二元对称信道平均互信息的图形分析-信息论与编码实验报告.doc

计算机与信息工程学院设计性实验报告 专业：通信工程 年级/班级：2011级信息论与编码 李明亮6节 分别画出在给定条件下，平均互信息的上凸性和下凸性的图形，然后利用计算机仿真二元对称信道，观察改变变量w或p时，所绘图形的变化情况。 实验仪器或设备 2、MATLAB r2013a。 设二元对称信道的输入概率空间： 信道矩阵： . 其中： （1）试验程序，依次输出题目要求的三个图形 %信源w固定，当w=0.5时,互信息随信道转移概率P的变化情况 figure(1) w=0.5; %信源w=0.5 p=0:.01:1; %信道不固定,在0~1变化 IXY=ESC2H(w.*(1-p)+(1-w).*p)-ESC2H(p); plot(p,IXY); title(信源w=0.5时,互信息随信道转移概率P的变化情况) xlabel(p) ylabel(互信息IXY) %信道P固定，当P取值不是0.5,互信息随信源w的变化情况 figure(2) p=0.3; %信道P固定,取值不是0.5 w=0:.01:1; %信原不固定，在0~1变化 IXY=ESC2H(w.*(1-p)+(1-w).*p)-ESC2H(p); plot(w,IXY) title(信道P=0.3时（不为0.5），互信息随信源w的变化情况) xlabel(w) ylabel(互信息IXY) %信道P固定，当p=0.5,互信息随信源w的变化情况 figure(3) p=0.5; %信道P固定,取值不是0.5 w=0:.01:1; %信原不固定，在0~1变化 IXY=ESC2H(w.*(1-p)+(1-w).*p)-ESC2H(p); plot(w,IXY) title(信道P=0.5，互信息随信源w的变化情况) xlabel(w) ylabel(互信息IXY) （）ESC2H.m：function [l_ans]=ESC2H(l_input) % [l_ans]=ESC2H(l_input) %输入：二元信源（信道），其中一元的概率 %输出：二元熵 if l_input1|l_input0 error(输入值有误，其值超出了概率范围) else l_find=[find(l_input==0),find(l_input==1)]; l_input(l_find)=0.5; l_ans=-l_input.*log2(l_input)-(1-l_input).*log2((1-l_input)); l_ans(l_find)=0; end （）yanshi.m：function [m]=yanshi(movie) %当取定的数值在0~1变化时，上凸（下凸）函数的变化情况 %[m]=yanshi(movie)输入演示序号，输出图形动画及getframe函数产生的电影帧 %输入：movie=1：演示第一个图形动画 % movie=2：演示第二个图形动画 %输出：m：getframe函数产生的当前动画的电影帧，可使用movie函数进行操作 %example： [m]=yanshi(1) % [m]=yanshi(2) if movie==1 %对于信源w固定，互信息随信道转移概率P的变化图形， %当w在0~1之间变化时，函数图形的变化情况 %此时，函数图形规律变化 w=0; for i=1:100 w=w+0.01; %信源在一帧图形中固定，动画中在0~1变化 p=0:.01:1; %信道不固定，在0~1变化 IXY=ESC2H(w.*(1-p)+(1-w).*p)-ESC2H(p); plot(p,IXY); axis([-0.1 1.1 -0.1 1.1]) title(信源W从0到1逐渐变化，具体取值见command window) xlabel(p) ylabel(互信息IXY) m(i)=getframe; disp([当前的W取值为,num2str(w)]) end else if movie==2 %对于信道P固定，互信息随信源w的变化图形， %当p在0~1之间变化时，函数图形的变化情况 %此时，函数图形变化不规律 p=0; for i=1:99 p=p+0.01; %信道在一帧图形中固定