定 價:25 元
叢書名: 全國普通高等院校電子信息規(guī)劃教材
- 作者:陳海燕,曹明華,賈科軍 編
- 出版時間:2015/2/1
- ISBN:9787302374992
- 出 版 社:清華大學出版社
- 中圖法分類:TN911.2
- 頁碼:198
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《信息論與編碼基礎》全面地介紹了Shannon信息論的基本理論:信息的統(tǒng)計度量、Shannon三大編碼定理以及對應的三類編碼,無失真信源編碼、限失真信源編碼及信道編碼。全書共分7章,主要內(nèi)容包括緒論,信源和信源熵,無失真信源編碼、限失真信源編碼,信道及信道容量以及信道編碼,信息率失真函數(shù),信息論方法的應用等。
本書深入淺出,概念清晰,系統(tǒng)性強,力求以通俗易懂的語言及大量典型的應用實例使讀者快速、高效地學習和掌握信息論與編碼的基本理論和技術(shù)。
本書適合作為高等院校通信工程、電子與信息技術(shù)等相關(guān)專業(yè)本科生的教材,也可作為低年級研究生的教學參考書,也可供從事信息領(lǐng)域的科技工作者、工程技術(shù)人員參考。
信息技術(shù)是當今通信、計算機和自動控制界的熱門技術(shù)。特別是信息技術(shù)與微電子、光電子以及計算機技術(shù)的不斷結(jié)合,使現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展充滿了生機與活力,人類也逐步邁進高度發(fā)展的信息科學時代。而信息論為計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的理論基礎。它不僅在方法論的層面上解決了通信的有效性、可靠性和安全性問題,而且在認識論層面上幫助人們認識事物的本質(zhì)。
信息論是應用近代數(shù)理統(tǒng)計的方法研究信息傳輸、存儲和處理的科學,是在長期通信工程實踐中發(fā)展起來的一門新興科學,亦稱為通信的數(shù)學理論。美國科學家香農(nóng)(C.E.Shannon)1948年在《貝爾電話雜志》上發(fā)表的著名論文《通信的數(shù)學理論》為信息論的誕生和發(fā)展奠定了理論基礎。近年來,隨著信息理論與編碼技術(shù)的長足發(fā)展,它已發(fā)展成為一門綜合性的新興學科。不僅直接應用于通信、計算機、電子信息和自動控制領(lǐng)域,而且還廣泛滲透到生物學、醫(yī)學、語言學、社會學和經(jīng)濟學等領(lǐng)域。因此,越來越多的技術(shù)人員渴望學到有關(guān)信息論的相關(guān)知識,越來越多的高等學校紛紛開設信息論課程!靶畔⒄撆c編碼”已成為我國高等學校的通信工程、計算機、自動化、電子與信息等專業(yè)的主干基礎課程。選擇一本適合本校校情且具有課程特色的教材就顯得尤為重要。
本教材在長期的教學實踐中,吸取同教材的優(yōu)點,將“通信原理”、“信息論基礎”等課程的教學內(nèi)容進行重新調(diào)整,刪除部分重復、陳舊內(nèi)容,并增加了信息論應用方面的內(nèi)容;從最基本的信息度量開始,到信息論方法在信號處理中的應用,層層深入,全面介紹信息論與編碼的基本理論和技術(shù)?紤]到本科生的實際水平,在一些較難理解的地方詳細論述,力求用簡介、通俗易懂的語言描述物理概念、注重物理概念的理解、弱化公式推導與證明。以便讀者在短時間內(nèi)掌握信息論與編碼的精髓。
全書共分7章:第1章為緒論部分,著重介紹信息的基本概念、信息論的形成和發(fā)展、信息論的研究范疇以及通信系統(tǒng)的基本模型;第2章為信源和信源熵,著重介紹信源的特性和分類,信息的統(tǒng)計度量、平穩(wěn)離散信源和連續(xù)信源的特性以及信息度量;第3章為信道和信道容量,主要介紹信道的數(shù)學模型和分類以及單符號離散信道的信道容量、組合信道,連續(xù)信道的信道容量;第4章為信源編碼,主要介紹編碼的定義和分類、離散無失真信源編碼定理以及一些常用的信源編碼方法;第5章為信道編碼, 主要介紹信道編碼的[1][2]概念以及一些信道編碼方法;第6章為信息率失真函數(shù)。主要介紹信息率失真函數(shù)的概念以及離散信源和連續(xù)信源的信息率失真函數(shù);第7章為信息論方法的應用,主要介紹信息論方法在信號處理中的應用,信息論方法在其他學科領(lǐng)域中的應用以及最大熵譜估計和最小誤差熵估計。
本書由蘭州理工大學計算機與通信學院陳海燕主編,其中,陳海燕編寫了第1章、第2章、第4章和第7章;第3章、第6章由曹明華編寫;第5章由賈科軍編寫;全書由陳海燕統(tǒng)稿。
本教材的出版由蘭州理工大學校級規(guī)劃教材編寫資金資助;在編寫的過程中得到了清華大學出版社的大力支持,白立軍編輯做了大量的工作,在此表示衷心的感謝!
本教材的編寫,是在同行專家所做的大量工作的基礎上,汲取各家之長而成。所借鑒內(nèi)容已在參考文獻中列出,因篇幅限制,不盡周全。在此,向這些作者一并表示感謝!
