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信息论与编码试题集与答案(新).
一填空题(本题20分,每小题2分)
1、平均自信息为
表示信源的平均不确定度,也表示平均每个信源消息所提供的信息量。
平均互信息
表示从Y获得的关于每个X的平均信息量,也表示发X前后Y的平均不确定性减少的量,还表示通信前后整个系统不确定性减少的量。
2、最大离散熵定理为:离散无记忆信源,等概率分布时熵最大。
3、最大熵值为。
4、通信系统模型如下:
5、香农公式为为保证足够大的信道容量,可采用(1)用频带换信噪比;(2)用信噪比换频带。
6、只要,当N足够长时,一定存在一种无失真编码。
7、当R<C时,只要码长足够长,一定能找到一种编码方法和译码规则,使译码错误概率无穷小。
8、在认识论层次上研究信息的时候,必须同时考虑到 形式、含义和效用 三个方面的因素。
9、1948年,美国数学家 香农 发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。
按照信息的性质,可以把信息分成 语法信息、语义信息和语用信息 。
按照信息的地位,可以把信息分成 客观信息和主观信息 。
人们研究信息论的目的是为了 高效、可靠、安全 地交换和利用各种各样的信息。
信息的 可度量性 是建立信息论的基础。
统计度量 是信息度量最常用的方法。
熵 是香农信息论最基本最重要的概念。
事物的不确定度是用时间统计发生 概率的对数 来描述的。
10、单符号离散信源一般用随机变量描述,而多符号离散信源一般用 随机矢量 描述。
11、一个随机事件发生某一结果后所带来的信息量称为自信息量,定义为 其发生概率对数的负值 。
12、自信息量的单位一般有 比特、奈特和哈特 。
13、必然事件的自信息是 0 。
14、不可能事件的自信息量是 ∞ 。
15、两个相互独立的随机变量的联合自信息量等于 两个自信息量之和 。
16、数据处理定理:当消息经过多级处理后,随着处理器数目的增多,输入消息与输出消息之间的平均互信息量 趋于变小 。
17、离散平稳无记忆信源X的N次扩展信源的熵等于离散信源X的熵的 N倍 。
18、离散平稳有记忆信源的极限熵,。
19、对于n元m阶马尔可夫信源,其状态空间共有 nm 个不同的状态。
20、一维连续随即变量X在[a,b]区间内均匀分布时,其信源熵为 log2(b-a) 。
21、平均功率为P的高斯分布的连续信源,其信源熵,Hc(X)=。
22、对于限峰值功率的N维连续信源,当概率密度 均匀分布 时连续信源熵具有最大值。
23、对于限平均功率的一维连续信源,当概率密度 高斯分布 时,信源熵有最大值。
24、对于均值为0,平均功率受限的连续信源,信源的冗余度决定于平均功率的限定值P和信源的熵功率 之比 。
25、若一离散无记忆信源的信源熵H(X)等于2.5,对信源进行等长的无失真二进制编码,则编码长度至少为 3 。
26、m元长度为ki,i=1,2,···n的异前置码存在的充要条件是:。
27、若把掷骰子的结果作为一离散信源,则其信源熵为 log26 。
28、同时掷两个正常的骰子,各面呈现的概率都为1/6,则“3和5同时出现”这件事的自信息量是 log218(1+2 log23)。
29、若一维随即变量X的取值区间是[0,∞],其概率密度函数为,其中:,m是X的数学期望,则X的信源熵。
30、一副充分洗乱的扑克牌(52张),从中任意抽取1张,然后放回,若把这一过程看作离散无记忆信源,则其信源熵为 。
31、根据输入输出信号的特点,可将信道分成离散信道、连续信道、半离散或半连续 信道。
32、信道的输出仅与信道当前输入有关,而与过去输入无关的信道称为 无记忆 信道。
33、具有一一对应关系的无噪信道的信道容量C= log2n 。
34、强对称信道的信道容量C= log2n-Hni 。
35、对称信道的信道容量C= log2m-Hmi 。
36、对于离散无记忆信道和信源的N次扩展,其信道容量CN= NC 。
37、对于N个对立并联信道,其信道容量 CN = 。
38、多用户信道的信道容量用 多维空间的一个区域的界限 来表示。
39、多用户信道可以分成几种最基本的类型: 多址接入信道、广播信道 和相关信源信道。
40、广播信道是只有 一个输入端和多个输出端 的信道。
41、当信道的噪声对输入的干扰作用表现为噪声和输入的线性叠加时,此信道称为 加性连续信道 。
42、高斯加性信道的信道容量C=。
43、信道编码定理是一个理想编码的存在性定理,即:信道无失真传递信息的条件是 信息率小于信道容量 。
44、信道矩阵代表的信道的信道容量C= 1 。
45、信道矩阵代表的信道的信道容量C= 1 。
46、高斯加性噪声信道中,信道带宽3kHz,信噪比为7,则该信道的最大信息传输速率Ct= 9
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