Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 2016/2017

Podobne dokumenty
Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia

( n) Łańcuchy Markowa X 0, X 1,...

teoria informacji Kanały komunikacyjne, kody korygujące Mariusz Różycki 25 sierpnia 2015

Rysunek 1 Przykładowy graf stanów procesu z dyskretnymi położeniami.

Kody Huffmana oraz entropia przestrzeni produktowej. Zuzanna Kalicińska. 1 maja 2004

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015. Zadania z teleinformatyki na zawody III stopnia

Przepustowość kanału, odczytywanie wiadomości z kanału, poprawa wydajności kanału.

J. Szantyr - Wykład nr 30 Podstawy gazodynamiki II. Prostopadłe fale uderzeniowe

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 2016/2017

Analiza nośności pionowej pojedynczego pala

ĆWICZENIE 4 KRZ: A B A B A B A A METODA TABLIC ANALITYCZNYCH

ALGORYTMY OPTYMALIZACJI wyklad 3.nb 1. Wykład 3. Sformułujemy teraz warunki konieczne dla istnienia rozwiązań zagadnienia optymalizacyjnego:

teoria informacji Entropia, informacja, kodowanie Mariusz Różycki 24 sierpnia 2015

Wskaźniki i struktury. Programowanie C, LA Anna Gogolińska

Roboty Przemysłowe. 1. Pozycjonowane zderzakowo manipulatory pneumatyczne wykorzystanie cyklogramu pracy do planowania cyklu pracy manipulatora

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Pracownia elektryczna i elektroniczna

BADANIE OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH

Pracownia elektryczna i elektroniczna

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 5

Kodowanie i entropia

0 + 0 = 0, = 1, = 1, = 0.

Stan wilgotnościowy przegród budowlanych. dr inż. Barbara Ksit

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia

Entropia to wielkość określająca liczbę bitów informacji zawartej w danej wiadomości lub źródle. Spełnia ona trzy naturalne warunki: I(s) jest

Rachunek zdań. Prawa logiczne (tautologie) Tautologią nazywamy taką funkcję logiczną, która przy dowolnym podstawieniu wartości

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

ALGORYTM STRAŻAKA W WALCE Z ROZLEWAMI OLEJOWYMI

Kodowanie i kompresja Tomasz Jurdziński Studia Wieczorowe Wykład Kody liniowe - kodowanie w oparciu o macierz parzystości

ŁĄCZENIA CIERNE POŁĄ. Klasyfikacja połączeń maszynowych POŁĄCZENIA. rozłączne. nierozłączne. siły przyczepności siły tarcia.

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Temat: Oscyloskop elektroniczny Ćwiczenie 2

Andrzej Leśnicki Laboratorium CPS Ćwiczenie 8 1/9 ĆWICZENIE 8. Próbkowanie i rekonstrukcja sygnałów

Laboratorium Metod i Algorytmów Sterowania Cyfrowego

Granica kompresji Kodowanie Shannona Kodowanie Huffmana Kodowanie ciągów Kodowanie arytmetyczne. Kody. Marek Śmieja. Teoria informacji 1 / 35

Obszar Logistyka. Rejestracja faktury zakupowej Rejestracja faktury zakupowej z pozycjami towarowymi. Instrukcja użytkownika

Instrukcja do laboratorium z fizyki budowli. Ćwiczenie: Pomiar i ocena hałasu w pomieszczeniu

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Teoria Informacji - wykład. Kodowanie wiadomości

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 2016/2017

Przetworniki cyfrowo-analogowe C-A CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

Kody splotowe (konwolucyjne)

Tranzystor JFET i MOSFET zas. działania

Elementy struktur cyfrowych. Magistrale, układy iterowane w przestrzeni i w czasie, wprowadzanie i wyprowadzanie danych.

Elementy teorii informacji i kodowania

ORYGINALNA INSTRUKCJA OBSŁUGI

Zjawisko Comptona opis pół relatywistyczny

Instrukcja obsługi rejestratora cyfrowego DLM-090

INSTRUKCJA OBSŁUGI WIELOFUNKCYJNY WZMACNIACZ SYGNAŁU KALER GEN-Q5.

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 11

ĆWICZENIE 2 Badanie obwodów trójfazowych z odbiornikiem połączonym w gwiazdę

Systemy i Sieci Telekomunikacyjne laboratorium. Modulacja amplitudy

Instrukcja do ćwiczenia : Matryca komutacyjna

Synteza strukturalna automatu Moore'a i Mealy

INSTRUKCJA OBSŁUGI PILOTÓW ASA Go-6T

Układy Trójfazowe. Wykład 7

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

Algorytmy tekstowe na przykładzie KMP

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Entropia Kodowanie. Podstawy kompresji. Algorytmy kompresji danych. Sebastian Deorowicz

Na rysunku przedstawiony jest wykres funkcji f(x) określonej dla x [-7, 8].

