2019年度 通信理論(情報通信)   Communication Theory (ICT)

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開講元
情報通信系
担当教員名
府川 和彦  尾形 わかは 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月7-8(S421)  木7-8(S421)  
クラス
-
科目コード
ICT.C205
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
2019年4月9日
講義資料更新日
2019年8月1日
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

主に,情報理論の柱である情報源符号化と通信路符号化について学習します.
まず,確率の基礎を復習し,エントロピーや相互情報量等の情報量を定義します.その上で,情報源符号化で実現できるデータ圧縮の限界がエントロピーで与えられること,通信路符号化で誤りが無視できる通信の伝送速度の限界が相互情報量の最大値として与えられることを学習します.また,具体的な符号化の方法を学習します.最後に,通信の安全を実現する方法として暗号の基礎理論を学習します.
情報や通信路を,抽象化された数学モデルとして扱うことで,情報通信に関する基礎理論を体系的に学びます.

到達目標

本講義を履修することによって、次の能力を習得する。
1)情報や通信路を,抽象化された数学モデルとして扱うことができる.
2)情報源符号化で実現できるデータ圧縮の限界と,エントロピーとの関係を説明できる.
3)通信路符号化で誤りが無視できる通信の伝送速度と,相互情報量との関係を説明できる.
4)基本的な情報源符号化の方法,通信路符号化の方法,並びに暗号化の方法を説明できる.

キーワード

情報源符号化,通信路符号化,情報量,情報源符号化定理,通信路符号化定理,暗号

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

適宜,理解度を確認するための課題を与える.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 情報理論の概要:情報源符号化と通信路符号化 講義の目的を理解する.
第2回 情報の表現と確率の基礎 確率の基礎を復習する.
第3回 情報量:エントロピー,相互情報量,ダイバージェンス 学習した概念を理解する.
第4回 情報源のモデルとエントロピーレート:定常情報源,マルコフ情報源,エントロピーレート 学習した概念を理解する.
第5回 クラフトの不等式,情報源符号化逆定理 情報源符号化逆定理を理解する
第6回 平均符号化長の限界,ハフマン符号 平均符号長の限界とハフマン符号化を理解する.
第7回 情報源符号化定理 情報源符号化定理を理解する
第8回 中間試験とこれまでの復習 これまでの復習をする.
第9回 通信路のモデル 通信路モデルを理解する
第10回 通信路容量 通信路容量を説明する
第11回 通信路符号化定理 通信路符号化定理を理解する.
第12回 通信路逆符号化定理 通信路逆符号化定理を理解する.
第13回 誤り訂正符号:ハミング符号 誤り訂正とハミング符号の仕組みを理解する.
第14回 暗号の基礎:共通鍵暗号と公開鍵暗号 暗号のモデルを理解する.
第15回 暗号方式 具体的な暗号方式を理解する.

教科書

授業で扱う全ての資料は、事前にOCW-i にアップする,または授業中に配布する。

参考書、講義資料等

植松友彦、イラストで学ぶ 情報理論の考え方、オーム社、2010年
坂庭好一, 笠井健太,通信理論入門,コロナ社, 2014年

成績評価の基準及び方法

中間(50%)・期末試験(50%)により,到達目標の達成度を評価する.

関連する科目

  • ICT.C201 : 情報通信概論
  • ICT.S206 : 信号とシステム解析
  • ICT.C209 : 代数系と符号理論

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし

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