DMC信道容量迭代计算的matlab实现

DMC信道容量迭代计算的matlab实现-通信与信息系统一、用了matlab实现DMC容量迭代的算法如下：1. 初始化信源分布：一般我选deta=0.000001。2. 。3.。 4.5.若，则k=k+1，转第2步6.输出迭代次数k和和，终止。二、了解了信道容量的定义和DMC信道容量迭代计算方法，我用了matlab来进行编程进行迭代计算得出信道容量。不足之处在于每迭代一次就输出一次迭代次数直到最后一次迭代。1） 输入：输入信源个数、信宿个数和信道容量的精度，程序能任意生成随机的信道转移概率矩阵，也可以自己输入信道转移矩阵。2） 输出：输出最佳信源分布和信道容量。将附件里的dmc.m文件直接run运行可以自主输入信道转移概率矩阵，按照程序中提示将那两句代替判断输入矩阵是否正确的那部分，dmc1.m运行可以随机生成信道转移概率矩阵。3、 检验程序之一：输入信源个数：2输入信宿个数：3输入信道容量的精度： 0.000001输入信道转移矩阵P：0.5000 0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000之二：P：0.4000 0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000之三：P：1.1000 -0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000之四：P:0.6 0.4;0.01 0.99之五：自动生成信道转移矩阵四、程序源代码：clear;r=input(输入信源个数：);s=input(输入信宿个数：);deta=input(输入信道容量的精度： );Q=rand(r,s); %形成r行s列随机矩阵QA=sum(Q,2); %把Q矩阵每一行相加和作为一个列矩阵AB=repmat(A,1,s); %把矩阵A的那一列复制为S列的新矩阵 %判断信道转移概率矩阵输入是否正确P=input(输入信道转移矩阵P：)%从这句话开始将用下面两句代替可自动生成信道转移矩阵 r,s=size(P); for i=1:r if(sum(P(i,:)=1) %检测概率转移矩阵是否行和为1. error(概率转移矩阵输入有误！) return; end for j=1:s if(P(i,j)1) %检测概率转移矩阵是否负值或大于1 error(概率转移矩阵输入有误！) return; end endend%将上面的用下面两句代替可自动生成信道转移矩阵%disp(信道转移概率矩阵:)%P=Q./B 信道转移概率矩阵（每一个原矩阵的新数除以所在行的数总和）i=1:1:r; %设置循环首项为1，公差为1，末项为r（Q的行数）的循环p(i)=1/r; %原始信源分布r个信源,等概率分布disp(原始信源分布：)p(i)E=repmat(p,1,s);%把r个等概率元素组成一列，复制为s列for k=1:1:1/deta m=E.*P; % m=p.*E; %后验概率的分子部分 a=sum(m); %把得到的矩阵m每列相加之和构成一行 su1=repmat(a,r,1);%把得到的行矩阵a复制r行,成一新矩阵sul,后验概率的分母部分 t=m./su1; %后验概率矩阵 n=exp(sum(P.*log(t),2); %信源分布的分子部分 su2=sum(n); %信源分布的分母部分 p=n/su2; %信源分布 E=repmat(p,1,s); C(k+1)=log(sum(exp(sum(P.*log(t),2)/log(2); kk=abs(C(k+1)-C(k)/C(k+1); if(kk=deta) break; end disp(迭代次数：k=),disp(k) enddisp(最大信道容量时的信源分布：p=),disp(p)disp(最大信道容量：C=),disp(C(k+1)五、运行结果如下：检验程序之一：输入信源个数：2输入信宿个数：3输入信道容量的精度： 0.000001输入信道转移矩阵P：0.5000 0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000P = 0.5000 0.3000 0.2000 0.3000 0.5000 0.2000原始信源分布：ans = 0.5000 0.5000迭代次数：k= 1最大信道容量时的信源分布：p= 0.5000 0.5000最大信道容量：C=0.0365检验程序之二：P：0.4000 0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000检验程序之三：P：1.1000 -0.3000 0.2000;0.3000 0.5000 0.2000检验程序之四：P:0.6 0.4;0.01 0.99输入信源个数：2输入信宿个数：2输入信道容量的精度： 0.000001输入信道转移矩阵P：0.6 0.4;0.01 0.99P = 0.6000 0.4000 0.0100 0.9900原始信源分布：ans = 0.5000 0.5000迭代次数：k= 1迭代次数：k= 2迭代次数：k= 3迭代次数：k= 4迭代次数：k= 5迭代次数：k= 6迭代次数：k= 7迭代次数：k= 8迭代次数：k= 9最大信道容量时的信源分布：p= 0.4240 0.5760最大信道容量：C=0.3688检验程序之五：自动生成信道转移矩阵变为dmc1.m文件改程序如下：结果运行如下：输入信源个数：2输入信宿个数：2输入信道容量的精度： 0.000001信道转移概率矩阵:P = 0.6102 0.3898 0.3223 0.6777原始信源分布：ans = 0.5000 0.5000迭代次数：k= 1迭代次数：k= 2迭代次数：k= 3迭代次数：k= 4迭代次数：k= 5迭代次数：k=