REMOTE CONTROLLER RADIO 8

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Systemy wbudowane. Uniwersytet Łódzki Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej. Witold Kozłowski

Ćw. 11 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

Załóżmy, że obserwujemy nie jedną lecz dwie cechy, które oznaczymy symbolami X i Y. Wyniki obserwacji obu cech w i-tym obiekcie oznaczymy parą liczb

Mini-quiz 0 Mini-quiz 1

N ma rozkład Poissona z wartością oczekiwaną równą 100 M, M M mają ten sam rozkład dwupunktowy o prawdopodobieństwach:

DYNAMICZNE MODELE EKONOMETRYCZNE

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Ćwiczenie 31 Temat: Analogowe układy multiplekserów i demultiplekserów. Układ jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU).

Sprzęt i architektura komputerów

Przekształcenia wykresów funkcji

Numeryczne rozwiązywanie równań różniczkowych ( )

Spacery losowe generowanie realizacji procesu losowego

Przykładowe zadania z matematyki na poziomie podstawowym wraz z rozwiązaniami

Sieć Hopfielda. Sieci rekurencyjne. Ewa Adamus. ZUT Wydział Informatyki Instytut Sztucznej Inteligencji i Metod Matematycznych.

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

GLOBALNE OBLICZANIE CAŁEK PO OBSZARZE W PURC DLA DWUWYMIAROWYCH ZAGADNIEŃ BRZEGOWYCH MODELOWANYCH RÓWNANIEM NAVIERA-LAMEGO I POISSONA

Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia

Odbiornik z wyświetlaczem

Kolokwium I z Makroekonomii II Semestr zimowy 2014/2015 Grupa I

R ozkład norm alny Bardzo często używany do modelowania symetrycznych rozkładów zmiennych losowych ciągłych

Laboratorium Telewizji Cyfrowej

18. Obliczyć. 9. Obliczyć iloczyn macierzy i. 10. Transponować macierz. 11. Transponować macierz. A następnie podać wymiar powstałej macierzy.

Notatki z Algorytmicznej Teorii Liczb

Teoria obwodów / Stanisław Osowski, Krzysztof Siwek, Michał Śmiałek. wyd. 2. Warszawa, Spis treści

Problematyka modelowania obciążeń dynamicznych dźwignic wywołanych jazdą po nierównościach

PAMIĘĆ RAM. Rysunek 1. Blokowy schemat pamięci

Przetwarzanie energii elektrycznej w fotowoltaice. Ćwiczenie 12 Metody sterowania falowników

Ćw. 12. Akwizycja sygnałów w komputerowych systemach pomiarowych ( NI DAQPad-6015 )

Janusz Górczyński. Prognozowanie i symulacje w zadaniach

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Przetworniki AC i CA

Ćw. 1 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

Zawansowane modele wyborów dyskretnych

Transkrypt:

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 06/07 Źródła z amięcią Zadanie (kolokwium z lat orzednich) Obserwujemy źródło emitujące dwie wiadomości: $ oraz. Stwierdzono, że częstotliwości wystęowania bloków o dwie wiadomości są nastęujące: $$ $ $ /5 /0 /0 /5 Proszę srawdzić, czy to jest źródło bezamięciowe. Zadanie Entroia źródła Markowa L-tego rzędu wynosi: H L (X) = Pr {x i, x j,..., x jl } lg Pr {x i x j,..., x jl }. i j j L Źródło binarne generuje dwie wiadomości: 0 i. Oblicz dla tego źródła entroię klasyczną oraz entroię Markowa rzy nastęujących założeniach: (a) wiadomości są równorawdoodobne, źródło jest źródłem z amięcią, rzy czym: (Od. bit /symbol i ok. 0,9 bit /symbol) (b) źródło jest źródłem z amięcią, natomiast: Pr{0 } = Pr{ 0} = 3 ; Pr{0} = 3 4 Pr{0 0} = 3 Pr{0 } =. (Od. Ok. 0,8 bit /symbol i ok. 0,68 bit /symbol) Zadanie 3 Sorządź wykres stanów źródła Markowa drugiego rzędu, jeśli źródło jest źródłem binarnym, a rawdoodobieństwa warunkowe wynoszą: Pr{0 00} = Pr{ } = 0,8 Pr{ 00} = Pr{0 } = 0, Pr{0 0} = Pr{0 0} = Pr{ 0} = Pr{ 0} = 0,5. astęnie oblicz entroię tego źródła, jeśli wiadomo że: Pr{00} = Pr{} = 5 4 Pr{0} = Pr{0} = 4. (Od. Ok. 0,80 bit /symbol) Zadanie 4 (kolokwium z lat orzednich) Za omocą diagramu stanów rzedstawiono S, ewne źródło Markowa ierwszego rzędu. Brak strzałki oznacza, że odowiednie rawdoodobieństwo warunkowe jest zerowe. Jeśli nie odano rawdoodobieństw rzy strzałkach, to znaczy, że da się je określić na odstawie innych danych. Dla x, x,..., x wszystkie rzejścia wyglądają tak samo jak w rzyadku x i. Strona z 5

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 06/07 x 0 x x i x Proszę naszkicować entroie H(S) oraz H (S) jako funkcje. Kanały Zadanie 5 (kolokwium z lat orzednich) a rysunku okazano dyskretny bezamięciowy kanał binarny oraz rozkłady rawdoodobieństwa ojawiania się wiadomości na jego wejściu i wyjściu: 3$ a 4 3 b 3 4 Proszę znaleźć douszczalny zakres wartości rawdoodobieństwa ojawienia się $ na wejściu i jednocześnie na wyjściu tego kanału. (Od. Ok. [, 3] ) Zadanie 6 (kolokwium z lat orzednich) Srawdź, czy kaskada binarnych kanałów symetrycznych (kanały są ołączone szeregowo: wyjście jednego z wejściem kolejnego; kanały niekoniecznie są identyczne) też jest binarnym kanałem symetrycznym. Zadanie 7 (kolokwium z lat orzednich) Mamy do dysozycji niekoniecznie identyczne binarne kanały symetryczne charakteryzujące się rawdoodobieństwami błędu: i <. W jaki sosób można z nich (niekoniecznie wszystkich) uzyskać binarny kanał symetryczny charakteryzujący się: 0 < BER? Zadanie 8 (kolokwium z lat orzednich) Informacja złożona z symboli binarnych jest transmitowana rzez binarny kanał symetryczny o rawdoodobieństwie rzekłamania. Jaka jest wartość oczekiwana liczby bitów rzesłanych orawnie w tej informacji? Strona z 5

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 06/07 Zadanie 9 (kolokwium z lat orzednich) Binarny kanał asymetryczny jest rerezentowany za omocą macierzy: [ ] a b, a b gdzie na wejściu i wyjściu mamy symbole ze zbioru {0, } oraz a b. Odbiornik (odłączony do wyjścia z kanału) otrzymuje na swoim wejściu symbole 0 i tak samo często. Znajdź rozkład rawdoodobieństwa na wejściu do tego kanału (czyli na wyjściu z nadajnika) i okaż, że entroia na wyjściu kanału jest większa niż na jego wejściu. Zadanie 0 Oblicz, ile wynosi informacja wzajemna I(X; Y ) między wejściem i wyjściem kanału o dwóch wejściach x, x X i trzech wyjściach y, y, y 3 Y : x = 0 x = 4 4 y = 0 y = E y 3 = jeśli Pr {x } = Pr {x }. (Od. Ok. 0,55 bit /wiadomość) Obliczanie rzeustowości Zadanie (kolokwium z lat orzednich) Kanał binarny charakteryzuje się nastęującymi rawdoodobieństwami rzejść: (y x ) = (y x ) = (y x ) = Wiemy również, że na wyjściu kanału y ojawia się trzynaście razy częściej niż inne douszczalne symbole. Znajdź rzeustowość tego kanału. (Od. Ok. 0,4 bit /wiadomość) Zadanie Dany jest binarny symetryczny kanał z wymazywaniem: x = 0 y = x y = E x = y 3 = x Strona 3 z 5

