一般信道容量迭代算法.doc
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- 上传时间:2022-10-23
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一般信道容量迭代算法.doc
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实验二一般信道容量迭代算法
1.实验目的
一般离散信道容量的迭代运算
2.实验要求
(1)理解和掌握信道容量的概念和物理意义
(2)理解一般离散信道容量的迭代算法
(3)采用Matlab编程实现迭代算法
(4)认真填写实验报告。
3.算法
4.算法流程图
5.代码(要求写出关键语句的解释和运行结果)
6.计算下列信道的信道容量
例一:
例二:
例三:
7.思考题:
迭代精度指的是什么?
它对计算结果的影响?
3.实验的算法:
1.初始化信源分布:
pi=,循环变量k=1,门限△,C(0)=-;
2.
3.
4.
5.若,则k=k+1,转第2步
6.输出*=和,终止。
4.算法流程图如下:
否
是
输入
结束
5.代码如下:
源程序:
clc;clearall;
N=input('输入信源符号X的个数N=');
M=input('输出信源符号Y的个数M=');
p_yx=zeros(N,M);%程序设计需要信道矩阵初始化为零
fprintf('输入信道矩阵概率\n')
fori=1:
N
forj=1:
M
p_yx(i,j)=input('p_yx=');%输入信道矩阵概率
ifp_yx(i)<0
error('不符合概率分布')
end
end
end
fori=1:
N%各行概率累加求和
s(i)=0;
forj=1:
M
s(i)=s(i)+p_yx(i,j);
end
end
fori=1:
N%判断是否符合概率分布
if(s(i)<=0.999999||s(i)>=1.000001)
error('不符合概率分布')
end
end
b=input('输入迭代精度:
');%输入迭代精度
fori=1:
N
p(i)=1.0/N;%取初始概率为均匀分布
end
forj=1:
M%计算q(j)
q(j)=0;
fori=1:
N
q(j)=q(j)+p(i)*p_yx(i,j);
end
end
fori=1:
N%计算a(i)
d(i)=0;
forj=1:
M
if(p_yx(i,j)==0)
d(i)=d(i)+0;
else
d(i)=d(i)+p_yx(i,j)*log(p_yx(i,j)/q(j));
end
end
a(i)=exp(d(i));
end
u=0;
fori=1:
N%计算u
u=u+p(i)*a(i);
end
IL=log2(u);%计算IL
IU=log2(max(a));%计算IU
n=1;
while((IU-IL)>=b)%迭代计算
fori=1:
N
p(i)=p(i)*a(i)/u;%重新赋值p(i)
end
forj=1:
M%计算q(j)
q(j)=0;
fori=1:
N
q(j)=q(j)+p(i)*p_yx(i,j);
end
end
fori=1:
N%计算a(i)
d(i)=0;
forj=1:
M
if(p_yx(i,j)==0)
d(i)=d(i)+0;
else
d(i)=d(i)+p_yx(i,j)*log(p_yx(i,j)/q(j));
end
end
a(i)=exp(d(i));
end
u=0;
fori=1:
N%计算u
u=u+p(i)*a(i);
end
IL=log2(u);%计算IL
IU=log2(max(a));%计算IU
n=n+1;
end
fprintf('信道矩阵为:
\n');
disp(p_yx);
fprintf('迭代次数n=%d\n',n);
fprintf('信道容量C=%f比特/符号',IL);
例一的运行结果:
输入信源符号X的个数N=2
输出信源符号Y的个数M=2
输入信道矩阵概率
p_yx=0.98
p_yx=0.02
p_yx=0.05
p_yx=0.95
输入迭代精度:
0.006
信道矩阵为:
0.98000.0200
0.05000.9500
迭代次数n=2
信道容量C=0.785846比特/符号
6.计算下列信道的信道容量
例一:
信道容量:
C=0.785846(bit/符号)
例二:
信道容量:
C=0.368754(bit/符号)
例三:
信道容量C=0.571214(bit/符号)
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