信息論與編碼基礎(第2版) 9787121248061 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐朝京，雷菁 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 信息處理
• 數字通信
• 信道編碼
• 源編碼
• 信息傳輸
• 通信工程
• 高等教育

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121248061

商品編碼：29624090206

包裝：平裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名:信息論與編碼基礎(第2版)

定價：36.00元

售價：27.0元,便宜9.0元,摺扣75

作者:唐朝京,雷菁

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787121248061

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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工信部'十二五'規劃教材
　　麵嚮工程應用,工程創新型教材

內容提要

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本書以香農信息論為基礎，係統地介紹瞭通信係統中兩大編碼理論。重點闡述瞭香農信息論的基本理論、信源壓縮編碼及信道編碼的原理與具體方法，力圖將信息理論及編碼理論與實際應用緊密結閤。
全書共分8章，其中包括：信息的概念與測度，離散信源、離散信道，信源壓縮編碼基礎，信道編碼基本理論，綫性分組碼，常用糾錯碼及其應用及糾錯編碼新技術。
本書文字通俗，概念清晰，重點突齣，在內容上既有必要的數學分析，又強調物理概念的理解及直觀圖示。本書可作為通信工程及信息類專業的高年級本科生教材，也可作為其他專業學生及通信科技工作者的參考書。

目錄

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章 緒論
1.1 信息概念
1.1.1 信息的概念及其內涵
1.1.2 香農信息定義
1.2 信息論研究的基本問題和主要內容
1.2.1 信息論研究的基本問題
1.2.2 信息論研究的主要內容
1.3 信息理論的發展及其在通信係統中的作用
1.3.1 信息理論的形成及與其他學科的交叉發展
1.3.2 編碼技術的發展及其在通信係統中的作用
相關小知識——香農生平
第2章 離散信源
2.1 離散信源的信息熵
2.1.1 信源模型
2.1.2 自信息
2.1.3 信息熵
2.1.4 聯閤熵與條件熵
2.2 熵的基本性質
2.3 信源的剩餘度
本章小結
習題二
綜閤拓展題
相關小知識——熵的由來
第3章 離散信道
3.1 信道疑義度與平均互信息
3.1.1 信道模型
3.1.2 信道疑義度
3.1.3 平均互信息及其性質
3.2 信道容量
3.2.1 信道容量的定義
3.2.2 簡單離散信道的信道容量
3.2.3 對稱離散信道的信道容量
3.2.4 擴展信道與並聯信道的信道容量
3.2.5 香農公式
3.2.6 保密容量與物理層安全
3.3 有噪信道編碼定理
3.3.1 有噪信道編碼定理
3.3.2 編碼定理的指導意義
本章小結
習題三
綜閤拓展題
第4章 信源壓縮編碼基礎
4.1 無失真可變長信源編碼定理
4.1.1 信源編碼器
4.1.2 無失真可變長信源編碼定理
4.2 保真度準則下的信源編碼定理
4.2.1 失真度與信息率失真函數
4.2.2 保真度準則下的信源編碼定理
4.3 預測編碼
4.3.1 預測編碼的基本原理及預測模型
4.3.2 信源的綫性預測編碼
4.3.3 語音的綫性預測編碼
4.4 變換編碼
4.4.1 變換編碼的基本原理
4.4.2 典型的變換編碼方法
4.4.3 DCT壓縮的特徵
4.5 統計編碼
4.5.1 統計編碼的概念
4.5.2 統計編碼常用方法
4.5.3 MH編碼
4.6 壓縮編碼應用綜述
4.6.1 聲音壓縮標準
4.6.2 靜止圖像壓縮標準
4.6.3 視頻壓縮標準
本章小結
習題四
綜閤拓展題
相關小知識——霍夫曼生平
第5章 信道編碼基本原理
5.1 概述
5.1.1 數字通信係統模型
5.1.2 差錯控製係統分類
5.1.3 糾錯編碼分類
5.2 信道編碼的基本概念
5.2.1 信道編碼的一般方法
5.2.2 信道編碼的基本參數
5.2.3 大似然譯碼
5.3 常用檢錯碼
5.3.1 奇偶校驗碼
5.3.2 水平一緻校驗碼
5.3.3 水平垂直一緻校驗碼
5.3.4 群計數碼
5.3.5 等比碼
本章小結
習題五
綜閤拓展題
第6章 綫性分組碼
6.1 綫性分組碼的基本原理
6.1.1 基本概念
6.1.2 生成矩陣和一緻校驗矩陣
6.1.3 綫性分組碼的譯碼及糾錯能力
6.1.4 漢明碼簡介
6.2 循環碼的基本原理
6.2.1 基本概念
6.2.2 循環碼的編碼
6.2.3 循環碼的一般譯碼方法
6.2.4 循環漢明碼及其派生碼
本章小結
習題六
綜閤拓展題
相關小知識——漢明生平
第7章 常用糾錯碼及其應用
7.1 CRC碼的應用及性能
7.1.1 基本概念
7.1.2 CRC碼在數據鏈路協議中的應用
7.1.3 CRC碼在DECT標準中的應用
7.1.4 CRC碼在ATM中的應用
7.2 BCH碼及RS碼的應用及性能
7.2.1 基本概念
7.2.2 CCSDS TC協議中的BCH編碼
7.2.3 DVBH標準中的前嚮糾錯方案
7.2.4 RS碼在存儲係統中的應用
7.3 捲積碼的應用及性能
7.3.1 捲積碼的概念與描述方法
7.3.2 捲積碼在移動通信中的應用
7.3.3 級聯捲積編碼係統在NASA係統中的應用
7.3.4 寬帶無綫接入中的糾錯編碼
7.4 交織技術
7.4.1 基本概念
7.4.2 移動通信中的交織
7.4.3 CCSDS標準中的交織糾錯方案
7.5 編碼調製技術
7.5.1 TCM技術
7.5.2 BCM技術
7.5.3 BICMID技術
本章小結
習題七
綜閤拓展題
相關小知識——維特比簡介
第8章 糾錯編碼新技術
8.1 迭代譯碼及消息傳遞機製
8.1.1 迭代譯碼器的建模
8.1.2 迭代譯碼器消息傳遞機製
8.1.3 迭代譯碼器EXIT收斂性分析
8.2 Turbo 碼
8.2.1 MAP譯碼算法
8.2.2 SOVA算法
8.2.3 Turbo碼的性能與應用
8.2.4 雙二進製Turbo碼
8.3 TPC碼
8.3.1 TPC碼的構造
8.3.2 TPC迭代譯碼算法
8.3.3 TPC碼的性能分析
8.4 LDPC碼
8.4.1 LDPC碼的概念及圖模型
8.4.2 基於消息傳遞機製的LDPC碼迭代譯碼算法
8.4.3 IEEE 802.16e中的LDPC碼
8.4.4 DVBS2中的LDPC碼
8.5 噴泉碼
8.5.1 LT編碼
8.5.2 Raptor碼
8.5.3 標準中的Raptor碼
8.6 網絡編碼

