信息论与编码基础(第2版) 9787121248061 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐朝京，雷菁 著

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• 信息论
• 编码学
• 通信原理
• 信息处理
• 数字通信
• 信道编码
• 源编码
• 信息传输
• 通信工程
• 高等教育

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121248061

商品编码：29624090206

包装：平装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名:信息论与编码基础(第2版)

定价：36.00元

售价：27.0元,便宜9.0元,折扣75

作者:唐朝京,雷菁

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787121248061

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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工信部'十二五'规划教材
　　面向工程应用,工程创新型教材

内容提要

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本书以香农信息论为基础，系统地介绍了通信系统中两大编码理论。重点阐述了香农信息论的基本理论、信源压缩编码及信道编码的原理与具体方法，力图将信息理论及编码理论与实际应用紧密结合。
全书共分8章，其中包括：信息的概念与测度，离散信源、离散信道，信源压缩编码基础，信道编码基本理论，线性分组码，常用纠错码及其应用及纠错编码新技术。
本书文字通俗，概念清晰，重点突出，在内容上既有必要的数学分析，又强调物理概念的理解及直观图示。本书可作为通信工程及信息类专业的高年级本科生教材，也可作为其他专业学生及通信科技工作者的参考书。

目录

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章 绪论
1.1 信息概念
1.1.1 信息的概念及其内涵
1.1.2 香农信息定义
1.2 信息论研究的基本问题和主要内容
1.2.1 信息论研究的基本问题
1.2.2 信息论研究的主要内容
1.3 信息理论的发展及其在通信系统中的作用
1.3.1 信息理论的形成及与其他学科的交叉发展
1.3.2 编码技术的发展及其在通信系统中的作用
相关小知识——香农生平
第2章 离散信源
2.1 离散信源的信息熵
2.1.1 信源模型
2.1.2 自信息
2.1.3 信息熵
2.1.4 联合熵与条件熵
2.2 熵的基本性质
2.3 信源的剩余度
本章小结
习题二
综合拓展题
相关小知识——熵的由来
第3章 离散信道
3.1 信道疑义度与平均互信息
3.1.1 信道模型
3.1.2 信道疑义度
3.1.3 平均互信息及其性质
3.2 信道容量
3.2.1 信道容量的定义
3.2.2 简单离散信道的信道容量
3.2.3 对称离散信道的信道容量
3.2.4 扩展信道与并联信道的信道容量
3.2.5 香农公式
3.2.6 保密容量与物理层安全
3.3 有噪信道编码定理
3.3.1 有噪信道编码定理
3.3.2 编码定理的指导意义
本章小结
习题三
综合拓展题
第4章 信源压缩编码基础
4.1 无失真可变长信源编码定理
4.1.1 信源编码器
4.1.2 无失真可变长信源编码定理
4.2 保真度准则下的信源编码定理
4.2.1 失真度与信息率失真函数
4.2.2 保真度准则下的信源编码定理
4.3 预测编码
4.3.1 预测编码的基本原理及预测模型
4.3.2 信源的线性预测编码
4.3.3 语音的线性预测编码
4.4 变换编码
4.4.1 变换编码的基本原理
4.4.2 典型的变换编码方法
4.4.3 DCT压缩的特征
4.5 统计编码
4.5.1 统计编码的概念
4.5.2 统计编码常用方法
4.5.3 MH编码
4.6 压缩编码应用综述
4.6.1 声音压缩标准
4.6.2 静止图像压缩标准
4.6.3 视频压缩标准
本章小结
习题四
综合拓展题
相关小知识——霍夫曼生平
第5章 信道编码基本原理
5.1 概述
5.1.1 数字通信系统模型
5.1.2 差错控制系统分类
5.1.3 纠错编码分类
5.2 信道编码的基本概念
5.2.1 信道编码的一般方法
5.2.2 信道编码的基本参数
5.2.3 大似然译码
5.3 常用检错码
5.3.1 奇偶校验码
5.3.2 水平一致校验码
5.3.3 水平垂直一致校验码
5.3.4 群计数码
5.3.5 等比码
本章小结
习题五
综合拓展题
第6章 线性分组码
6.1 线性分组码的基本原理
6.1.1 基本概念
6.1.2 生成矩阵和一致校验矩阵
6.1.3 线性分组码的译码及纠错能力
6.1.4 汉明码简介
6.2 循环码的基本原理
6.2.1 基本概念
6.2.2 循环码的编码
6.2.3 循环码的一般译码方法
6.2.4 循环汉明码及其派生码
本章小结
习题六
综合拓展题
相关小知识——汉明生平
第7章 常用纠错码及其应用
7.1 CRC码的应用及性能
7.1.1 基本概念
7.1.2 CRC码在数据链路协议中的应用
7.1.3 CRC码在DECT标准中的应用
7.1.4 CRC码在ATM中的应用
7.2 BCH码及RS码的应用及性能
7.2.1 基本概念
7.2.2 CCSDS TC协议中的BCH编码
7.2.3 DVBH标准中的前向纠错方案
7.2.4 RS码在存储系统中的应用
7.3 卷积码的应用及性能
7.3.1 卷积码的概念与描述方法
7.3.2 卷积码在移动通信中的应用
7.3.3 级联卷积编码系统在NASA系统中的应用
7.3.4 宽带无线接入中的纠错编码
7.4 交织技术
7.4.1 基本概念
7.4.2 移动通信中的交织
7.4.3 CCSDS标准中的交织纠错方案
7.5 编码调制技术
7.5.1 TCM技术
7.5.2 BCM技术
7.5.3 BICMID技术
本章小结
习题七
综合拓展题
相关小知识——维特比简介
第8章 纠错编码新技术
8.1 迭代译码及消息传递机制
8.1.1 迭代译码器的建模
8.1.2 迭代译码器消息传递机制
8.1.3 迭代译码器EXIT收敛性分析
8.2 Turbo 码
8.2.1 MAP译码算法
8.2.2 SOVA算法
8.2.3 Turbo码的性能与应用
8.2.4 双二进制Turbo码
8.3 TPC码
8.3.1 TPC码的构造
8.3.2 TPC迭代译码算法
8.3.3 TPC码的性能分析
8.4 LDPC码
8.4.1 LDPC码的概念及图模型
8.4.2 基于消息传递机制的LDPC码迭代译码算法
8.4.3 IEEE 802.16e中的LDPC码
8.4.4 DVBS2中的LDPC码
8.5 喷泉码
8.5.1 LT编码
8.5.2 Raptor码
8.5.3 标准中的Raptor码
8.6 网络编码