由于編者水平有限,錯誤和不當之處在所難免,殷切希望廣大讀者批評指正。
編者
2014年12月
第1章 緒論
1.1 信息的概念
1.2 信息論的形成和發(fā)展
1.3 信息論的研究范疇
1.4 通信系統(tǒng)模型
1.5 習題
第2章 信源和信息熵
2.1 信源的特性和分類
2.2 離散信源的信息度量
2.2.1 信息量的定義
2.2.2 自信息量
2.2.3 聯(lián)合信息量與條件自信息量
2.3 互信息量
2.3.1 互信息量的定義
2.3.2 互信息的性質(zhì)
2.3.3 條件互信息和聯(lián)合互信息
2.4 信源熵
2.5 條件熵和聯(lián)合熵
2.6 熵函數(shù)的數(shù)學特性
2.7 加權(quán)熵
2.8 平均互信息量
2.9 信息不增性原理
2.10 平穩(wěn)離散信源
2.10.1 離散平穩(wěn)無記性信源的擴展信源
2.10.2 離散平穩(wěn)信源的熵
2.10.3 馬爾可夫信源
2.10.4 信源的冗余度
2.11 連續(xù)信源
2.11.1 連續(xù)隨機變量的熵
2.11.2 最大相對熵
2.11.3 熵功率
2.12 習題
第3章 信道及信道容量
3.1 信道的數(shù)學模型和分類
3.1.1 信道的分類
3.1.2 單符號離散信道的數(shù)學模型
3.2 單符號離散信道中的熵速率與信道容量
3.2.1 離散無噪聲信道的熵速率和信道容量
3.2.2 幾種特殊離散信道的容量
3.2.3 對稱離散信道的信道容量
3.2.4 離散信道容量的一般計算方法
3.3 多符號離散信道及其信道容量
3.4 組合信道的信道容量
3.4.1 串聯(lián)信道及其信道容量
3.4.2 獨立并聯(lián)信道的信道容量
3.5 網(wǎng)絡信息理論
3.5.1 多址接入信道
3.5.2 廣播信道
3.5.3 相關(guān)信源的多用戶信道
3.6 連續(xù)信道及其信道容量
3.6.1 連續(xù)信道的平均互信息量
3.6.2 連續(xù)信道的熵速率與信道容量
3.6.3 連續(xù)信源的香農(nóng)公式與噪聲
3.7 信道編碼定理
3.8 習題
第4章 信源編碼
4.1 編碼的定義
4.2 碼的分類
4.3 離散無失真信源編碼定理
4.4 離散信源編碼
4.4.1 香農(nóng)編碼
4.4.2 費諾編碼
4.4.3 赫夫曼編碼
4.4.4 游程編碼
4.4.5 冗余位編碼
4.4.6 Lempel-Ziv編碼
4.4.7 算術(shù)編碼
4.5 習題
第5章 信道編碼
5.1 數(shù)字通信系統(tǒng)
5.2 信道編碼及編碼定理
5.3 信道模型
5.3.1 二進制對稱信道
5.3.2 離散無記憶信道
5.3.3 離散輸入、連續(xù)輸出信道
5.3.4 波形信道
5.4 差錯控制方式
5.5 信道編碼的分類及其基本概念
5.5.1 信道編碼的分類
5.5.2 信道編碼的基本概念
5.6 常見的幾種檢錯碼
5.6.1 奇偶校驗碼
5.6.2 水平奇偶校驗碼
5.6.3 水平垂直奇偶校驗碼
5.6.4 恒比碼
5.6.5 群計數(shù)碼
5.7 線性分組碼
5.7.1 基本概念
5.7.2 線性分組碼的編碼
5.7.3 線性分組碼的譯碼
5.8 循環(huán)碼
5.8.1 循環(huán)碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)
5.8.2 循環(huán)碼的編碼
5.8.3 循環(huán)碼的譯碼
5.9 卷積碼
5.9.1 基本原理
5.9.2 卷積碼的描述
5.9.3 卷積碼的譯碼
5.10 Turbo碼
5.10.1 Turbo碼的編碼
5.10.2 Turbo碼的譯碼
5.11 LDPC碼
5.11.1 LDPC碼的編碼
5.11.2 LDPC碼的譯碼
5.12 習題
第6章 信息率失真函數(shù)
6.1 基本概念
6.1.1 失真函數(shù)與平均失真度
6.1.2 信息率失真函數(shù)的定義
6.1.3 信息率失真函數(shù)R(D)的性質(zhì)
6.2 離散信源的信息率失真函數(shù)
6.2.1 離散信源信息率失真函數(shù)的參量表達式
6.2.2 二元信源的信息率失真函數(shù)
6.2.3 離散信源R(D)函數(shù)計算
6.2.4 信息率失真函數(shù)R(D)的迭代算法
6.3 連續(xù)信源的信息率失真函數(shù)
6.4 限失真信源編碼定理
6.5 習題
第7章 信息論方法的應用
7.1 信息論方法在信號處理中的應用
7.2 信息論在其他學科領(lǐng)域的應用
7.2.1 信息論與博弈論
7.2.2 信息論與統(tǒng)計學
7.2.3 信息論與密碼學
7.3 最大熵譜與最小誤差熵估計
7.3.1 最大熵譜估計
7.3.2 最小誤差熵估計
7.4 習題
參考文獻