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參考文獻

英文編寫名詞對照錶

作者介紹

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唐朝京，國防科技大學獲信息與通信工程學院 教授,博士。主要從事通信工程及信息安全方麵的教學與研究工作。中國通信學會理事、會士，湖南省通信學會副理事長，學校通信工程及信息安全領域的學術帶頭人。承擔瞭本科生《信息論與編碼基礎》、《通信原理》，研究生《信息論基礎》、《糾錯編碼》、《保密通信》及《電子信息技術導論》等課程的主講任務。

文摘

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序言

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《通信原理：信號、係統與信息》 內容簡介 本書深入探討通信係統的核心原理，從最基礎的信號模型和係統分析入手，逐步構建起對現代通信技術深刻的理解。全書圍繞“信號”、“係統”和“信息”這三個關鍵概念展開，旨在為讀者提供一個全麵、嚴謹且易於理解的通信科學理論框架。 第一部分：信號的錶示與變換 本部分著重於理解通信的載體——信號。我們將從信號的分類開始，區分模擬信號與數字信號，周期信號與非周期信號，確定性信號與隨機信號。每一種信號類型都將通過清晰的數學定義和直觀的圖形示例進行闡釋。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 這是分析周期信號和非周期信號頻譜特性的核心工具。我們將詳細介紹傅裏葉級數的收斂性定理，以及傅裏葉變換的性質，如綫性、時移、頻移、捲積等。通過大量實例，演示如何利用傅裏葉變換來理解信號的頻率成分，以及信號在傳輸過程中可能發生的頻譜失真。 拉普拉斯變換與Z變換： 對於處理瞬態響應和穩定性分析至關重要的工具。拉普拉斯變換將用於分析連續時間係統，而Z變換則專注於離散時間係統。我們將探討它們的收斂域、逆變換方法，以及它們在求解微分方程和差分方程中的應用。 采樣理論： 模擬信號嚮數字信號轉化的關鍵步驟。本部分將深入闡述奈奎斯特-香農采樣定理，詳細分析采樣率、混疊現象及其避免方法。我們將討論理想采樣、保持器工作原理以及實際采樣中的各種考量。 隨機信號理論： 實際通信係統中，噪聲等隨機因素不可避免。本部分將介紹隨機變量、概率密度函數、纍積分布函數等基本概念，並引齣隨機過程的概念。我們將重點研究寬平穩（WSS）和嚴平穩（SSS）隨機過程，以及它們的自相關函數和功率譜密度。理解隨機信號的統計特性是設計有效抗乾擾通信係統的基礎。 第二部分：通信係統的建模與分析 本部分將視角從信號本身轉嚮承載和處理信號的係統。我們將建立通用的通信係統模型，並分析不同類型係統的特性。 綫性時不變（LTI）係統： 這是通信係統分析中最基本也是最重要的模型。我們將通過捲積的概念來描述LTI係統的輸入-輸齣關係。詳細推導並展示LTI係統的頻率響應，理解其對信號頻譜的影響。我們將分析各種典型的LTI係統，如濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）、延遲器等。 連續時間與離散時間係統： 進一步區分和分析這兩種不同類型的係統。我們將探討它們的傳遞函數、係統函數，以及如何利用這些工具來分析係統的穩定性、頻率選擇性等關鍵性能指標。 信號的捲積： 作為LTI係統的核心運算，我們將從理論和實踐兩個層麵深入講解捲積。從數學定義齣發，逐步展示如何通過圖形法、解析法等多種方式計算捲積，並理解其在信號濾波、係統響應求解中的重要作用。 通信係統的基本構成： 介紹一個典型的通信係統模型，包括信源、信宿、發送器、接收器、信道等關鍵組成部分。分析每個模塊的功能和相互作用，為後續的深入學習打下基礎。 第三部分：調製與解調技術 本部分聚焦於如何有效地將信息加載到載波上進行傳輸，並在接收端恢復信息。 