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[主观题]

一个离散时间无记忆加性躁声信道的输入X限制在[-2,2]:独立于X的噪声Z在(-1,1)区间均匀分布。熵为h(Z);信道输出Y的熵为h(Y)。(1)写出信道输入与输出平均互信息I(X;Y)的表达式。(2)求信道容量和达到容量时的输出概率分布。(3)求达到容量时的输入概率分布。

一个离散时间无记忆加性躁声信道的输入X限制在[-2,2]:独立于X的噪声Z在(-1,1)区间均匀分布。熵为h(Z);信道输出Y的熵为h(Y)。(1)写出信道输入与输出平均互信息I(X;Y)的表达式。(2)求信道容量和达到容量时的输出概率分布。(3)求达到容量时的输入概率分布。

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第1题
一个离散时间无记忆信道具有 相位集合0≤φ≤2x ,作为输入和输出字母表。信道受加性噪声z的干扰。独
立于输入x且概辛密度Pz (z)仅在0≤z≤2π区间内不为零,信道输出y为x+z的校2π和。

(1)证明当x在[0,2π]均匀分布时,信道达到容量。

(2)对下列两种情况求信道容量C;

1,其他

2

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第2题
一个离散时间无记忆信道的输入x限制在间隔(0,1),输出字母表r为此问附(0,1)加一个副除符号E。对于每个输入x(0<x<1)输出y以1/2的概率取值x,以1/2的概率取符号E:求此信道的容量。
一个离散时间无记忆信道的输入x限制在间隔(0,1),输出字母表r为此问附(0,1)加一个副除符号E。对于每个输入x(0<x<1)输出y以1/2的概率取值x,以1/2的概率取符号E:求此信道的容量。

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第3题
有一叠加性噪声的信道,输入符号x是离散的,取值+1或-1,噪声N的概率密度为则输出的Y=X+N是一个

有一叠加性噪声的信道,输入符号x是离散的,取值+1或-1,噪声N的概率密度为则输出的Y=X+N是一个连续变量。

(1)求这一半连续信道的容量。

(2)若在输出端接一检测器也作为信道的一部分,检测输出变量为Z有当Y >1,则Z=1;1≥Y≥-1,则Z=0; Y<-1,则Z=-1,这就成为了一个离散信道,求它的容量。

(3)若检测特性改为:当Y≥0,则Z=1;当Y<0,则Z=-1.求这离散估道的容量。

(4)从上面结果可见,(2)的检测器无信息损失,而(3)则不然:若噪声特性改为试构成一个不损失信息的检测器。

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第4题
一个通信系统通过AWGN信道传送信息,噪声的双边功率澹密度为N0/2=0.5x 10-8W/Hz,信
号功率P限制为10 W,系统使用两个频段B1和B2,其中B1范围为(0,3 MHz),B2范围为(4 MHz,6MH);如果频段B的双边功率谱击度不变,而频段B2的受到一个独立的高斯噪声干扰,此躁声的功率谱密度为N0= 0.5x10-6W/Hz;求信道容量。

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第5题
一个加性噪声衰落信道模型如图8.3所示,其中z为加性噪声,v是表示衰落的随机变量,z与v相互独立,
且都与输入独立,证明I(X;Y|V)≥I(X;Y)。从而说明知道关于衰落的情况可以改进信道容量。

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第6题
有一波形信道,输入功率限制为P(单位W),信道转移函数为G(f),且|G(f)|=c-af。加性噪声的单
有一波形信道,输入功率限制为P(单位W),信道转移函数为G(f),且|G(f)|=c-af。加性噪声的单

边功率请密度为N0(单位W/Hz),求信道容量C,并证明当a→0时,C→(Nat)。

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第7题
设离 散时间连续信道的输入与输出分别为XN=X1,XN和YN=Y1。...YN:试证明如
下命题。

(1)信源无记忆时,有当且仅当信道无记忆时等式成立。

(2)信道无记忆时,有当且仪当信源无记忆时等式成立。

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第8题
如果一个离散信源的失真矩阵按行划分成若千个子集,并且每行的元素是其他行元素的置换,解列的元
素足其他列元素的置换,称此失真矩阵为按行划分的准对称失真矩阵(以下简称行准对称失真矩阵)。例如,失真矩阵,可以按行分为两个对称子矩阵:和(1 1),所以此矩阵是行准对称失真矩阵。

(1)证明如果离散信源的失真矩阵足行准对称失真矩阵,且在划分的子矩阵中信源输入符号的概半相等,那么通过与失真地阵具有同样对称性且满足失真约束的试验信道可以达到R(D)。

(2)一个包含3符号的信源X。符号集为{-1,0,1},概率分别为: p,1-2p,P, (p≤1/2):试验信道输出Y,符号集含2个符号{-1,1},失真测度为求R(D)函数。

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第9题
设信源 X的N次扩展信源通过信道{X. P(Y/X), Y}的输出序列为。试证明:(1)当信源为无记忆信源时,

设信源 X的N次扩展信源通过信道{X. P(Y/X), Y}的输出序列为。试证明:

(1)当信源为无记忆信源时,即之间统计独立时,有;

(2)当信道无记忆时,有

(3)当信源、信道均为无记忆时,有;

(4)用熵的概念解释以上三种结果。

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第10题
设电话信号的信息率为5.6x104bit/s,在一个噪声功率谱为N0= 5x10-6mW/Hz、限频
F、限输入功率P的高斯信道中传送,若F=4 kHz,问无差错传输所需的最小功率P是多少瓦?若,则P是多少瓦?

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