情報通信理論

開講元

情報通信コース

担当教員

松本 隆太郎 / 笠井 健太

授業形態

講義 (対面型)

メディア利用科目

-

曜日・時限
(講義室)

月7-8 (S3-215(S321)) / 木7-8 (S3-215(S321))

クラス

-

科目コード

ICT.A512

単位数

200

開講時期

2024年度

開講クォーター

3Q

シラバス更新日

2025年3月14日

使用言語

英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

前半では、情報通信ネットワークの数学的モデルを自由に取り扱えるようになるために、学部で学習した情報理論の基礎を復習した後、幾つかの情報量の尺度の定義とその性質を学ぶ。次に、定常性やエルゴード性を仮定しない最も一般的な情報源／通信路である一般情報源／通信路を取り上げ、符号化定理とその意味を理解する。後半では、符号理論の基礎を復習した後に、符号化と復号に必要な計算量を比較し、低計算量で実装可能な誤り訂正符号の重要性を理解する。Sum-ProductアルゴリズムとLow-Density Parity-Check符号を定義し、アルゴリズムの導出原理と性能解析法を学習する。さらに、LDPC符号の性能解析と、通信路容量を達成する符号の設計法について学習する。

到達目標

本講義を履修することにより、以下の知識と能力を修得する。
１）各種の情報量の尺度の定義とその関係を理解することで、情報通信ネットワークの数学的モデルを自由に取り扱えるようになる。
２）最も一般的な情報源／通信路における情報理論を理解し、その基本的手法を習得できる。
３）確率推論を用いた低計算量で実装可能な誤り訂正符号の理論の理解と設計法を習得できる。

キーワード

情報理論、一般情報源、一般通信路、情報源符号化定理、通信路符号化定理、符号理論、Sum-Productアルゴリズム、Low-Density Parity-Check符号、性能解析法、符号設計法

学生が身につける力

• 専門力
• 教養力
• コミュニケーション力
• 展開力 (探究力又は設定力)
• 展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

毎回、講師がトピックスの解説を行う。講義の最後には、その日の教授内容に関する演習あるいはレポートを課す。

授業計画・課題

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

第１回〜第７回の講義資料は、事前にT2Scholaにアップする。
第８回以降の講義資料は、事前にT2Scholaにアップする。

参考書、講義資料等

韓太舜, 情報理論における情報スペクトル的方法，培風館　1998.
T. Richardson and R. Urbanke, Modern Coding Theory, Cambridge University Press, 2008.

成績評価の方法及び基準

第１回〜第７回
試験（第７回）　50%
レポート　50%
第8回〜第14回
レポート　100%

関連する科目

• ICT.C205 ： 通信理論（情報通信）
• ICT.C209 ： 代数系と符号理論

履修の条件・注意事項

前半１〜７回は学部の情報理論講義（定常無記憶情報源と定常無記憶通信路のための符号化）を履修していないと意義を理解できない可能性が高い