模擬調製： 調幅（AM）： 詳細介紹標準調幅、雙邊帶調幅（DSB-SC）、殘留邊帶調幅（VSB）等多種調幅方式。分析其調製原理、頻譜特性、功率效率以及解調方法（包絡檢波、相乾解調）。 調頻（FM）與調相（PM）： 深入講解調頻和調相的基本原理，分析其産生的頻譜特性。重點介紹FM接收中的斜率檢波、鎖相環（PLL）等技術，並探討FM相比AM在抗噪聲性能上的優勢。 數字調製： 振幅鍵控（ASK）： 介紹幅度變化作為信息載體的基本原理，分析其不同階數（如2ASK）的實現方式。 頻率鍵控（FSK）： 講解利用頻率變化來錶示數字信息，分析其頻譜特點和簡單的解調方案。 相移鍵控（PSK）： 深入介紹二進製相移鍵控（BPSK）、四進製相移鍵控（QPSK）等，以及它們的性能特點。 正交振幅調製（QAM）： 講解如何通過同時改變幅度和相位來提高頻譜利用率，介紹2ASK和PSK的結閤，分析QAM的星座圖和性能。 匹配濾波器： 作為最優綫性濾波器，用於在加性高斯白噪聲（AWGN）信道中最大化信噪比，從而實現最佳的數字信號檢測。我們將詳細推導其形式和工作原理。 第四部分：噪聲與抗噪聲設計 噪聲是通信係統麵臨的最大挑戰之一。本部分將深入分析噪聲的産生、特性以及係統在噪聲下的性能。 噪聲的分類與模型： 介紹熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等典型噪聲源，並重點討論加性高斯白噪聲（AWGN）模型，這是通信係統分析中最常用的模型。 信噪比（SNR）與誤碼率（BER）： 定義和推導在AWGN信道中，各種數字調製方式的誤碼率（BER）與信噪比（SNR）之間的關係。通過分析BER麯綫，直觀理解不同調製方案的抗噪聲能力。 最優接收： 引入最大似然（ML）準則和最大後驗概率（MAP）準則，解釋在噪聲存在的情況下，如何設計最優的接收器來最小化錯誤概率。 綫性解調與非綫性解調： 分析不同解調方式在噪聲環境下的性能錶現，並比較其優劣。 差錯控製編碼基礎： 初步介紹編碼在提高通信可靠性方麵的作用，為後續更高級的編碼章節做鋪墊。 第五部分：通信係統的性能分析與指標 本部分將綜閤運用前麵章節的知識，對通信係統的整體性能進行評估和量化。 信息傳輸率（比特率）與帶寬： 定義信息傳輸率（R）和信道帶寬（B），並探討兩者之間的關係（香農-哈特利定理）。 頻譜效率： 引入頻譜效率的概念，衡量單位帶寬內傳輸信息的效率，並分析不同調製解調方案對頻譜效率的影響。 功率效率： 討論不同調製方式對傳輸功率的需求，以及如何權衡功率和性能。 誤碼率（BER）與誤符號率（SER）： 詳細解釋這兩個關鍵的性能指標，並分析它們與信噪比、調製方式、編碼方案等因素的關係。 本書特色： 數學嚴謹性與直觀性並重： 在保證數學推導嚴謹性的同時，輔以大量的圖示和實例，幫助讀者從不同角度理解抽象的數學概念。 循序漸進的學習路徑： 從最基本的信號和係統概念齣發，逐步深入到復雜的調製解調技術和噪聲分析，形成完整的知識體係。 理論與實踐的結閤： 介紹的原理和技術廣泛應用於現代通信係統中，為讀者未來從事通信工程、信號處理等領域打下堅實基礎。 覆蓋麵廣： 涵蓋瞭通信理論中的核心內容，包括信號分析、係統建模、模擬與數字調製、噪聲理論以及係統性能評估。 目標讀者： 本書適閤通信工程、電子信息工程、計算機科學等相關專業的本科生、研究生，以及從事通信技術研發、係統設計和技術支持的工程師。具備一定的微積分、綫性代數和概率論基礎的讀者將更容易掌握本書內容。 通過本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解模擬信號和數字信號的數學錶示及其在頻域和時域的特性。 掌握綫性時不變係統的分析方法，理解其在通信係統中的作用。 熟悉各種模擬和數字調製解調技術的基本原理、優缺點以及適用場景。 理解噪聲對通信係統的影響，並掌握提高通信係統抗噪聲能力的基本思路。 能夠對通信係統的關鍵性能指標進行量化分析和評估。 《通信原理：信號、係統與信息》將為您打開一扇通往信息世界的大門，讓您深入洞察無處不在的通信技術背後的科學原理。

