店 信息论与编码基础 第3版 第三版 雷菁 信息论信源压缩编码信道编码书籍 新工科电子信息科学与工程类专业教材书籍

本书包括信息论、信源压缩编码、信道编码三大部分。在信息论中，以香农信息论为基础，描述了信源与熵、信道与容量等相关问题，并简单阐述了香农三大定理及其指导意义。信源压缩编码主要阐述常用的方法：预测编码、变换编码和统计编码及其应用综述。信道编码部分对基本概念、线性分组码、循环码等内容进行描述，同时加入常用纠错码的性能分析及应用实例，包含编码领域的新技术和科研成果案例。全书共10章，提供微课视频、习题参考答案、拓展阅读资料，知识图谱、电子课件、实验程序代码等。

目 录

*1章 绪论 1
1.1 信息概念 1
1.1.1 信息的概念及其内涵 1
1.1.2 香农信息定义 2
1.2 信息论研究的基本问题和主要内容 3
1.2.1 信息论研究的基本问题 3
1.2.2 信息论研究的主要内容 4
1.3 信息论的发展及其在通信系统中的
作用 6
1.3.1 信息论的形成及与其他学科的
交叉发展 6
1.3.2 编码技术的发展及其在
通信系统中的作用 8
相关小知识—香农生平 10
*2章 离散信源 11
2.1 离散信源的信息熵 11
2.1.1 信源模型 11
2.1.2 自信息 12
2.1.3 信息熵 13
2.1.4 联合熵与条件熵 14
2.2 熵的基本性质 15
2.2.1 非负性 15
2.2.2 确定性 15
2.2.3 对称性 15
2.2.4 熵的链式法则 16
2.2.5 极值性 17
2.2.6 熵的独立界 18
2.3 信源的剩余度 18
本章小结 20
习题 21
相关小知识—熵的由来 22
第3章 离散信道 24
3.1 平均互信息 24
3.1.1 信道模型 24
3.1.2 信道疑义度 26
3.1.3 平均互信息的定义 27
3.2 平均互信息的性质 27
3.2.1 非负性 27
3.2.2 极值性 28
3.2.3 对称性 28
3.2.4 与各类熵的关系 28
3.2.5 凸函数特性 29
3.3 信道容量 31
3.3.1 信道容量的定义 31
3.3.2 简单离散信道的信道容量 32
3.3.3 对称离散信道的信道容量 33
3.4 组合信道的信道容量 35
3.4.1 离散无记忆N次扩展信道 35
3.4.2 并联信道 36
本章小结 39
习题 39
第4章 波形信源与波形信道 42
4.1 波形信源的信息测度 42
4.1.1 微分熵 42
4.1.2 微分熵的性质 43
4.2 波形信道的信道容量 46
4.2.1 信道模型 46
4.2.2 高斯信道的容量 47
4.3 香农公式 47
4.3.1 香农公式基本概念 47
4.3.2 香农限 48
4.3.3 案例分析：MIMO信道的容量 49
4.4 保密容量与物理层安全 53
4.4.1 物理层安全的基本概念 53
4.4.2 保密容量的定义 55
4.4.3 物理层安全技术的
主要研究方向 56
本章小结 56
习题 56
相关小知识—Massive MIMO 57
第5章 信源压缩编码基础 59
5.1 无失真可变长信源编码定理 59
5.1.1 信源编码器 59
5.1.2 无失真可变长信源编码定理 61
5.2 保真度准则下的信源编码定理 63
5.2.1 失真度与信息率失真函数 63
5.2.2 保真度准则下的信源编码定理 65
5.3 预测编码 66
5.3.1 预测编码的基本原理
及预测模型 66
5.3.2 信源的线性预测编码 67
5.3.3 语音的线性预测编码 71
5.4 变换编码 73
5.4.1 变换编码的基本原理 74
5.4.2 典型的变换编码方法 76
5.4.3 DCT压缩的特征 80
5.5 统计编码 81
5.5.1 统计编码的概念 81
5.5.2 统计编码的常用方法 82
5.5.3 MH编码 86
5.6 压缩编码应用综述 88
5.6.1 声音压缩标准 88
5.6.2 静止图像压缩标准 89
5.6.3 视频压缩标准 91
本章小结 94
习题 94
相关小知识—霍夫曼生平 96
第6章 信道编码基本原理 98
6.1 概述 98
6.1.1 数字通信系统模型 98
6.1.2 差错控制系统分类 99
6.1.3 纠错编码分类 100
6.2 信道编码的基本概念 101
6.2.1 信道编码的一般方法 101
6.2.2 信道编码的基本参数 102
6.2.3 *大似然译码 105
6.3 有噪信道编码定理及其指导意义 107
6.3.1 有噪信道编码定理 107
6.3.2 编码定理的指导意义 109
6.4 常用检错码 111
6.4.1 奇偶校验码 111
6.4.2 水平一致校验码 111
6.4.3 水平垂直一致校验码 112
6.4.4 群计数码 112
6.4.5 等比码 113
本章小结 113
习题 113
相关小知识—中文电报中的编码 114
第7章 线性分组码 116
7.1 基本概念 116
7.2 生成矩阵和一致校验矩阵 117
7.2.1 生成矩阵 118
7.2.2 一致校验矩阵 119
7.2.3 实例—对偶码 121
7.3 线性分组码的译码及纠错能力 122
7.3.1 标准阵列译码 122
7.3.2 伴随式译码 124
7.3.3 纠错能力分析 126
7.4 汉明码及其派生码 129
