信息论与编码

第1章 绪论

1.1 信息的基本概念

1.1.1 信息的一般概念

1.1.2 信息的特点和性质

1.1.3 香农信息的定义

1.2 信息论与编码理论的形成与发展

1.3 信息论与编码理论研究的内容

1.3.1 信息论与编码理论的研究对象

1.3.2 信息论与编码理论的研究范畴

第2章 信源及信息测度

2.1 信源的分类及数学模型

2.1.1 信源的分类

2.1.2 单符号离散信源的数学模型

2.1.3 多符号离散信源

2.1.4.连续信源及波形信源

2.2 信息的度量——信息熵

2.2.1 无条件概率、联合概率与条件概率

2.2.2 自信息

2.2.3 互信息

2.2.4 信息熵

2.2.5 各熵之间的关系

2.2.6 信息熵的基本性质及定理

2.2.7 平均互信息及其特性

2.3 多符号离散平稳信源

2.3.1 消息序列的熵

2.3.2 离散平稳信源的数学模型

2.3.3 离散平稳信源的信息熵和极限熵

2.3.4 马尔可夫信源的信息熵

2.4 信源的相关性与冗余度

2.4.1 信源的相关性

2.4.2 冗余度

2.5 连续信源的熵和互信息

习题

第3章 离散信道及其信道容量

3.1 信道的分类及其描述

3.2 单符号离散信道的数学模型

3.2.1 单符号离散信道的概念

3.2.2 一般单符号离散信道的一些概率关系

3.3 信道容量及其计算方法

3.3.1 信道容量的定义

3.3.2 无噪离散信道的信道容量

3.3.3 对称离散信道的信道容量

3.3.4.准对称离散信道的信道容量

3.3.5 一般离散信道的信道容量

3.4 多符号离散信道的数学模型

3.5 离散无记忆扩展信道的信道容量

3.6 组合信道及其信道容量

3.6.1 独立并联信道及其信道容量

3.6.2 串联信道及其信道容量

3.7 信源与信道的匹配

习题

第4章 无失真信源编码

4.1 信源编码的基本概念

4.1.1 信源编码

4.1.2 信源编码的码字类型及码树

4.2 无失真变长信源编码的特点

4.2.1 定长信源编码定理

4.2.2 变长编码的特：点

4.2.3 变长编码存在的问题及应对措施

4.3 信源编码定理

4.3.1 无失真变长信源编码定理

4.3.2 统计匹配码

4.3.3 克拉夫特不等式

4.4 变长编码方法

4.4.1 香农一费诺一埃利斯码

4.4.2 费诺编码

4.4.3 霍夫曼码

4.4.4 游程编码

4.4.5 算术编码

4.4.6 通用编码

习题

第5章 信道编码

5.1 信道编码定理

5.1.1 信道与差错

5.1.2 差错概率与译码规则

5.1.3 有噪信道编码定理

5.2 信道编码及其基本原理

5.2.1 信道编码的基本概念

5.2.2 信道编码的基本原理

5.3 线性分组码

5.3.1 线性分组码的基本概念

5.3.2 线性分组码生成矩阵和一致监督矩阵

5.3.3 线性码的检错、纠错能力

5.3.4 汉明码

5.3.5 线性分组码的编码

5.3.6 线性分组码的译码

5.4 循环码

5.4.1 循环码的基本概念

5.4.2 循环码的生成矩阵和监督矩阵

5.4.3 循环码的编码

5.4.4 循环码的译码

5.4.5 自动请求重传方式(ARQ)

