信息論與編碼, 4/e

曹雪虹，南京工程學院二級教授、博士生導師。畢業於上海交通大學通信與信息系統專業，獲工學博士學位。在美國斯坦福大學訪問研修一年，在英國紐卡斯爾大學訪問研修半年。獲評江蘇省“333高層次人才培養工程”中青年科技領軍人才、江蘇省高校“青藍工程”中青年學術帶頭人。長期從事信息與通信工程學科的教學和科研工作，開設“信息論基礎”“信息論與編碼”“編碼理論”“數字信號處理”等課程，其中擔任第一負責人的“信息論與編碼”課程獲省級精品課程、“數字信號處理”課程獲省級一類優秀課程。主編的《信息論與編碼》獲評“十五”國家級規劃教材、江蘇省“十二五”重點教材、首屆江蘇省優秀教材。主持重大理論研究和產品開發項目二十餘項，涵蓋移動通信、寬帶接入網、多媒體通信、圖像處理等方面。發表學術論文百餘篇，授權專利十餘項，主編出版著作和教材6部。獲省級教學成果獎2項、國家行業級科技獎4項。
張宗橙，南京郵電大學教授。1970年畢業於清華大學，獲得學士學位；1981年在南京郵電大學畢業，獲碩士學位；曾任南京郵電大學院傳媒技術學院院長、現代教育技術中心主任，江蘇省教育技術研究會副理事長。主講“數字通信原理”“糾錯編碼原理和應用”“數字信號處理”等多門課程。曾獲“全國優秀教師”稱號。

 

目錄

 

 

 

第1章緒論

 

1.1信息論的形成和發展

 

1.2信息理論研究的內容

 

1.3通信系統的模型

 

1.4信息論的應用

 

習題

 

第2章信源與信息熵

 

2.1信源的分類及數學模型

 

2.1.1無記憶信源

 

2.1.2有記憶信源

 

2.2離散信源熵和互信息

 

2.2.1自信息量

 

2.2.2離散信源熵

 

2.2.3互信息

 

2.2.4數據處理中信息的變化

 

2.2.5相對熵

 

2.2.6熵的性質

 

2.3離散序列信源的熵

 

2.3.1離散無記憶信源的序列熵

 

2.3.2離散有記憶信源的序列熵

 

2.4連續信源的熵和互信息

 

2.4.1幅度連續的單個符號信源熵

 

2.4.2波形信源的熵

 

2.4.3最大熵定理

 

2.5信源的冗餘度

 

本章小結

 

習題

 

第3章通道與通道容量

 

3.1通道的基本概念

 

3.1.1通道的分類

 

3.1.2通道的數學模型

 

3.1.3通道容量的定義

 

3.2離散單個符號通道及其容量

 

3.2.1無乾擾離散通道

 

3.2.2對稱離散無記憶通道

 

3.2.3準對稱離散無記憶通道

 

3.2.4一般離散無記憶通道

 

3.3離散序列通道及其容量

 

3.4連續通道及其容量

 

3.4.1連續單符號加性通道

 

3.4.2多維無記憶加性連續通道

 

3.4.3限時限頻限功率加性高斯白噪聲通道

 

3.5多輸入多輸出通道及其容量

 

3.5.1MIMO通道模型

 

3.5.2MIMO通道容量

 

3.6信源與通道的匹配

 

本章小結

 

習題

 

第4章信息率失真函數

 

4.1信息率失真函數的概念和性質

 

4.1.1失真函數和平均失真

 

4.1.2信息率失真函數R(D)

 

4.1.3信息率失真函數的性質

 

4.1.4信息率失真函數與通道容量

 

4.2離散信源和連續信源的R(D)計算

 

本章小結

 

習題

 

第5章信源編碼

 

5.1編碼的概念

 

5.2無失真信源編碼定理

 

5.2.1定長編碼

 

5.2.2變長編碼

 

5.3限失真信源編碼定理

 

5.4常用信源編碼方法簡介

 

5.4.1哈夫曼編碼

 

5.4.2算術編碼

 

5.4.3矢量量化編碼

 

5.4.4預測編碼

 

5.4.5變換編碼

 

本章小結

 

習題

 

第6章通道編碼

 

6.1有擾離散通道的編碼定理

 

6.1.1差錯和差錯控制系統分類

 

6.1.2矢量空間與碼空間

 

6.1.3隨機編碼

 

6.1.4通道編碼定理

 

6.1.5聯合信源通道編碼定理

 

6.2糾錯編解碼的基本原理與分析方法

 

6.2.1糾錯編碼的基本思路

 

6.2.2解碼方法——最優解碼與最大似然解碼

 

6.3線性分組碼

 

6.3.1線性分組碼的生成矩陣和校驗矩陣

 

6.3.2伴隨式與標準陣列解碼

 

6.3.3碼距、糾錯能力、MDC碼及重量譜

 

6.3.4完備碼

 

6.3.5循環碼

 

6.4捲積碼

 

6.4.1捲積碼的基本概念和描述方法

 

6.4.2捲積碼的最大似然解碼——維特比算法

 

本章小結

 

習題

 

第7章加密編碼

 

7．1加密編碼的基礎知識

 

7．1．1加密編碼中的基本概念

 

7.1.2加密編碼中的熵概念

 

7．2數據加密標準DES

 

7.2.1換位和替代密碼

 

7.2.2DES密碼算法

 

7.2.3DES密碼的安全性

 

7.3公開密鑰加密法

 

7.3.1公開密鑰密碼體制

 

7.3.2RSA密碼體制

 

7.3.3公開密碼體制的優缺點

 

7．4量子密碼

 

7．4．1量子密碼的物理基礎

 

7．4．2量子密碼的應用

 

本章小結

 

習題

 

第8章網絡信息理論簡介

 

8.1概論

 

8.2網絡通道的分類

 

8.3網絡通道的通道容量域

 

8.3.1離散多址接入通道

 

8.3.2高斯多址接入通道

 

8.3.3廣播通道

 

8.4網絡中相關信源的信源編碼

 

8.4.1相關信源編碼

 

8.4.2具有邊信息的信源編碼

 

本章小結

 

習題

 

附錄本書所用主要符號及含義

 

部分習題參考答案

 

參考文獻