网络信息论

第1章 概论

1.1 网络信息论研究的三个基本问题

1.2 网络信息论的发展历史

1.3 网络信息论的应用

1.4 网络信息论的未来发展方向

习题

参考文献

第2章 信道容量分析

2.1 信息熵理论

2.2 链式法则与信息处理

2.3 互信息的链式法则

2.4 离散信道的容量

2.4.1 离散信道的容量

2.4.2 信道容量的计算理论

2.5 微分熵与连续信道的容量公式

2.5.1 微分熵的定义

2.5.2 微分熵与离散熵的关系

2.5.3 相对熵与互信息

2.5.4 微分熵的极值问题

2.5.5 加性高斯噪声信道的信道容量公式

2.5.6 Shannon信道容量公式

2.6 Fano不等式与信道编码定理

2.7 信道容量的迭代算法

习题

参考文献

第3章 图论与网络信息流

3.1 图的基本概念

3.2 树图

3.2.1 树的基本性质

3.2.2 图的支撑(生成)树

3.2.3 最小支撑(生成)树及其算法

3.3 最短路径问题及算法

3.3.1 狄克斯拉（Dijkstra）算法

3.3.2 福特摩尔贝尔曼(Ford Moore Bellman)算法

3.4 网络最大流

3.4.1 基本概念与定义

3.4.2 最大流的计算——Ford Fulkerson算法

3.5 最小代价最大流问题

3.6 信息流理论介绍

习题

参考文献

第4章 简单网络的信道容量

4.1 引言

4.2 并行高斯信道的容量

4.3 有色高斯噪声信道的容量

4.4 基于反馈机制的高斯信道的容量

4.5 广播信道的容量

4.5.1 几个典型广播信道的例子

4.5.2 广播信道的一些基本定义

4.5.3 几个广播信道的容量域分析

4.5.4 改进的广播信道的容量界

4.6 接力通信系统的信道容量

4.7 非完全信息的接力模式的容量

4.8 合作模式的传输容量

4.9 有待研究的问题

习题

参考文献

第5章 多址信道的容量分析

5.1 引言

5.2 高斯多址信道的容量

5.3 中心控制模式的多址系统

5.3.1 固定用户发送功率的时分多址系统

5.3.2 固定系统内平均发送功率的时分多址系统

5.3.3 频分多址系统

5.3.4 码分多址系统

5.4 高斯多址信道容量的实现模式讨论

5.5 多信源编码问题

5.6 随机多址信道的容量分析

5.6.1 多址接入系统的模型

5.6.2 单时隙可实现的传输容量的定义

5.6.3 基本的编码与解码策略

5.6.4 公平准则下系统的最大可实现速率

5.7 随机多址衰落信道的容量分析

5.7.1 Rayleigh信道模型的基本特征

5.7.2 可实现传输速率分析

5.7.3 公平准则下系统的最大可实现速率

5.8 未来的研究方向

习题

参考文献

第6章 网络编码

6.1 引言

6.2 网络编码的存在性

6.3 网络编码的增益

6.4 网络编码的构造方法

6.4.1 线性网络编码方法

6.4.2 代数型网络编码方法

6.4.3 随机网络编码方法

6.5 网络编码的复杂度分析

6.5.1 有线组播网络中编码节点的数目分析

6.5.2 无线自组织网络中编码节点数目分析

6.6 网络编码的实现问题

6.6.1 网络编码的容量性能分析

6.6.2 网络编码的延时模型

6.7 网络编码的机会调度策略

6.7.1 机会调度策略的原理

6.7.2 机会调度网络编码的性能分析

6.8 物理层网络编码

6.9 应用层网络编码

6.1 0网络编码的应用

6.1 1网络编码与业务保密

6.1 2网络编码的发展趋势

习题

参考文献

第7章 数字喷泉技术

7.1 引言

7.2 数字喷泉码的设计策略

7.3 随机线性数字喷泉编码

7.4 LT码

7.5 Raptor码

7.6 信道的喷泉容量

7.7 Turbo喷泉编码

7.7.1 并行Turbo喷泉

7.7.2 MultipleTurbo喷泉

7.7.3 Turbo喷泉的性能比较

7.8 数字喷泉技术的应用

7.9 数字喷泉码的发展

习题

参考文献

第8章 通信网络的跨层设计理论

8.1 网络的分层结构

8.1.1 应用层

8.1.2 表示层

8.1.3 会话层

8.1.4 传输层

8.1.5 网络层

8.1.6 数据链路层

8.1.7 物理层

8.2 网络的跨层设计模式介绍

8.3 跨层设计技术的应用

8.4 无线网络的信息容量

8.4.1 网络的传输容量

8.4.2 网络的信息流容量

8.4.3 网络的吞吐量

8.5 无线网络的路由选择与优化

8.5.1 纯路由处理技术

8.5.2 干扰控制路由处理技术

8.6 合作通信

8.7 无线网络的空间处理

8.7.1 Rayleigh衰落信道下的网络模型

8.7.2 数据传输层模型

8.7.3 几个基本概念与应用

8.8 未来的研究方向

习题

参考文献

本书重点介绍了网络信息论研究的基本问题和从事网络信息论研究需要的基础知识，并结合目前网络信息论研究的热点课题，介绍了网络编码、数字喷泉编码以及跨层优化设计等。本书主要内容包括网络信息论概论、传统的信道容量分析、图论与网络信息流、简单网络的信道容量、多址信道的容量分析、网络编码、数字喷泉技术以及通信网络的跨层优化设计理论等。通过对这些内容的介绍，使读者能更加深入地了解有关网络信息论的进展，并能开展相关方面的研究工作，推动我国在网络信息论方面的研究。本书是现代网络信息论的入门教材，可作为高等院校电子信息学科高年级本科生和研究生相关课程的教材，也可供通信工程技术人员和科研人员作为参考书。