信息论与编码/高等学校电子信息类专业系列教材

作者: 冯桂著 , 周林著

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2016-07

版次: 1

ISBN: 9787302424277

定价: 39.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 249页

字数: 410千字

丛书: 高等学校电子信息类专业系列教材

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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　　本书系统地介绍了两部分内容：香农信息论的三个基本概念(信源熵、信道容量和信息率失真)，以及对应这三个概念的香农三大编码定理；信源编码和信道编码的基本原理与经典方法，同时对接近香农极限的Turbo码和LDPC码也作了介绍。为了便于教学和加深读者对概念的理解及自检，本书每章后面都附有思考题与习题。本书尽量用通俗、生动的语言描述信息理论与信源、信道编码的基本概念，并通过例题和图表来说明基本概念及原理，因而比较适合工科相关专业的教学和读者自学（已掌握工科高等数学和工程数学的读者都能读懂本书）。本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程、信息工程及相关专业的本科生、研究生的教材或教学参考书，也可供从事相关专业的科研和工程技术人员参考。
冯桂教授、博士、硕士生导师，华侨大学信息科学与工程学院副院长。负责福建省高等学校精品课程“信息论与编码技术”、福建省 “通信工程”本科高校专业综合改革试点项目、福建省教育厅“电子信息工程专业课程体系整体优化的研究”项目、华侨大学“信号与信息处理核心课程”教学团队、华侨大学 “图像编码与传输技术” 多媒体课件建设项目、华侨大学 “信号与系统”精品视频课程建设。主讲 “信息论与编码”、“信号与系统”、“矩阵理论”、“图像分析”、“数字图像处理”等多门本科生、研究生课程。主要研究方向为信号与信息处理，通信系统信息安全，多媒体通信，基于特征的自适应文本、图像、视频数字水印技术理论与应用，基于虹膜与指纹等生物特征的安全系统理论研究与实现，等等。主持、参与国家自然科学基金、省自然科学基金和横向科研合作开发等科研项目10余项，在IEEE、SPIE等国际、国内学术刊物及国内外学术会议发表学术论文 50 余篇，其中SCI、EI与ISTP收录近30篇。

