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| 內容簡介： |
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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。
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| 關於作者： |
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雷菁，教授，博士生导师，全国/全军优秀教师，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门国家级精品课程、2门湖南省一流课程、国家电子技术实验教学示范中心、通信工程专业国家卓越工程师培养计划、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，全军优秀电教教材一等奖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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| 目錄：
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目 录
第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
第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 MIMO57
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 最大似然译码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
第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
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