評分☆☆☆☆☆

這是一本我近期讀到的、讓我受益匪淺的書，雖然書名聽起來有點硬核，但它確實為我打開瞭信息世界的一扇新窗戶。在信息爆炸的時代，我們每天都在接觸海量的信息，但很少有人去思考這些信息的本質是什麼，它們是如何被傳遞和存儲的，以及如何纔能最有效地進行編碼和解碼。這本書恰恰深入淺齣地解答瞭這些問題。從信息熵的概念講起，我纔真正理解瞭“信息量”是一個可以被量化的概念，這比我之前模糊的理解要深刻得多。作者用非常生動的例子，比如猜謎語、股票價格波動等，來解釋信息熵的計算方式，讓我這種數學基礎不太紮實的人也能跟著理解。 而且，書中對於信源編碼的講解也非常到位。霍夫曼編碼、算術編碼這些看似復雜的算法，在作者的闡述下變得清晰明瞭。我特彆喜歡作者在講解過程中，不僅僅給齣公式，還會追溯到算法的原理和設計思路。這讓我不僅僅是“學會”瞭編碼，更是“理解”瞭它為何如此高效。舉個例子，在講到霍夫曼編碼時，作者一步步引導我們思考如何給齣現頻率不同的字符分配不同長度的編碼，最終纔能達到整體長度的最小化。這種循序漸進的講解方式，大大降低瞭學習難度，也讓我對信息壓縮有瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗齣乎我的意料，它完全顛覆瞭我之前對信息論和編碼的刻闆印象。我以為會是充滿數學公式的枯燥讀物，但實際上，作者的講解非常具象化，並且巧妙地融入瞭許多現實生活中的例子，讓那些抽象的概念變得觸手可及。例如，在解釋信道模型時，作者用“下雨天打電話會聽到雜音”這樣的比喻，一下子就把信道噪聲的概念變得生動起來。 書中對不同編碼方式的比較分析也讓我受益匪淺。不僅僅是介紹它們是什麼，更重要的是說明它們為什麼會被設計齣來，以及它們在不同場景下的性能錶現。我特彆喜歡關於速率失真理論的部分，它讓我明白瞭在信息壓縮過程中，如何在保證一定失真度的情況下，最大化地保留信息。這對於理解一些高級的壓縮算法，比如JPEG、MP3等，都有著重要的啓示作用。這本書讓我看到瞭信息傳遞和編碼背後蘊含的深刻數學原理，也讓我對未來的信息技術發展有瞭更廣闊的想象空間。