7.4.1 汉明码简介 129
7.4.2 派生码 130
7.4.3 TPC码 132
7.5 LDPC码及其应用 135
7.5.1 LDPC码的概念及图模型 135
7.5.2 基于消息传递机制的LDPC码
迭代译码算法 137
7.5.3 5G中的LDPC码 140
7.5.4 IEEE 802.16e中的LDPC码 144
7.5.5 DVB-S2中的LDPC码 146
本章小结 149
习题 149
相关小知识—消息传递机制 151
第8章 循环码基础 154
8.1 基本概念 154
8.1.1 循环码的定义 154
8.1.2 循环码的多项式描述 155
8.1.3 生成多项式 155
8.1.4 循环码的生成矩阵
和一致校验矩阵 157
8.2 循环码的编码 159
8.2.1 多项式除法运算电路 159
8.2.2 循环码编码器 160
8.3 循环码的一般译码方法 162
8.3.1 伴随式计算和错误检测 162
8.3.2 伴随式计算电路性质
及一般译码器 163
8.4 循环汉明码及其派生码 167
8.4.1 循环汉明码 167
8.4.2 缩短循环码 169
8.4.3 删信循环码 171
8.5 BCH码及RS码 172
8.5.1 BCH码 172
8.5.2 RS码 174
本章小结 175
习题 175
相关小知识—汉明生平 177
第9章 纠错码应用及分析 178
9.1 卷积码及其应用 178
9.1.1 卷积码的概念与描述方法 178
9.1.2 卷积码在移动通信中的应用 181
9.1.3 级联卷积编码系统在
NASA系统中的应用 183
9.1.4 宽带无线接入中的纠错编码 184
9.2 Turbo码及其应用 185
9.2.1 MAP译码算法 187
9.2.2 SOVA算法 189
9.2.3 交织技术 190
9.2.4 Turbo码的性能与应用 191
9.2.5 双二进制Turbo码 192
9.3 喷泉码及其应用 194
9.3.1 LT码 194
9.3.2 编码计算中的LT码 195
9.3.3 Raptor码 196
9.3.4 标准中的Raptor码 197
9.4 极化码及其应用 199
9.4.1 极化码的提出 199
9.4.2 经典构造法与编码原理 201
9.4.3 极化码的译码算法 203
9.4.4 极化码在5G系统中的应用 207
9.5 编码调制技术及其应用 209
9.5.1 TCM技术 210
9.5.2 BCM技术 211
9.5.3 BICM-ID技术 213
本章小结 216
习题 216
相关小知识—维特比简介 216
*10章 应用案例 218
10.1 香农理论对于隐蔽通信的启示 218
10.1.1 案例简介 218
10.1.2 背景与问题 218
10.1.3 研究与分析 218
10.1.4 总结与思考 222
10.2 雷达通信一体化中的信息论体系 223
10.2.1 案例简介 223
10.2.2 背景与问题 223
10.2.3 研究与分析 223
10.2.4 总结与思考 232
10.3 香农理论指导下的
高效压缩编码设计 232
10.3.1 案例简介 232
10.3.2 背景与问题 232
10.3.3 研究与分析 233
10.3.4 总结与思考 235
10.4 保密语音中的预测编码技术 235
10.4.1 案例简介 235
10.4.2 背景与问题 236
10.4.3 解决方案 236
10.4.4 总结与分析 237
10.5 基于Polar码冻结位的物理层
加密算法 239
10.5.1 案例简介 239
10.5.2 背景与问题 239
10.5.3 研究与分析 240
10.5.4 总结与思考 243
10.6 Link-16中的信道编码应用 244
10.6.1 案例简介 244
10.6.2 背景与问题 244
10.6.3 研究与分析 246
10.6.4 总结与思考 255
10.7 通信信号中的编码识别 255
10.7.1 案例简介 255
10.7.2 背景与问题 255
10.7.3 研究与分析 256
10.7.4 总结与思考 260
10.8 基于信道编码的隐蔽传输 260
10.8.1 案例简介 260
10.8.2 背景与问题 261
10.8.3 研究与分析 261
10.8.4 总结与思考 264
参考文献 265

雷菁，教授，博士生导师，全国/全军*秀教师，国家精品课程、精品资源共享课程《信息论与编码基础》负责人，主要研究方向为通信传输与编码技术。目前，承担7门本科生和研究生《信息论与编码》系列课程的教学工作以及通信工程实验室建设与实验教学工作。主持或参与了3门*家级精品课程、2门湖南省*流课程、国家电子技术实验教学示范中心、通信工程专业国家*越工程师培养计划、湖南省通信工程特色专业等建设工作。先后获军队教学成果二等奖1项，原总参信息化部教学成果一等奖2项；获全国多媒体教育软件大奖赛高教组网络课程一等奖、二等奖各1项，全军*秀电教教材一等奖1项、全国职业院校教学能力比赛一等奖1项；公开出版教材7部，发表学术论文60余篇，SCI检索20余篇。获军队科技进步二等奖3项，省科技进步二等奖1项，国家发明专利7项。

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