信息论课程中香农“免费午餐”理论的实验课教学

合集下载

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｃｈａｎｎｅ１．Ｂｙｄｅｓｉｇｎｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｅｒｒｏｒｂｉｔｒａｔｅａｎｄｔｒａｎｓ —
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｈｅｌｐｓｔｕｄｅｎｔｓｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｅｓｓｅｎｃｅｏｆＳｈａｎｎｎｏｎｃｈａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙａｎｄａ — ｒｏｕｓｅｔｈｅｉｒｌｅａｒｎｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔｓ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｕｒｓｅｒｅｌａｔｅｄｔｏＳｈａｎｎｏｎ￣“ｆｒｅｅｌｕｎｃｈ’ ’ｔｈｅｏｒｙｉｓｄｅｖｉｓｅｄ．ＴｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｓｔａｒｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｄｅｆｏｒｂｉｎａｒｙｓｙｍｍｅｔｄＣ
文章编号：１００９—３１５Ｘ（２０１５）０３— ０２８３— ０３
信息论课程中香农 ‘ 免费午餐＂理论的实验课教学
刘力军，牛大田，刘强，葛仁东
（大连民族学院理学院，辽宁大连，１１６６０５）
实。席在芳等利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件平台，设
计了仿真综合型实验，深化课堂教学的效果。然
而，这对于缺乏通信相关知识背景的信息与计算
科学专业学生并不适用。文献［６］分别设计了信源编解码和信道编解码的两个实验，并未就选择
第１７卷第３期２０１５年５月
大连民族学院学报
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＤａｌｉａｎＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏ１．１７，Ｎｏ．３
Ｍａｖ２０１５
摘要：为了帮助学生更好的理解香农信道容量的定义，激发学生学习信息论课程的兴趣，设计了香农
“ 免费午餐 ” 理论的实验课。以二进制对称信道上重复码内容开始，通过设计数值实验，得到了误码率一
传输速率的关系，进而揭示了香农惊人的“ 免费午餐” 理论的内涵，理论联系实际，教学效果显著。关键词：信息论；重复码；信道容量； “ 免费午餐” 理论中图分类号：Ｇ６４２．０文献标志码：Ａ
ｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｆｒｏｍｗｈｉｃｈｔｈｅａｍａｚｉｎｇｔｈｅｏｙｒｏｆＳｈａｎｎｏｎ￣ “ ｆｒｅｅｌｕｎｃｈ’ ’ｔｈｅｏｙｒｉｓｆｕｌｌｙ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＤａｌｉａｎＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＤｌａｉａｎＬｉａｏｎｉｎｇ１１６６０５，Ｃｈｉｎａ）
１９４９年，美国数学家克劳德香农（ＣｌａｕｄｅＳｈａｎｎｏｎ）发表了一篇题为“ 通信的数学理论 ” 的学术论文］，这篇划时代论文的问世，宣告了信息论的诞生。根据有噪信道编码定理，在信息传送速
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈｅｏｙ，ｒｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｄｅ，ｃｈａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙ， “ｆｒｅｅｌｕｎｃｈ” ｔｈｅｏｙｒ

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＣｏｕｒｓｅＴｅａｃｈｉｎｇｏｆＳｈａｎｎｏｎＳ “ＦｒｅｅＬｕｎｃｈ” ＴｈｅｏｒｙｉｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙＣｏｕｒｓｅ
ＬＩＵＬｉ — ｊｕｎ，ＮＩＵＤａ— ｔｉａｎ，ＬＩＵＱｉａｎｇ，ＧＥＲｅｎ—ｄｏｎｇ
ｒｅｖｅａｌｅｄ．Ｂｅｔｔｅｒｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓａｙｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｌｉｎｋｉｎｇｔｈｅｏｙｒｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃｅ．