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科目名 情報理論 
担当者氏名

都竹 愛一郎

全開講対象学科 理工学部電気電子工学科
年次 3年次 
クラス  
講義学期 後期 
単位数
必選区分 選択科目 
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-電気電子工学専門科目 
備考 毎回、授業時間の2倍の自学自習時間が求められます。 



準備学習・事後学習
次回の授業範囲を予習し、専門用語の意味などを理解しておくこと。また、毎回実施する小テストを中心に授業内容を復習すること。 
履修上の留意
基礎数学および確率・統計の知識が必要であり、復習しておくこと。また、講義中に示した技術用語や、定理の証明、演習問題で取り上げた課題について、自宅において十分復習しておくこと。 
授業の概要と目的
多くの情報を、速く、かつ正確に送るのが通信の使命であり、CDMAやADSL、OFDMなどの新しい通信方式が登場しているが、これらは全て「情報理論」に基づいて設計されている。本講義では、情報量の計算法や符号化の基本について学ぶとともに、ハミング符号や巡回符号、畳み込み符号などの誤り訂正符号についても学習する。理解を深めるために、適宜、演習問題を取り入れながら進めていく。(科目ナンバリングコード:TE31306) 
サブタイトル
通信の基礎となる情報量の計算法や誤り訂正符号について学ぼう 
到達目標
1.通信路のモデルと情報量について理解する。2.情報源符号化および伝送路符号化について理解する。3.誤り訂正符号および信号の高能率符号化について理解する。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 講義の概要  講義の概要と進め方を示し、統計及び確率論について復習する。レベル:本講義の概要が理解できる。 
2. 情報量とエントロピー  情報量を定量的に表す手法について理解し、情報源の持つ平均情報量(エントロピー)について学習する。レベル:情報量について理解し、エントロピーを求めることができる。 
3. 情報源符号化(1)  情報を効率よく符号化するハフマン符号化の方法と平均符号長について学習する。レベル:情報をハフマン符号化することができる。 
4. 情報源符号化(2)  複数の記号を束ねて符号化するハフマンブロック符号について学習し、ハフマン符号化を用いたFAXの動作原理を理解する。レベル:ブロック符号が理解できる。 
5. 通信路符号化(1)  符号と符号の距離(ハミング距離)および誤り訂正の方法について学習する。レベル:誤り訂正の必要性を理解し、ハミング距離から誤り訂正能力を求めることができる。 
6. 通信路符号化(2)  誤りの発生する伝送路における通信路容量とシャノンの定理について学習する。レベル:事後確率から事後エントロピーを計算し、相互情報量を求めることができる。 
7. 通信路符号化(3)  2元対称通信路における相互情報量、および通信路符号化定理について学習する。レベル:通信路容量を計算することができる。 
8. 誤り訂正符号(1)  基礎的な誤り訂正符号であるハミング符号について、符号の作り方、誤り訂正の原理について学習する。レベル:ハミング符号を生成することができる。 
9. 誤り訂正符号(2)  ハミング符号について、行列演算により符号を生成したり誤り訂正を行う方法について理解する。レベル:行列演算によりハミング符号を生成することができる。 
10. 誤り訂正符号(3)  実用的な誤り検出符号(CRC符号)、誤り訂正符号(RS符号)について、動作原理を理解する。レベル:符号多項式を理解し、符号多項式によりハミング符号を生成することができる。 
11. 誤り訂正符号(4)  非ブロック符号である畳み込み符号について、符号の作り方、誤り訂正の仕方(ビタビ復号)について学習する。レベル:畳み込み符号をビタビ復号することができる。 
12. デジタル変調  各種デジタル変調の原理を理解し、雑音が乗ったときのビット誤り率特性について学習する。レベル:デジタル変調の原理を理解し、ビット誤り率を計算することができる。 
13. アナログ信号の伝送  アナログ信号の持つ情報量、信号の帯域幅とサンプリング定理について学習する。レベル:通信路容量定理を理解し、アナログ通信路の通信路容量を求めることができる。 
14. 画像・音声の符号化  MPEGに代表される画像や音声の高能率符号化について学習する。レベル:画像や音声の高能率符号化が理解できる。 
15. 総括  これまでの授業を総括する。 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. マルチメディア時代の情報理論  小川 英一  コロナ社 
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 随時紹介する     
授業方法の形式
講義 
成績評価方法及び評価基準
定期試験の結果(60%)に、小テストの結果(40%)を加味して100点満点とする。 
受講生へのメッセージ
講義中、必要に応じて、情報理論の簡単な問題を解いたり課題を与えたりするので、必ず自分で考えて、講義に臨んでください。また、講義中、不可解な点がある場合は、その場で遠慮なく質問してください。 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2018/12/06 15:31


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