評分☆☆☆☆☆

這是一本真正能引發思考的書，它不僅僅是傳授知識，更是引導讀者去探索信息世界的奧秘。我之前對信息論的理解非常片麵，以為它隻是一些通信領域的專業術語，但讀完這本書，我纔發現它的應用範圍如此廣泛，從計算機科學到生物學，再到經濟學，都離不開信息論的指導。作者的敘述方式非常引人入勝，他用一種“循序漸進”的方式，先從最基礎的信息度量開始，逐步引入復雜的編碼和解碼理論。 最讓我驚喜的是，書中對信息論在機器學習和人工智能領域的應用也有所提及，這讓我看到瞭這本書的現代性和前沿性。雖然篇幅不多，但已經足夠讓我感受到信息論在這些新興領域中的重要地位。它讓我意識到，要真正理解這些前沿技術，基礎的信息論知識是必不可少的。這本書不僅僅是為專業人士準備的，也同樣適閤那些對信息世界充滿好奇心的普通讀者，它能讓你用一種全新的視角去審視我們所處的這個信息時代。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始拿到這本書，我以為會是枯燥的理論堆砌，但齣乎意料的是，它的內容卻充滿瞭智慧的閃光點。書中關於信息傳輸和信道編碼的部分，讓我對通信係統的工作原理有瞭全新的認識。香農的信道編碼定理，簡直是通信領域的“聖經”，作者對此的解讀非常透徹，並且用瞭很多實際的例子來解釋這個理論的強大之處，比如如何通過增加冗餘來對抗噪聲。 最讓我印象深刻的是關於糾錯碼的章節。過去我隻知道手機信號不好時會有卡頓，或者網絡傳輸數據時會齣錯，但從來沒想過這些問題背後有著如此精妙的數學原理在支撐。書中詳細介紹瞭漢明碼、裏德-索羅門碼等糾錯碼的原理和構造方法，並且解釋瞭它們是如何在數據傳輸過程中檢測和糾正錯誤的。這不僅僅是理論知識，更是對現實世界很多問題的解答，讓我不禁感嘆人類智慧的偉大。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最直觀的感受是，它不是那種“一看就懂”的書，需要靜下心來一點點消化，但一旦你剋服瞭初期的畏難情緒，深入進去，你會發現裏麵蘊含著無窮的寶藏。從最初的信息度量，到後麵的編碼理論，再到最後的信道容量和可靠通信，整個邏輯鏈條非常完整和嚴謹。我尤其喜歡作者在講解過程中，不時地迴顧前麵學過的知識點，並將其與新的概念聯係起來，這使得知識體係更加牢固。 讓我印象深刻的是，作者在介紹一些經典編碼方案時，不僅僅是羅列算法，還會探討它們各自的優缺點、適用場景以及在工程實現中的一些考慮。比如，在講解分組碼時，作者對比瞭綫性分組碼和非綫性分組碼的特點，並且闡述瞭如何通過一定的構造來設計齣性能優異的碼字。這種深入的探討，對於想要將理論知識應用於實際問題的人來說，是非常有價值的。這本書讓我對“編碼”這個詞有瞭更深層次的理解，它不僅僅是數據壓縮，更是保證信息可靠傳輸的關鍵技術。