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 06/07 Kanał charakteryzuje się nastęującymi rawdoodobieństwami: α β α β β. α α β Pokaż, że jego rzeustowość da się oisać nastęującym wzorem: C = ( β)[ lg( β)] + ( α β) lg( α β) + α lg α. Zadanie 3 (kolokwium z lat orzednich) Proszę obliczyć rzeustowość kanału z wymazywaniem, którego diagram okazano oniżej: 0 3 Zadanie 4 (kolokwium z lat orzednich) Oblicz rzeustowość kanału ięciokątnego rzy danych rawdoodobieństwach rzejść (y j x i ) = : (y x ) = (y x 5 ) = (y x ) = (y x 3 ) = (y 3 x ) = (y 3 x 4 ) = (y 4 x 3 ) = (y 4 x 5 ) = (y 5 x 4 ) = (y 5 x ) = (kanał jest symetryczny). x x x 3 x 4 x 5 y y y 3 y 4 y 5 (Od. lg 5 bit /wiadomość) Zadanie 5 (kolokwium z lat orzednich) Dany jest kanał o M > sygnałach elementarnych na wejściu (oznaczanych jako x i, i =,..., M) oraz M sygnałach elementarnych na wyjściu (oznaczanych jako y j, j =,..., M). Wiadomo że dla i j: Pr{y j x i } = Ps M (wiemy, że 0 < P s < ). Proszę znaleźć rzeustowość kanału i naszkicować jej wykres jako funkcji M. (Od. lg(m)+( P s ) lg( P s )+P s lg( Ps M )) Zadanie 6 (kolokwium z lat orzednich) Uroszczoną klawiaturę numeryczną okazano na rysunku obok. Ma ona cztery klawisze (w dwóch rzędach o dwa klawisze). Użytkownik, który chce nacisnąć klawisz x, naciśnie z rawdoodobieństwem α inny klawisz w tym samym rzędzie lub z rawdoodobieństwem α inny klawisz w tej samej kolumnie. A więc z rawdoodobieństwem α naciśnie właściwy klawisz x. Taką klawiaturę można oisywać jako kanał transmisyjny, gdzie na wejściu mamy intencję użytkownika, a 3 4 na wyjściu faktycznie naciśnięty klawisz. Zaisz macierz tego kanału i oblicz jego rzeustowość. (Od. + ( α) lg( α) + α lg α bit /wiadomość) Strona 4 z 5

Teoria informacji i kodowania Ćwiczenia Sem. zimowy 06/07 y lg 3,58 Tabela odająca rzybliżone wartości lg { x 0 + y 00 } : x 0 3 4 5 6 7 8 9 0-3,3 -,3 -,74 -,3 -,00-0,74-0,5-0,3-0,5-6,64-3,8 -,5 -,69 -,9-0,97-0,7-0,49-0,30-0,4-5,64-3,06 -,8 -,64 -,5-0,94-0,69-0,47-0,9-0, 3-5,06 -,94 -, -,60 -, -0,9-0,67-0,45-0,7-0,0 4-4,64 -,84 -,06 -,56 -,8-0,89-0,64-0,43-0,5-0,09 5-4,3 -,74 -,00 -,5 -,5-0,86-0,6-0,4-0,3-0,07 6-4,06 -,64 -,94 -,47 -, -0,84-0,60-0,40-0, -0,06 7-3,84 -,56 -,89 -,43 -,09-0,8-0,58-0,38-0,0-0,04 8-3,64 -,47 -,84 -,40 -,06-0,79-0,56-0,36-0,8-0,03 9-3,47 -,40 -,79 -,36 -,03-0,76-0,54-0,34-0,7-0,0 Zadanie 7 (kolokwium z lat orzednich) identycznych binarnych kanałów symetrycznych, z których każdy charakteryzuje się rawdoodobieństwem rzekłamania 0 < <, łączymy kaskadowo (wyjście jednego z wejściem kolejnego). Proszę okazać, że rzeustowość takiej kaskady to: C = + lg + ( ) lg ( ), gdzie = [ + ( ) ]. Zadanie 8 (kolokwium z lat orzednich) Zais efektów rognozy ogody dla ewnego miasta jest dany w oniższej tablicy: Prognoza Rzeczywistość Pada ie ada Pada /8 3/6 ie ada /6 0/6 Pewien człowiek zauważył, że rognoza srawdza się tylko w 3 /4 rzyadków. Zauważył też, że mógłby mieć rację w 3 /6 rzyadków, gdyby w kółko rzeowiadał, że nie ada. Zaroonował szefowi rognostów, że najleiej zawsze rzeowiadać, że nie ada. Szef rognostów nie rzyjął jego oferty, uzasadniając swoją decyzję rozumowaniem oartym na teorioinformacyjnej koncecji rzeustowości. Proszę odtworzyć jego rozumowanie. Informacja dodatkowa: a kartkach z zadaniami do kolejnego kolokwium znajdą Państwo nastęujące dane, być może omocne rzy rozwiązywaniu zadań: H(X, Y ) = H(X) + H(Y X) (reguła łańcuchowa) I(X; Y ) = H(X) H(X Y ) = H(Y ) H(Y X) = H(X) + H(Y ) H(X, Y ) X, Y niezależne: H(X, Y ) = H(X) + H(Y ) Strona 5 z 5