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第1章 概论1

1.1 信息的概念及其分类1

1.2 信息论研究的对象和内容4

1.3 信息论的形成和发展7

习题18

第2章 信源及其信息量9

2.1 单符号离散信源9

2.1.1 离散变量的自信息量9

2.1.2 信息熵11

2.1.3 信息熵的性质14

2.1.4 互信息量17

2.1.5 各种熵之间的关系23

2.2 扩展信源23

2.2.1 无记忆扩展信源的熵23

2.2.2 离散平稳信源的熵25

2.2.3 马尔可夫信源28

2.2.4 信源的冗余度31

2.3 连续信源32

2.3.1 连续信源的信息熵32

2.3.2 几种特殊连续信源的熵33

2.3.3 连续熵的性质34

2.3.4 最大熵和熵功率35

2.4 离散无失真信源编码定理36

小结40

习题240

上机要求与Matlab源程序44

第3章 信道及其容量45

3.1 信道模型与分类45

3.1.1 信道模型45

3.1.2 信道的分类45

3.2 离散无记忆信道46

3.2.1 信道容量的定义46

3.2.2 几种特殊离散信道的信道容量47

3.2.3 离散信道容量的一般计算方法53

3.3 离散无记忆扩展信道56

3.3.1 N次扩展信道的数学模型56

3.3.2 N次扩展信道的容量57

3.4 连续信道59

3.4.1 时间离散的连续信道60

3.4.2 时间连续的连续信道62

3.5 信道编码定理63

小结64

习题364

上机要求与Matlab源程序67

第4章 信息率失真函数71

4.1 失真度与信息率失真函数71

4.1.1 失真度与平均失真度71

4.1.2 信息率失真函数74

4.1.3 信息率失真函数的性质75

4.2 离散信源的信息率失真函数80

4.2.1 信息率失真函数的计算80

4.2.2 二元离散信源信息率失真函数的计算83

4.3 连续信源的信息率失真函数85

4.3.1 连续信源信息率失真函数的计算85

4.3.2 高斯信源的信息率失真函数87

4.3.3 信道容量与信息率失真函数的对偶关系89

4.4 保真度准则下的信源编码定理90

小结90

习题491

上机要求与Matlab源程序93

第5章 网络信息论初步96

5.1 引言96

5.1.1 网络信息论的发展概况96

5.1.2 网络信息论研究的问题96

5.2 相关信源编码99

5.2.1 Slepian-Wolf定理99

5.2.2 应用校正子的相关信源编码100

5.3 多址接入信道102

5.3.1 离散多址接入信道102

5.3.2 多址接入高斯噪声信道104

5.3.3 相关信源的多址接入信道107

5.4 广播信道108

5.4.1 离散无记忆广播信道108

5.4.2 退化广播信道109

小结110

习题5111

第6章 信源编码112

6.1 信源编码概论112

6.1.1 概述112

6.1.2 信源编码及分类112

6.2 变长编码方法114

6.2.1 香农编码114

6.2.2 费诺编码115

6.2.3 霍夫曼编码117

6.3 实用的无失真信源编码方法119

6.3.1 游程编码119

6.3.2 算术编码121

6.3.3 通用信源编码125

小结129

习题6129

上机要求与Matlab源程序130

第7章 信道编码的基本概念134

7.1 信道编码在数字通信系统中的地位和作用134

7.1.1 数字通信系统工作原理134

7.1.2 通信系统的主要技术指标134

7.2 有关术语135

7.3 信道编码的基本思想和分类136

7.4 检错与纠错原理138

7.5 差错控制的基本方式和能力140

7.5.1 差错控制的基本方式140

7.5.2 最大似然译码141

7.6 有限域代数的基本知识142

7.6.1 基本概念142

7.6.2 群、环、域143

7.6.3 有限域和有限域上的多项式145

小结151

习题7151

第8章 线性分组码153

8.1 线性分组码概念153

8.2 线性分组码的监督矩阵和生成矩阵153

8.2.1 线性分组码的监督矩阵153

8.2.2 线性分组码的生成矩阵155

8.3 线性分组码的编码158

8.4 线性分组码的最小距离、检错和纠错能力159

8.4.1 汉明距离、汉明重量和汉明球159

8.4.2 线性码的检、纠错能力与最小距离的关系160

8.4.3 线性码的最小距离与监督矩阵的关系162

8.5 线性分组码的译码162

8.5.1 伴随式和错误检测162

8.5.2 纠错译码164

8.6 汉明码170

8.7 线性分组码的性能与码限171

8.7.1 线性分组码的性能171

8.7.2 线性分组码的码限174

8.8 由已知码构造新码的方法175

小结177

习题8178

上机要求与Matlab源程序179

第9章 循环码182

9.1 循环码的描述182

9.1.1 循环码的定义与多项式描述182

9.1.2 循环码的生成多项式和矩阵描述183

9.1.3 循环码的监督多项式和监督矩阵186

9.1.4 系统循环码187

9.2 循环码的编码电路188

9.2.1 多项式运算电路188

9.2.2 循环码的编码电路191

9.3 循环码的译码194

9.3.1 接收矢量伴随式计算194

9.3.2 循环码的通用译码法196

9.4 常用的循环码197

9.4.1 循环汉明码197

9.4.2 缩短循环码199

9.4.3 BCH码与RS码201

小结203

习题9203

上机要求与Matlab源程序204

第10章 卷积码207

10.1 卷积码的代数结构207

10.1.1 卷积码的构成207

10.1.2 卷积码的矩阵描述214

10.1.3 卷积码的多项式描述221

10.2 卷积码的图描述224

10.2.1 卷积码的树图描述224

10.2.2 卷积码的网格图描述225

10.2.3 卷积码的状态图描述226

10.3 卷积码的译码228

10.3.1 维特比译码的度量228

10.3.2 维特比译码的基本原理229

10.3.3 软判决维特比译码234

10.3.4 维特比译码的性能234

10.3.5 凿孔卷积码235

10.4 卷积码的应用236

小结238

习题10238

上机要求与Matlab源程序240

第11章 TCM与Turbo码244

11.1 TCM技术244

11.1.1 TCM思想的由来244

11.1.2 TCM系统模型244

11.1.3 TCM的应用245

11.2 Turbo码245

11.2.1 引言245

11.2.2 Turbo码编码器246

11.2.3 Turbo码译码器247

11.2.4 Turbo码的译码算法248

11.2.5 Turbo码在移动通信中的应用250

小结251

习题11251

参考文献252