第1章绪论
1.1基本概念
1.1.1信息的一般概念
1.1.2香农信息定义
1.1.3信息论与编码技术发展简史
1.2数字通信系统模型
1.3信息论与编码理论研究的主要内容和意义
1.3.1信息论研究的主要内容
1.3.2香农信息论对信道编码的指导意义
1.3.3香农信息论对信源编码的指导意义
思考题与习题
第2章信源及其熵
2.1信源的数学模型和分类
2.1.1信源的数学模型
2.1.2信源的分类
2.2离散信源的信息熵及其性质
2.2.1自信息
2.2.2信源的信息熵
2.2.3熵的基本性质
2.3离散无记忆信源的扩展信源
2.4离散平稳信源
2.4.1平稳信源的概念
2.4.2二维平稳信源
2.4.3一般离散平稳信源
2.5连续信源的信息熵
2.5.1单符号连续信源的熵
2.5.2波形信源的熵
2.5.3最大熵定理
2.6信源的冗余度
2.6.1信源效率
2.6.2信源冗余度
思考题与习题
第3章信道及其容量
3.1信道的数学模型与分类
3.1.1信道的分类
3.1.2信道的数学模型
3.1.3单符号离散信道
3.2信道疑义度与平均互信息
3.2.1信道疑义度
3.2.2平均互信息
3.2.3平均互信息的性质
3.3离散无记忆的扩展信道
3.4离散信道的信道容量
3.4.1信道容量的定义
3.4.2简单离散信道的信道容量
3.4.3对称离散信道的信道容量
3.4.4离散无记忆N次扩展信道的信道容量
3.5连续信道的信道容量
3.5.1连续单符号加性高斯噪声信道的信道容量
3.5.2多维无记忆加性连续信道的信道容量
3.5.3限频限时限功率的加性高斯白噪声信道的信道容量
3.6信源与信道的匹配
3.7信道编码定理(香农第二定理)
思考题与习题
第4章信道编码
4.1信道编码的概念
4.1.1信道编码的分类
4.1.2与纠错编码有关的基本概念
4.1.3检错与纠错原理
4.1.4检错与纠错方式和能力
4.2线性分组码
4.2.1线性分组码的基本概念
4.2.2生成矩阵和一致校验矩阵
4.2.3线性分组码的译码
4.2.4线性分组码的纠错能力
4.2.5汉明码
4.3循环码
4.3.1循环码的多项式描述
4.3.2循环码的生成矩阵
4.3.3系统循环码
4.3.4多项式运算电路
4.3.5循环码的编码电路
4.3.6循环码的译码电路
4.4常用的循环码
4.4.1循环冗余校验码
4.4.2BCH码*
4.4.3RS码*
4.5卷积码
4.5.1卷积码的编码
4.5.2卷积码的译码
思考题与习题
第5章信源编码
5.1信源编码器和无失真信源编码定理
5.1.1码的分类
5.1.2码树
5.1.3Kraft不等式
5.1.4无失真信源编码定理(香农第一定理)
5.2变长编码
5.2.1香农码
5.2.2费诺码
5.2.3霍夫曼码
5.3实用信源编码方法
5.3.1游程编码
5.3.2算术编码
5.3.3预测编码
5.3.4变换编码
思考题与习题
第6章信息率失真函数
6.1失真测度
6.1.1系统模型
6.1.2失真度和平均失真度
6.2信息率失真函数及其性质
6.2.1信息率失真函数的定义
6.2.2信息率失真函数的性质
6.3等概率、对称失真信源的信息速率失真函数
6.4保真度准则下的信源编码定理
6.5限失真信源编码（香农第三定理）
思考题与习题
第7章现代信道编码技术
7.1Turbo码
7.1.1Turbo码的提出
7.1.2Turbo码编码器
7.1.3Turbo码译码器
7.2LDPC码
7.2.1LDPC码的提出
7.2.2LDPC码基本概念
7.2.3规则LDPC码
7.2.4非规则LDPC码
7.2.5准循环LDPC码
7.2.6重复累积LDPC码
7.2.7LDPC码译码算法
思考题与习题
第8章MATLAB在信息论与编码分析中的应用
8.1MATLAB基础
8.1.1MATLAB语言特点
8.1.2MATLAB运行环境简介
8.1.3MATLAB基础
8.2MATLAB在信息理论分析中的应用
8.2.1离散信源的MATLAB分析
8.2.2离散信道的MATLAB分析
8.2.3应用MATLAB进行信息理论分析的实例
8.3MATLAB在编码技术分析中的应用
8.3.1信源编码技术的MATLAB分析
8.3.2信道编码技术的MATLAB仿真
8.3.3应用MATLAB进行编码技术分析的实例
思考题与习题
参考文献
内容简介:
　　本书系统地介绍了两部分内容：香农信息论的三个基本概念(信源熵、信道容量和信息率失真)，以及对应这三个概念的香农三大编码定理；信源编码和信道编码的基本原理与经典方法，同时对接近香农极限的Turbo码和LDPC码也作了介绍。为了便于教学和加深读者对概念的理解及自检，本书每章后面都附有思考题与习题。本书尽量用通俗、生动的语言描述信息理论与信源、信道编码的基本概念，并通过例题和图表来说明基本概念及原理，因而比较适合工科相关专业的教学和读者自学（已掌握工科高等数学和工程数学的读者都能读懂本书）。本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程、信息工程及相关专业的本科生、研究生的教材或教学参考书，也可供从事相关专业的科研和工程技术人员参考。
作者简介:
冯桂教授、博士、硕士生导师，华侨大学信息科学与工程学院副院长。负责福建省高等学校精品课程“信息论与编码技术”、福建省 “通信工程”本科高校专业综合改革试点项目、福建省教育厅“电子信息工程专业课程体系整体优化的研究”项目、华侨大学“信号与信息处理核心课程”教学团队、华侨大学 “图像编码与传输技术” 多媒体课件建设项目、华侨大学 “信号与系统”精品视频课程建设。主讲 “信息论与编码”、“信号与系统”、“矩阵理论”、“图像分析”、“数字图像处理”等多门本科生、研究生课程。主要研究方向为信号与信息处理，通信系统信息安全，多媒体通信，基于特征的自适应文本、图像、视频数字水印技术理论与应用，基于虹膜与指纹等生物特征的安全系统理论研究与实现，等等。主持、参与国家自然科学基金、省自然科学基金和横向科研合作开发等科研项目10余项，在IEEE、SPIE等国际、国内学术刊物及国内外学术会议发表学术论文 50 余篇，其中SCI、EI与ISTP收录近30篇。
目录:
第1章绪论
1.1基本概念
1.1.1信息的一般概念
1.1.2香农信息定义
1.1.3信息论与编码技术发展简史
1.2数字通信系统模型
1.3信息论与编码理论研究的主要内容和意义
1.3.1信息论研究的主要内容
1.3.2香农信息论对信道编码的指导意义
1.3.3香农信息论对信源编码的指导意义
思考题与习题
第2章信源及其熵
2.1信源的数学模型和分类
2.1.1信源的数学模型
2.1.2信源的分类
2.2离散信源的信息熵及其性质
2.2.1自信息
2.2.2信源的信息熵
2.2.3熵的基本性质
2.3离散无记忆信源的扩展信源
2.4离散平稳信源
2.4.1平稳信源的概念
2.4.2二维平稳信源
2.4.3一般离散平稳信源
2.5连续信源的信息熵
2.5.1单符号连续信源的熵
2.5.2波形信源的熵
2.5.3最大熵定理
2.6信源的冗余度
2.6.1信源效率
2.6.2信源冗余度
思考题与习题
第3章信道及其容量
3.1信道的数学模型与分类
3.1.1信道的分类
3.1.2信道的数学模型
3.1.3单符号离散信道
3.2信道疑义度与平均互信息
3.2.1信道疑义度
3.2.2平均互信息
3.2.3平均互信息的性质
3.3离散无记忆的扩展信道
3.4离散信道的信道容量
3.4.1信道容量的定义
3.4.2简单离散信道的信道容量
3.4.3对称离散信道的信道容量
3.4.4离散无记忆N次扩展信道的信道容量
3.5连续信道的信道容量
3.5.1连续单符号加性高斯噪声信道的信道容量
3.5.2多维无记忆加性连续信道的信道容量
3.5.3限频限时限功率的加性高斯白噪声信道的信道容量
3.6信源与信道的匹配
3.7信道编码定理(香农第二定理)
思考题与习题
第4章信道编码
4.1信道编码的概念
4.1.1信道编码的分类
4.1.2与纠错编码有关的基本概念
4.1.3检错与纠错原理
4.1.4检错与纠错方式和能力
4.2线性分组码
4.2.1线性分组码的基本概念
4.2.2生成矩阵和一致校验矩阵
4.2.3线性分组码的译码
4.2.4线性分组码的纠错能力
4.2.5汉明码
4.3循环码
4.3.1循环码的多项式描述
4.3.2循环码的生成矩阵
4.3.3系统循环码
4.3.4多项式运算电路
4.3.5循环码的编码电路
4.3.6循环码的译码电路
4.4常用的循环码
4.4.1循环冗余校验码
4.4.2BCH码*
4.4.3RS码*
4.5卷积码
4.5.1卷积码的编码
4.5.2卷积码的译码
思考题与习题
第5章信源编码
5.1信源编码器和无失真信源编码定理
5.1.1码的分类
5.1.2码树
5.1.3Kraft不等式
5.1.4无失真信源编码定理(香农第一定理)
5.2变长编码
5.2.1香农码
5.2.2费诺码
5.2.3霍夫曼码
5.3实用信源编码方法
5.3.1游程编码
5.3.2算术编码
5.3.3预测编码
5.3.4变换编码
思考题与习题
第6章信息率失真函数
6.1失真测度
6.1.1系统模型
6.1.2失真度和平均失真度
6.2信息率失真函数及其性质
6.2.1信息率失真函数的定义
6.2.2信息率失真函数的性质
6.3等概率、对称失真信源的信息速率失真函数
6.4保真度准则下的信源编码定理
6.5限失真信源编码（香农第三定理）
思考题与习题
第7章现代信道编码技术
7.1Turbo码
7.1.1Turbo码的提出
7.1.2Turbo码编码器
7.1.3Turbo码译码器
7.2LDPC码
7.2.1LDPC码的提出
7.2.2LDPC码基本概念
7.2.3规则LDPC码
7.2.4非规则LDPC码
7.2.5准循环LDPC码
7.2.6重复累积LDPC码
7.2.7LDPC码译码算法
思考题与习题
第8章MATLAB在信息论与编码分析中的应用
8.1MATLAB基础
8.1.1MATLAB语言特点
8.1.2MATLAB运行环境简介
8.1.3MATLAB基础
8.2MATLAB在信息理论分析中的应用
8.2.1离散信源的MATLAB分析
8.2.2离散信道的MATLAB分析
8.2.3应用MATLAB进行信息理论分析的实例
8.3MATLAB在编码技术分析中的应用
8.3.1信源编码技术的MATLAB分析
8.3.2信道编码技术的MATLAB仿真
8.3.3应用MATLAB进行编码技术分析的实例
思考题与习题
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