5.4.6 循环码的捕错译码和大数逻辑译码

5.4.7 BCH码和RS码

5.5 卷积码

5.5.1 卷积码的编码原理

5.5.2 卷积码的描述

5.5.3 卷积码的编码

5.5.4 维特比译码

5.6 级联码、交织码及。TCM码

5.6.1 级联码：

5.6.2 交织码

5.6.3 TCM码

5.6.4 前向纠错方式

5.7 Turbo码

5.7.1 Turbo码编码器

5.7.2 Turbo码译码器

5.8 LDPC码

5.8.1 LDPC码的定义及其描述

5.8.2 LDPC码的Tanner图表示

5.8.3 LDPC码的构造

习题

第6章 保真度准则下的信源编码

6.1 失真度和平均失真度

6.1.1 失真度

6.1.2 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

6.2.2 信息率失真函数的性质

6.3 信息率失真函数的参量表述及其计算

6.4 二元信源和离散对称信源的R(D)函数

6.4.1 二元对称信源的R(D)函数

6.4.2 离散对称信源的R(D)函数

6.5 连续信源的信息率失真函数

6.5.1 连续信源的信息率失真函数

6.5.2 葛斯信源的信息率失真函数

6.5.3 连续信源R(D)函数的参量表述及其计算

6.6 保真度准则下的信源编码定理

6.6.1 保真度准则下的信源编码定理

6.6.2 限失真信源编码定理的应用

6.7 标量量化编码与矢量量化编码

6.7.1 均匀量化

6.7.2 最优量化

6.7.3 矢量量化编码

6.8 语音压缩编码

6.8.1 波形编码基本原理

6.8.2 参量编码

6.8.3 混合编码

6.9 图像压缩编码

6.9.1 静止图像压缩编码及JPEG标准

6.9.2 活动图像压缩编码

6.9.3 H.26x建议

6.9.4 MPEG标准

习题

第7章 网络信息论与网络编码初步

7.1 网络信息论概述

7.1.1 网络信息论研究的基本问题及内容

7.1.2 网络信息论的应用

7.2 网络的信道容量

7.2.1 多址系统

7.2.2 广播信道

7.2.3 相关信源的多用户信道问题

7.3 无线信道

7.3.1 信道模型

7.3.2 圆对称复数高斯随机矢量

7.3.3 MIMO高斯信道容量

7.4 网络编码技术

7.4.1 网络编码的基本原理

7.4.2 线性网络编码

习题

第8章 通信系统的保密与安全

8.1 密码系统和密码体制

8.1.1 密码体制的基本组成

8.1.2 密码编码和密码分析

8.1.3 经典密码体制

8.1.4 安全保密性与随机性

8.2 对称加密体制

8.2.1 数据加密标准DES

8.2.2 DES密码的演化设计

8.3 公开密钥密码

8.3.1 单钥密码体制存在的问题

8.3.2 公开密钥的一般原理

8.3.3 RSA体制

8.4 认证技术

8.4.1 消息认证系统

8.4.2 消息认证码和消息认证

8.4.3 身份认证

8.4.4 数字签名

8.5 认证鉴权与加密在通信系统中的应用

8.5.1 GSM系统的认证鉴权与加密

8.5.2 WCDMA系统的认证鉴权与加密

8.5.3 CDMA2000系统的认证鉴权与加密

习题

参考文献

《信息论与编码》：高等学校教材。 《信息论与编码》着重讲授以经典信息论内容为主的信息论基础；信息论的起源、发展及研究的内容；香农信息论的三大基本概念：信息熵、信道容量和信息率失真函数以及与之对应的三大定理；解决信息传输系统有效性、可靠性和安全性的三类编码；网络信息论与网络编码。《信息论与编码》围绕信息传输系统这一工程应用背景。特别强调概念阐述清楚、突出重点、深入浅出。逻辑关系上。力求通过建立信息与编码理论的分析方法，在写法上条理清楚，实例丰富翔实，注意循序渐进、难度适中，并注重理论对实际应用的指导作用，引导读者理解信息论与编码的基本方法，培养抽象分析能力和系统工程概念。《信息论与编码》在体系结构上力求科学性、先进性与实用性相统一，内容安排注重体现系统性和相对的完整性。每章后配有习题。《信息论与编码》可作为高等学校通信工程、电子信息工程、信息工程、电子信息科学与技术和信息安全等专业高年级本科生和研究生教材及教学参考书，不同专业可根据不同的学时数在内容上有所取舍。《信息论与编码》也可以作为信息、通信、电子工程相关专业技术人员的参考书。