信息論與編碼（高等學校電子信息類專業）（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

☆☆☆☆☆

鄧傢先，肖嵩，嚴春麗 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 電子信息
• 高等教育
• 教材
• 理論基礎
• 數字通信
• 信源編碼
• 信道編碼

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560625669

版次：2

商品编码：10695539

包装：平装

丛书名： “十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2011-05-01

用纸：胶版纸

页数：294

字数：447000

正文语种：中文

內容簡介

《信息論與編碼（高等學校電子信息類專業）（第2版）》重點介紹瞭：信息論的基礎知識和信源、信道編碼理論及編碼技術，同時還介紹瞭信息論的最新研究成果--網絡編碼的基本理論及應用。全書共10章，第1～7章在介紹信息度量的基礎上，重點闡述瞭無失真信源編碼理論、限失真信源編碼理論、信道編碼理論以及信源編碼技術、信道編碼技術的基本知識；第8～10章在介紹網絡編碼的基礎理論一一圖論的基礎上闡述瞭網絡編碼的基本原理及其在P2P、無綫網絡以及網絡安全等方麵的應用。
《"十一五"規劃教材：信息論與編碼（高等學校電子信息類專業）（第2版）》注重闡述概念以及相關的物理意義，使用較多的例題和示意圖闡述基本概念、基本理論和基本分析方法，減少瞭繁雜的公式證明。另外還對編碼中麵臨的實際問題進行瞭分析，以幫助讀者加深理解。
《"十一五"規劃教材：信息論與編碼（高等學校電子信息類專業）（第2版）》既可以作為信息工程、通信工程及相關專業的本科生和研究生教材，也可以作為相關專業技術人員的參考書。

目錄

第1章 緒論
1.1 信息論的形成與發展
1.2 通信係統的模型
1.3 信息論研究的內容

第2章 信源與信源熵
2.1 信源的數學模型和分類
2.1.1 信源輸齣的消息由隨機變量描述
2.1.2 信源輸齣的消息由隨機矢量描述
2.2 離散信源的熵與互信息
2.2.1 非平均信息量
2.2.2 平均信息量
2.3 熵的性質
2.4 離散信源序列的熵
2.4.1 消息序列信息量的一般錶達式
2.4.2 離散無記憶信源的熵
2.4.離散有記憶信源的熵
2.4.4 馬爾可夫信源的熵
2.5 連續信源的熵與互信息量
2.5.1 幅度連續單個符號信源
2.5.2 波形信源
2.5.3 最大熵定理
2.6 信源相關性與冗餘度
小結
習題

第3章 信道與信道容量
3.1 信道分類
3.2 單符號離散信道及其容量
3.2.1 數學模型
3.2.2 信道容量
3.2.3 離散信道容量的迭代算法
3.3 離散序列信道及其容量
3.4 信源與信道的匹配
3.5 連續信道及其容量
3.5.1 連續單符號加性信道
3.5.2 多維無記憶加性連續信道
3.5.3 加性高斯白噪聲波形信道
小結
習題

第4章 離散信源編碼理論
4.1 信源編碼的基本概念
4.2 漸近等同分割性
4.3 信源無失真編碼
4.4 信息率失真函數及性質
4.4.1 失真測度
4.4.2 信息率失真函數的定義
4.4.3 信息率失真函數的性質
4.5 信息率失真函數的計算
4.6 信息率失真函數的迭代算法
4.7 香農第三定理
小結
習題

第5章 信源編碼技術
5.1 最佳變長編碼
5.1.1 香農碼
5.1.2 費諾碼
5.1.3 哈夫曼碼
5.2 編碼的實現
5.3 編碼方法簡介
5.3.1 遊程編碼
5.3.2 算術編碼
5.4 變換編碼
5.4.1 變換的基本原理
5.4.2 常用變換
5.5 現代靜態圖像編碼技術
5.5.1 編碼原理
5.5.2 編碼效率
5.5.3 一般框架
5.5.4 EZW算法
5.5.5 SPIHT算法
5.5.6 圖像壓縮國際標準JPEG2000
5.6 星載圖像壓縮係統設計
5.6.1 小波變換的硬件實現
5.6.2 sPIHT的硬件實現
5.6.3 JPEG2000的硬件實現
小結
習題’

第6章 有噪離散信道編碼
6.1 差錯及差錯控製係統的分類
6.2 糾錯碼的基本概念
6.3 譯碼規則
6.3.1 兩種譯碼規則
6.3.2 錯誤譯碼概率
6.3.3 費諾不等式
6.4 聯閤典型序列與聯閤漸進等分割定理
6.5 香農第二定理
6.5.1 有噪信道編碼定理
6.5.2 錯誤概率的上界
小結
習題

第7章 信道編碼技術
7.1 綫性分組碼
7.1.1 生成矩陣和校驗矩陣
7.1.2 一些特殊的綫性分組碼
7.1.3 循環碼
7.1.4 BCH碼與RS碼
7.1.5 綫性分組碼的硬判決譯碼
7.2 捲積碼
7.2.1 捲積碼編碼及描述方式
7.2.2 維特比譯碼
7.2.3 捲積碼譯碼錯誤概率分析
7.2.4 刪餘捲積碼
7.2.5 碼率匹配刪餘捲積碼(RCPC)
7.3 TCM碼與級聯碼
7.3.1 TCM碼
7.3.2 級聯碼
7.4 Turbo碼和LDPC碼
7.4.1 Turbo碼
7.4.2 LDPC碼
小結
習題

第8章 圖論基礎
8.1 圖的基本概念
8.1.1 圖中常用術語定義
8.1.2 圖的同構
8.1.3 道路和迴路
8.2 樹與圖的生成樹
8.3 割集
8.3.1 割集定義
8.3.2 割集的性質
8.4 網絡流
8.4.1 基本概念
8.4.2 切割
8.5 極大流一極小割定理
8.6 確定極大流的標記算法
8.8 最佳路徑問題
8.9 圖論在通信網絡中的應用
小結
習題

第9章 網絡編碼理論
9.1 網絡編碼理論簡介
9.1.1 網絡編碼理論的提齣
9.1.2 網絡編碼的基本概念
9.1.3 網絡編碼研究現狀
9.2 網絡編碼性能分析
9.2.1 網絡編碼的增益
9.2.2 網絡編碼復雜度分析
9.2.3 網絡編碼對組播通信性能的影響
9.3 網絡編碼的基本原理
9.3.1 網絡編碼模型
9.3.2 綫性網絡編碼
9.3.3 隨機網絡編碼
9.4 網絡編碼的構造算法
9.4.1 集中式網絡編碼算法
9.4.2 分布式(隨機)網絡編碼算法
小結
習題
……
第10章 網絡編碼的反應
參考文獻

前言/序言

信息論與編碼（高等學校電子信息類專業）（第2版） 內容概述 本書全麵、深入地闡述瞭信息論和編碼學的基礎理論及其在現代信息技術中的應用。全書共分為信息論基礎、信源編碼、離散信道編碼、連續信道編碼、交織編碼技術、現代編碼理論與應用、信息論在其他領域的應用等七個主要部分，層層遞進，由淺入深。 第一部分：信息論基礎 本部分首先係統介紹信息論的核心概念，為後續內容的學習奠定堅實基礎。 信息熵： 深入剖析信息的度量單位——比特（bit），以及信息熵的概念及其計算方法。重點講解離散隨機變量的熵、條件熵、聯閤熵以及互信息的概念，闡釋它們之間的內在聯係和信息傳輸中的作用。通過實例分析，揭示信息熵如何反映隨機變量的不確定性，以及信息增益如何衡量一個事件對降低不確定性的貢獻。 信源編碼定理： 詳細介紹香農第一定理，即信源無損編碼定理。闡述該定理揭示的信源編碼的極限，即信源的平均碼長可以趨近於其熵。講解變長編碼、定長編碼以及最優編碼的性質，包括前綴碼（即瞬時碼）的性質及其在實際應用中的重要性。 信道容量： 引入信道模型，包括離散無記憶信道、離散輸入輸齣的聯閤概率模型等。詳細講解互信息的概念及其在信道模型中的應用，定義信道容量為最大輸入輸齣互信息，並深入分析不同信道的信道容量計算方法。 香農第二定理（信道編碼定理）： 闡述香農第二定理，即信道無差錯傳輸定理。詳細解釋該定理的意義，即對於一個已知容量的信道，存在著編碼和譯碼方案，能夠以任意低的差錯概率傳輸信息。討論該定理的理論意義和實踐挑戰。 率失真理論： 介紹率失真函數的概念，它描述瞭在給定失真允許範圍內，可以達到的最小信息速率。講解率失真理論在有損信源編碼（如數據壓縮）中的應用，以及其與信息熵概念的聯係。 第二部分：信源編碼 本部分聚焦於如何高效地錶示和壓縮信息，以減少存儲和傳輸的數據量。 離散信源編碼： 變長編碼： 深入講解哈夫曼編碼（Huffman Coding）的原理、算法及其最優性。通過具體的例子演示哈夫曼樹的構建和編碼過程，分析其編碼效率。 算術編碼： 介紹算術編碼（Arithmetic Coding）的概念和實現方法。對比哈夫曼編碼，闡述算術編碼在某些情況下能夠更接近熵的編碼效率，以及其在高壓縮比應用中的優勢。 字典編碼： 講解Lempel-Ziv（LZ）係列算法，如LZ77、LZ78和LZW等。闡述其基於重復模式匹配的編碼思想，以及在文本壓縮、圖像壓縮等領域的廣泛應用。 連續信源編碼： 量化： 介紹量化（Quantization）的基本概念，包括均勻量化和非均勻量化。詳細講解量化誤差的産生及其對信息失真的影響。 PCM（脈衝編碼調製）： 詳細闡述PCM編碼的原理，包括采樣、量化和編碼三個過程。介紹不同采樣率和量化比特數對PCM信號質量的影響。 DPCM（差分脈衝編碼調製）： 講解DPCM的原理，通過預測當前樣本的數值來編碼預測誤差，從而提高編碼效率。 DM（增量調製）： 介紹DM的原理，利用一個簡單的積分器來跟蹤輸入信號，並對輸齣的比特流進行編碼。 預測編碼： 介紹基於預測的編碼方法，如綫性預測編碼（LPC），其在語音編碼中的應用。 第三部分：離散信道編碼 本部分深入探討如何通過引入冗餘來檢測和糾正傳輸過程中的錯誤，提高信息傳輸的可靠性。 糾錯碼的基本概念： 引入錯誤模型，如二元對稱信道（BSC）和二元輸入輸齣對稱離散信道（BODC）。定義漢明距離、最小漢明距離，以及它與糾錯能力的關係。 綫性分組碼： 結構與性質： 詳細介紹綫性分組碼的數學結構，包括生成矩陣、校驗矩陣、碼字空間等。推導其性質，如碼字空間是嚮量空間，任意兩個碼字之差也是碼字。 漢明碼： 重點講解漢明碼（Hamming Code），包括其構造方法、校驗過程和譯碼方法。演示如何利用校驗子（syndrome）來定位錯誤並進行糾正。 循環碼： 介紹循環碼（Cyclic Code）的概念，其碼字構成多項式具有循環移位不變性。講解生成多項式和校驗多項式的性質，以及其在硬件實現上的便利性。 BCH碼： 介紹BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code）作為一種多重錯（multi-error）糾正碼。闡述其構造原理和糾錯能力，以及其在數據存儲和通信中的重要應用。 RS碼（Reed-Solomon Code）： 詳細講解Reed-Solomon碼，其能夠糾正多個符號錯誤（symbol errors），而不僅僅是比特錯誤。深入分析其在CD、DVD、二維碼、衛星通信等領域的成功應用。 捲積碼： 結構與編碼： 介紹捲積碼（Convolutional Code）的結構，包括編碼器、約束長度、生成函數等。講解其編碼過程，將輸入比特流與編碼器狀態結閤生成輸齣比特流。 譯碼： 詳細闡述維特比譯碼算法（Viterbi Algorithm）的原理和實現，它是捲積碼的最優最大似然譯碼算法。通過舉例演示維特比算法如何通過搜索最優路徑來選擇最可能的發送碼字。 低密度奇偶校驗碼（LDPC碼）： 引入LDPC碼，一種基於稀疏校驗矩陣的綫性分組碼。闡述其優異的性能，接近香農限，以及其在5G通信、Wi-Fi等現代通信標準中的應用。 第四部分：連續信道編碼 本部分將信息論和編碼理論的原理推廣到模擬信號的傳輸，以及數字信號在模擬信道中的傳輸。 高斯白噪聲信道： 介紹高斯白噪聲（AWGN）信道的模型及其在通信係統中的普遍性。 模擬通信的信道容量： 推導AWGN信道的信道容量公式，即Shannon-Hartley定理，揭示帶寬、信噪比與信道容量之間的關係。 數字信號在模擬信道中的傳輸： 調製解調技術： 介紹基本的調製解調技術，如ASK（幅移鍵控）、FSK（頻移鍵控）、PSK（相移鍵控）和QAM（正交幅度調製）等。分析不同調製方式的頻譜效率和抗噪聲能力。 AWGN信道下的差錯概率： 分析在AWGN信道下，各種調製方式的比特差錯率（BER）與信噪比的關係，以及如何通過增加比特數來降低差錯率。 差錯控製在模擬信道中的應用： 討論如何將數字糾錯碼與調製解調技術相結閤，以提高模擬信號傳輸的可靠性。 第五部分：交織編碼技術 本部分介紹交織（Interleaving）技術，它是一種重要的錯誤控製預處理技術，能夠將連續的錯誤分散成獨立的錯誤，從而提高糾錯碼的糾錯性能。 交織器的原理： 詳細解釋交織器如何重新排列比特流的順序，以及解交織器如何恢復原始順序。 隨機錯誤與突發錯誤： 分析交織技術在處理突發錯誤（burst errors）方麵的優勢，以及其如何將突發錯誤轉化為隨機錯誤，使糾錯碼能夠更有效地發揮作用。 不同類型的交織器： 介紹行交織器、列交織器、隨機交織器等不同類型的交織器。 交織與糾錯碼的結閤： 演示交織技術如何與漢明碼、捲積碼、RS碼等結閤使用，顯著提升其在有突發錯誤的信道中的性能。 第六部分：現代編碼理論與應用 本部分介紹一些更先進的編碼技術，以及它們在現代通信和存儲係統中的廣泛應用。 Turbo碼： 深入講解Turbo碼（迭代解碼碼）的原理，它是一種高性能的現代糾錯碼，通過迭代地並行級聯兩個或多個具有僞隨機交織器的捲積碼來實現。分析其逼近香農限的優異性能，以及其在3G、4G通信標準中的重要地位。 LDPC碼（詳述）： 對LDPC碼進行更深入的分析，包括其理論性能、不同的構造方法（如隨機LDPC碼、規整LDPC碼）以及其在實際係統中的應用。 Polar碼： 介紹Polar碼，它被證明是第一個能夠達到香農限的編碼方案。闡述其編碼和解碼的基本思想，以及其在5G標準中的應用。 編碼在存儲係統中的應用： 討論編碼技術在硬盤驅動器（HDD）、固態驅動器（SSD）、閃存等存儲介質中的應用，例如RAID（冗餘獨立磁盤陣列）中的校驗編碼、SSD中的ECC（Error Correction Code）等，以提高數據的可靠性和持久性。 第七部分：信息論在其他領域的應用 本部分將信息論的普適性原理擴展到信息技術之外的其他學科領域。 密碼學： 介紹信息論在密碼學中的應用，例如信息熵與密鑰空間的關係，信息論在信息隱藏（steganography）和信息安全方麵的作用。 統計推斷： 闡述信息論與統計推斷之間的聯係，例如最大熵原理在統計模型選擇中的應用。 機器學習： 討論信息論在機器學習中的應用，例如決策樹中的信息增益用於特徵選擇，交叉熵作為損失函數等。 生物信息學： 探討信息論在序列比對、基因錶達分析等生物信息學問題中的應用。 通信係統設計： 總結信息論和編碼理論在整個通信係統設計中的指導作用，從信源建模、信道編碼、調製解調到信道估計等各個環節。 學習目標 本書旨在使讀者掌握信息論和編碼學的基本原理，理解信息傳輸的理論極限，熟悉各種編碼技術（包括信源編碼和信道編碼）的原理、性能和應用。通過對本書的學習，讀者將能夠： 理解信息的度量方式，掌握信息熵、互信息等核心概念。 理解信源編碼的基本原理，並能夠設計和分析簡單的信源編碼方案。 掌握糾錯碼的基本原理，理解其糾錯機理，熟悉漢明碼、循環碼、BCH碼、RS碼、捲積碼等經典編碼器的構造和譯碼方法。 理解現代糾錯碼（如LDPC碼、Turbo碼、Polar碼）的優越性能及其在現代通信係統中的地位。 掌握交織編碼技術，理解其在改善糾錯性能中的作用。 初步瞭解信息論在密碼學、機器學習等交叉學科領域的應用。 為進一步學習通信原理、數字信號處理、數據壓縮、信息安全等高級課程打下堅實的理論基礎。 本書內容緊密結閤高等學校電子信息類專業的教學要求，理論嚴謹，推導清晰，例證豐富，適閤作為本科生和研究生學習信息論與編碼學的教材，也可作為相關領域的研究人員和工程技術人員的參考書。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本優秀教材的價值，不僅僅在於其內容的深度和廣度，還在於它能否激發讀者的學習興趣，以及是否能引導讀者建立起紮實的理論基礎。這本書在這一點上給我留下瞭深刻的印象。它的語言風格相對嚴謹，但又不乏清晰易懂的解釋，尤其是在闡述一些抽象的理論概念時，作者似乎非常善於通過類比和實例來幫助讀者理解，這一點對於初學者來說尤為寶貴。我發現書中很多地方都穿插瞭實際的應用場景，這讓我能夠更直觀地感受到這些理論在電子信息領域的重要性，而不是僅僅停留在枯燥的數學公式上。每一次閱讀，我都能感受到作者在編撰過程中所付齣的心血，力求將復雜的知識體係以一種更有條理、更易於吸收的方式呈現齣來。這種對教學方法的深入思考，使得這本書不僅僅是一堆知識的堆砌，更像是一位經驗豐富的導師，循循善誘地引導著我深入探索信息論與編碼的世界。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實讓人眼前一亮，簡約而又不失專業感。深藍色的底色搭配著白色的書名，字體清晰有力，整體傳遞齣一種嚴謹、知識淵博的氛圍，很符閤一本麵嚮高等學校電子信息類專業的教材的定位。翻開扉頁，紙張的質感相當不錯，厚實且帶有微微的紋理，翻閱起來手感舒適，不會有廉價感。我尤其欣賞的是字體印刷的清晰度，即使是細小的公式和符號，也絲毫不會模糊不清，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。章節的劃分也顯得十分閤理，目錄結構清晰明瞭，讓人一目瞭然。裝訂方麵，我選擇的是精裝版本，感覺非常牢固，即使經常翻閱，也不擔心書頁脫落，這對於一本需要反復查閱的參考書來說，是一個非常重要的考量因素。總的來說，從書籍的實體感受和初步的視覺印象來看，這絕對是一本用心製作、值得期待的專業書籍，它所呈現齣的良好品質，讓我對即將展開的學習充滿瞭信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，一本好的技術類書籍，除瞭理論深度，還應該具備一定的前瞻性和時代感。這本書給我的感覺就是這樣。雖然是經典的領域，但作者在其中融入瞭不少現代信息技術發展中的體現，讓我能夠感覺到信息論與編碼在當今科技浪潮中的重要地位和廣闊應用前景。它並沒有停留在基礎理論的層麵，而是巧妙地將這些理論與實際的通信係統、數據壓縮、糾錯碼等現代技術相結閤，展示瞭這些理論的實際價值。這種對時代發展的關注，讓我在學習過程中，不僅僅是掌握瞭知識，更是對未來科技的發展方嚮有瞭一些初步的認識。這種理論與實踐相結閤的編撰方式，對於我們這些即將步入行業的學生來說，無疑是非常寶貴的。

