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徐家品 著

图书标签:

• 信息论
• 编码学
• 通信原理
• 高等教育
• 教材
• 理论基础
• 数字通信
• 信息处理
• 计算机科学
• 电子工程

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040316001

版次：1

商品编码：10554349

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-03-01

用纸：胶版纸

页数：289

正文语种：中文

内容简介

《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。

内页插图

目录

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

精彩书摘

由人的视觉、生理、心理学的论证可知，肉眼对大面积图像能分辨出的灰度等级比对小块图像或细节部分的灰度等级大得多。例如，在急剧的黑白跳动处，肉眼难以分辨灰度差别，因此可降低量化阶数，使P位数变少。而对于图像中的平坦区域，可以降低取样频率，但要保持每一个样本值有较多的灰度等级；反之，对于图像的边缘和细节部分，应保持较高的取样率，但对每一个样本值，只需要分配较少的量化比特数，这就是空间／灰度分辨率转换，实践证明，P-R间也呈现双曲线关系。因为肉眼对快速运动图像的灰度等级R的分辨能力较差，只能分辨较少的量化阶数，因此，可以减少量化阶数，但要保证较高的画面切换速度，即保证图像有足够的运动速度。

数海拾遗：探寻信息传递的奥秘与艺术 在浩瀚的知识海洋中，信息如同一条看不见的河流，穿梭于我们生活的每一个角落。从古老的烽火狼烟到如今的比特流，人类对于有效、可靠信息传递的追求从未停止。这门学科，它如同一个古老的技艺，又如一门精密的科学，为我们揭示了信息在产生、处理、存储和传输过程中蕴含的深刻规律。它关乎信息的本质是什么，如何用最少的代价传递最多的信息，又如何确保信息在传输过程中不失真、不被窃取。 想象一下，你正在与远方的朋友通话。一句简单的问候，背后却是一个复杂而精妙的协同过程。你的声音被转化为电信号，经过编码，压缩，然后通过无线电波或光纤高速传输，穿越山川河流，最终在朋友的接收端被解码，还原成清晰的声音。这个过程中，每一个环节都凝聚着智慧与创造。这门学科，正是对这一切进行系统性、理论性研究的学科。 它并非高高在上的理论，而是与我们生活息息相关的实用技术。从手机通信、互联网信息传输，到数字电视、卫星导航，乃至基因序列的分析，存储介质的容量提升，再到加密通信的安全性保障，无不闪烁着它的光辉。它为我们构建了现代信息社会的基石，是我们理解并驾驭日益增长的信息洪流的强大工具。 信息，是世界的语言。 在这门学科的探索中，我们会首先深入理解“信息”本身的定义。信息是什么？它是一种能够消除不确定性的东西，一种能够对接收者产生影响的知识或数据。我们不再将其视为抽象的概念，而是赋予它量化的标准——比特（bit），信息论的基石。我们会学习如何衡量信息量，理解“熵”这个概念，它并非熵减的物理概念，而是衡量一个随机变量不确定性的度量，一个信息源的不确定性越高，其信息量就越大。这就像在猜一个数字，如果数字的范围越大，你一开始的不确定性就越高，需要更多的信息来消除这种不确定性。 效率，是信息传递的追求。 一旦我们掌握了信息的度量，接下来的关键是如何高效地传递信息。想象一下，如果你用最冗余的方式去描述一件事，可能需要很多的时间和资源。而这门学科，为我们提供了“编码”的艺术。我们会学习如何为信息赋予一种“形式”，使其在传输过程中占据的空间最小，速度最快，同时又不损失关键信息。这就像对语言进行压缩，用更简洁的词语表达更丰富的意思。我们会接触到“信源编码”的技术，例如霍夫曼编码（Huffman coding）、香农-范诺编码（Shannon-Fano coding）等。这些编码方法能够根据符号出现的概率来分配不同的编码长度，出现频率高的符号用短编码，出现频率低的用长编码，从而达到数据压缩的目的。我们熟悉的MP3、JPEG等文件格式，其背后都离不开这些编码思想的应用。 可靠，是信息传递的生命线。 然而，信息在传输过程中并非总是风平浪静。信号可能受到噪声的干扰，导致传输错误。就像在嘈杂的环境中听别人说话，你可能会听错几个字。因此，确保信息的可靠性，使其即使在有噪声的情况下也能被正确地还原，是信息传递中的另一个核心问题。这便是“信道编码”的舞台。我们会学习如何为信息“打上标记”，增加一些冗余信息，使得接收方可以通过这些标记来检测和纠正错误。例如，简单的奇偶校验码（Parity check code）虽然只能检测错误，但它已经体现了增加冗余以保证可靠性的思想。更强大的纠错码，如汉明码（Hamming code）、卷积码（Convolutional code）、LDPC码（Low-Density Parity-Check code）和Turbo码（Turbo code）等，它们能够在有限的冗余度下，极大地降低传输错误的概率。这些技术广泛应用于CD、DVD、移动通信、卫星通信等领域，确保我们能够听到清晰的音乐，看到流畅的视频，进行稳定的通信。 容量，是信息传递的极限。 那么，在一个有噪声的信道中，我们最多能以多大的速率可靠地传输信息呢？这是香农（Claude Shannon）这位信息论之父提出的伟大问题。他通过引入“信道容量”（channel capacity）的概念，给出了一个令人振奋的答案——香农定理。这个定理告诉我们，只要信息传输速率低于信道容量，就存在一种编码方法，可以使得信息传输的错误概率任意小。这如同为信息传输设定了一个理论上的“速度上限”，也为我们指明了追求更高传输速率和更低错误率的方向。