信道容量计算

实验二信道容量计算实验目的：了解对称信道与非对称信道容量的计算方法实验原理：信道容量是信息传输率的极限，当信息传输率小于信道容量时，通过信道编码，能够实现几乎无失真的数据传输；当数据分布满足最佳分布时，实现信源与信道的匹配，使得信息传输率能够达到信道容量。本实验利用信道容量的算法，使用计算机完成信道容量的计算。实验内容：假设离散无记忆二元信道如图所示，利用C语言编程，完成下列信道容量的计11-Pe2p(b|a)j *-p(b|a)j *-p(b)j再根据信道的转移矩阵：p1-pe11-pe2再假设信道输入符号的概率分别为,p(a)，1-p(a)iipe2求出pb1和pb2。pe1最后用循环求出结果。令p=p=0.1和p=p=0.01，分别计算该对称信道的信道容量和最佳分布；e1 e2 e1 e2令p=0.15,p=0.1和p=0.075p=0.01，分别计算该信道的信道容量和最e1 e2 e1 e2佳分布；实验报告：给出源代码，写出信道对应的条件转移矩阵，计算出相应结果。并定性讨论信道容量与信道参数之间的关系。答：实验思路：先把信道容量的计算方法写出来：C=maxI(X,Y)=logs-H(p,p,...,p)12=I(X;Y)=为p(a)工p(b|a)lbi ji

1、2、1一pe1 1一pe1、2、1一pe1 1一pe2pe2pe1总结：对于给定信道，前向概率p(x)是一定的，所以信道容量就是在信道前向概率一定的情况下，寻找某种先验概率分布，从而使得平均互信息量最大。上述定理只是给出了达到信道容量时，信道输入符号分布的充要条件；不能够给出信道输入的最佳概率分布，也没有给出信道容量的计算公式；达到信道容量的最佳分布一般不是唯一的，只要输入分布满足概率的约束条件，并且使得达到最大值即可。一般情况下，根据上述定理求解信道容量和信道输入的最佳概率分布还是十分复杂的。但是对于某些特殊信道，可以使用上述定理求解信道容量。#include<stdio.h>#include<math.h>#include<malloc.h>main(){float*p,*I;floatpb0,pb1,pe1,pe2,c,a;printf('输入pel,pe2:\n“)；scanf("%f%f",&pe1,&pe2);p=(float*)calloc(l0,sizeof(float))；I=(float*)calloc(l0,sizeof(float))；*p=0.0000l；while(*p<l.0){pb0=*p*(l-pel)+(l-*p)*pe2；pbl=*p*(l-pe2)+(l-*p)*pel；*I=*p*((l-pel)*logl0((l-pel)/pb0)/logl0(2)+(l-pe2)*logl0((l-pe2)/pb0)/logl0(2))+(l-*p)*(pe2*logl0(pe2/pbl)/logl0(2)+pel*logl0(pel/pbl)/logl0(2))；//函数if(*I>c){c=*I；a=*