评分☆☆☆☆☆

作為一名對理論知識非常重視的學習者，我總是會仔細審視教材在概念闡述的嚴謹性與邏輯性。這本書在這方麵做得相當齣色。對於信息論中的核心概念，如熵、信源編碼、信道編碼等，本書的講解邏輯清晰，層層遞進，從基礎的定義齣發，逐步引入更復雜的定理和推導過程。每一個公式的齣現都伴隨著詳細的解釋和推導，使得讀者能夠理解其來龍去脈，而非死記硬背。我尤其欣賞書中對數學工具的運用，作者能夠恰到好處地引入所需的數學概念，並清晰地展示其在信息論問題中的應用，這對於我這種需要打牢數學基礎的學生來說，非常有幫助。而且，書中對於不同編碼方案的比較和分析，也展現瞭作者對該領域深刻的理解，能夠讓讀者在眾多編碼方法中理清思路，把握各自的優缺點和適用場景。

评分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計非常人性化，這一點在長期的閱讀過程中體現得淋灕盡緻。清晰的章節標題和副標題，配閤著恰當的字體大小和行間距，使得閱讀體驗非常流暢。關鍵的公式和定義被突齣顯示，便於我快速定位和記憶。我在閱讀過程中發現，書中很多插圖和圖錶的質量都非常高，它們不僅美觀，而且準確地傳達瞭信息，有效地輔助瞭文字內容的理解。例如，一些關於信道模型和編碼過程的示意圖，非常形象地幫助我理解抽象的概念。此外，每章末尾的習題設計也很有代錶性，既有鞏固基礎的簡單題目，也有需要深入思考的綜閤性題目，這對於檢驗學習效果、加深理解非常有幫助。書中的參考文獻引用也非常規範，對於想要進一步深入研究的讀者，提供瞭寶貴的綫索。