理解香农定理，就像掌握了信息传递的“物理极限”，是我们进一步优化通信系统的重要理论指导。 安全，是信息传递的守护者。 在信息爆炸的时代，信息的安全性也变得愈发重要。我们不仅要确保信息被正确可靠地传输，还要防止信息被非法获取或篡改。这便是“密码学”的领域，而信息论为其提供了坚实的理论基础。我们会探讨如何利用数学原理设计出安全的加密和解密算法，如何进行数字签名，如何验证信息的完整性和来源。从对称加密到非对称加密，从哈希函数到公钥体系，这些概念将帮助我们理解现代网络安全和隐私保护的原理。 应用，是理论的实践。 这门学科的魅力还在于其广泛的应用。它不仅仅是抽象的数学公式和理论推导，更是支撑起我们现代信息社会的关键技术。无论是电信运营商如何优化网络，提供更快的网速；还是搜索引擎如何高效地索引和检索海量信息；亦或是人工智能如何从海量数据中学习和推理，这一切的背后，都离不开信息论与编码的理论支撑。我们将看到，从简单的二进制表示，到复杂的调制解调技术，再到高效的数据压缩算法，再到可靠的通信协议，信息论与编码的思想无处不在，它们是连接现实世界与数字世界的桥梁。 总而言之，这是一门既富有理论深度，又充满实践活力的学科。它带领我们从信息产生的源头，到信息的编码、传输、解码，再到信息的安全与应用，进行一次全面的探索。它教会我们如何用最少的资源传递最多的信息，如何让信息在嘈杂的环境中依然清晰可辨，如何保护信息的安全不被侵犯。它是一门关于“如何更好地沟通”的科学，一门关于“如何驾驭信息洪流”的艺术。深入学习它，将为我们打开一扇通往更广阔信息世界的大门，让我们在数字时代中游刃有余，成为信息的创造者、使用者和守护者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我选择这本书，很大程度上是因为我在信息技术领域工作，经常会遇到一些和信息传输、数据处理相关的问题，而“信息论与编码”正是这些问题的理论基石。我希望通过阅读这本书，能够建立起一个更扎实的理论框架，从而更好地理解和解决实际工作中的难题。我在初步翻阅时，注意到书中对一些经典信息论模型，比如香农的信道容量定理，似乎有比较详细的阐述。我期待它能用一种严谨而又不失通俗的方式，将这些理论概念解释清楚，并能引导读者思考它们在现代通信系统、数据存储技术以及人工智能等领域的应用。我比较关注的是它能否帮助我提升解决问题的能力，而不仅仅是停留在理论层面。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，就感觉到它沉甸甸的分量，这让我对内容充满了期待。我之前在网上看到过一些关于信息论的科普文章，觉得很有趣，但总觉得不够系统。这本书，从名字上看，就非常专业，我想它应该能带我进入一个更深入的领域。我尤其对“编码”这个部分感到好奇，毕竟，我们现在的生活处处都离不开各种编码，从通信到存储，再到安全。这本书的封面设计比较简洁，但那种严谨的风格，让我觉得它是一本值得信赖的学术著作。虽然我还没开始细读，但仅仅是目录的标题，就让我对它所要探讨的课题有了初步的了解。我希望这本书能够循序渐进地引导我，即使遇到一些复杂的数学推导，也能有清晰的解释和例证，让我这个非专业人士能够逐步领悟其精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺朴素的，那种沉静的蓝色基调，让人联想到深夜里思考问题时的那种宁静与专注。拿到手里，感觉挺厚实的，纸张的质感也算不错，翻页的时候没有那种廉价的沙沙声，而是带着一种书卷气。我之前对信息论和编码这方面的内容一直没有一个系统性的概念，总是觉得它藏在一些技术论文或者编程指南的犄角旮旯里，难以窥见全貌。所以，当我看到这本书时，就抱着一种“终于能系统学习一下了”的心态。虽然我还没有真正深入阅读，只是简单翻阅了一下目录和前言，但从那些标题来看，它涵盖的范围还是挺广的，从信息的基本概念，到各种编码方式，再到更深层次的理论，仿佛一条清晰的脉络，指引着我走向知识的海洋。我特别期待它能用一种易于理解的方式，将那些抽象的数学概念和复杂的算法解释清楚，让我这个非科班出身的读者也能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我买这本书的时候，主要还是被“信息论与编码”这几个字吸引住了。我总觉得，在这个信息爆炸的时代，理解信息的本质，以及如何高效、准确地传递信息，是非常有价值的。这本书给我一种感觉，它不是那种只讲理论、脱离实际的书，而是试图在理论和应用之间搭建一座桥梁。我在书店里随手翻了翻，看到一些关于信源编码、信道编码的章节，感觉很有意思。虽然我还没来得及深入研究，但从排版上看，文字与图表的结合似乎比较得当，这对于理解那些复杂的公式和模型来说，应该会很有帮助。我希望这本书能够让我对数据压缩、纠错编码这些技术有一个更深刻的认识，甚至能为我日后在相关领域的工作打下基础。我比较看重的是它的实践指导意义，如果它能提供一些实际的例子或者算法的解析，那对我来说就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

我一直对信息是如何产生、如何被描述以及如何被传递这个过程很感兴趣，这本书的题目恰好触及了我内心的好奇。我是一个对技术原理充满好奇心的人，这本书给我的第一印象是它内容扎实，逻辑性强。我喜欢那种能够清晰地解释事物本质的书籍。虽然我还没有深入阅读，但从目录结构来看，它似乎循序渐进地从基础概念讲起，逐步深入到更复杂的理论和应用。我希望这本书能够用一种严谨的学术态度，为我揭示信息论和编码背后的深刻思想，让我能够理解那些看似抽象的公式背后所蕴含的数学之美和逻辑智慧。我尤其期待它能够提供一些富有启发性的例子，帮助我理解这些理论是如何在现实世界中发挥作用的。