精确地或近似地再现此时此地发出的消息各种通信系统,一般可概括为图1.1所示的统计模型:图1-1信息传输系统模型等效干扰信道信源信源编码器信道编码器等效信源信1千等效信宿扰源信宿信源译码器H信道译码器1.2信息传输系统53这个模型包括以下五个部分1信源信源是产生消息的源。2.编码器编码器是将消息变成适合于信道传送的信号的设备。信源编码器,提高传输效率编码器信道编码器,提高传输可靠性3信道信道是信息传输和存储的媒介4.译码器译码是编码的逆变换,分为信道译码和信源译码5.信宿信宿是消息的接收者。这个模型包括以下五个部分541.3离散信源及其数学模型信源是产生消息的源,根据X的不同情况,信源可分为以下类型:连续信离散信源源时间消息集X离散而波形信源为离散集空间连时间连续合续的信的信源。源根据信源的统计特性,离散信源又分为两种:无记忆信源X的各时刻取值相互独立1m把去ym有记忆信源X的各时刻取值互相有关联1.3离散信源及其数学模型551.4离散信道及其数学模型信道是信息传输的通道,如图1-3,信道可看作一个变换器,它将输入消息x变换成输出消息y,以信道转移概率p(yx)来描述信道的统计特性。p(yx图1-3信道模型1.4离散信道及其数学模型56信道可以按不同的特性进行分类,根据输入和输出信号的特点可分为离散信道信道的输入和输岀都是时间上离散、取值离散的随机序列。离散信道有时也称为数字信道。连续信道信道的输入和输出都是时间上离散、取值连续的随机序列,又称为模拟信道半连续信道输入序列和输出序列一个是离散的,而另一个是连续的。波形信道信道的输入和输出都是时间上连续,并且取值也连续的随机信号。根据统计特性,即转移概率p(|x)的不同,信道又可分类为:无记忆信道信道的输出y只与当前时刻的输入x有关。有记忆信道信道的输出y不仅与当前时刻的输入有关还与以前的输入有统计关系信道可以按不同的特性进行分类,根据输入和输出信号的特57141离散无记忆信道离散无记忆信道的输入和输出消息都是离散无记忆的单个符号,输入符号x∈{a1,a2,…,a,1≤i≤1,输出符号y∈{b1,b2,…bD},1≤j≤J,信道的特性可表示为转移概率矩阵p(,)P(y2x1)Ap(y,x1)Pp(y/2/P(y2lk2)Ap(yJ12yP(yix)p(y2x,)Ap(y|x,)对应为已知输入符号为x,当输出符号为y时的信道转移概率,满足0≤p(yx1)≤1,且子141离散无记忆信道58信息论基础总复习课件59信息论基础总复习课件60信息论基础总复习课件61信息论基础总复习课件62信息论基础总复习课件63信息论基础总复习课件64信息论基础总复习课件65信息论基础总复习课件66信息论基础总复习课件67信息论基础总复习课件68信息论基础总复习课件69信息论基础总复习课件70信息论基础总复习课件71信息论基础总复习课件72信息论基础总复习课件73信息论基础总复习课件74信息论基础总复习课件75信息论基础总复习课件76信息论基础总复习课件77信息论基础总复习课件78信息论基础总复习课件79信息论基础总复习课件80信息论基础总复习课件81信息论基础总复习课件82信息论基础总复习课件83信息论基础总复习课件84信息论基础总复习课件85信息论基础总复习课件86信息论基础总复习课件87信息论基础总复习课件88信息论基础总复习课件8