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参考文献

英文编写名词对照表

作者介绍

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唐朝京，国防科技大学获信息与通信工程学院 教授,博士。主要从事通信工程及信息安全方面的教学与研究工作。中国通信学会理事、会士，湖南省通信学会副理事长，学校通信工程及信息安全领域的学术带头人。承担了本科生《信息论与编码基础》、《通信原理》，研究生《信息论基础》、《纠错编码》、《保密通信》及《电子信息技术导论》等课程的主讲任务。

文摘

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序言

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《通信原理：信号、系统与信息》 内容简介 本书深入探讨通信系统的核心原理，从最基础的信号模型和系统分析入手，逐步构建起对现代通信技术深刻的理解。全书围绕“信号”、“系统”和“信息”这三个关键概念展开，旨在为读者提供一个全面、严谨且易于理解的通信科学理论框架。 第一部分：信号的表示与变换 本部分着重于理解通信的载体——信号。我们将从信号的分类开始，区分模拟信号与数字信号，周期信号与非周期信号，确定性信号与随机信号。每一种信号类型都将通过清晰的数学定义和直观的图形示例进行阐释。 傅里叶级数与傅里叶变换： 这是分析周期信号和非周期信号频谱特性的核心工具。我们将详细介绍傅里叶级数的收敛性定理，以及傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积等。通过大量实例，演示如何利用傅里叶变换来理解信号的频率成分，以及信号在传输过程中可能发生的频谱失真。 拉普拉斯变换与Z变换： 对于处理瞬态响应和稳定性分析至关重要的工具。拉普拉斯变换将用于分析连续时间系统，而Z变换则专注于离散时间系统。我们将探讨它们的收敛域、逆变换方法，以及它们在求解微分方程和差分方程中的应用。 采样理论： 模拟信号向数字信号转化的关键步骤。本部分将深入阐述奈奎斯特-香农采样定理，详细分析采样率、混叠现象及其避免方法。我们将讨论理想采样、保持器工作原理以及实际采样中的各种考量。 随机信号理论： 实际通信系统中，噪声等随机因素不可避免。本部分将介绍随机变量、概率密度函数、累积分布函数等基本概念，并引出随机过程的概念。我们将重点研究宽平稳（WSS）和严平稳（SSS）随机过程，以及它们的自相关函数和功率谱密度。理解随机信号的统计特性是设计有效抗干扰通信系统的基础。 第二部分：通信系统的建模与分析 本部分将视角从信号本身转向承载和处理信号的系统。我们将建立通用的通信系统模型，并分析不同类型系统的特性。 线性时不变（LTI）系统： 这是通信系统分析中最基本也是最重要的模型。我们将通过卷积的概念来描述LTI系统的输入-输出关系。详细推导并展示LTI系统的频率响应，理解其对信号频谱的影响。我们将分析各种典型的LTI系统，如滤波器（低通、高通、带通、带阻）、延迟器等。 连续时间与离散时间系统： 进一步区分和分析这两种不同类型的系统。我们将探讨它们的传递函数、系统函数，以及如何利用这些工具来分析系统的稳定性、频率选择性等关键性能指标。 信号的卷积： 作为LTI系统的核心运算，我们将从理论和实践两个层面深入讲解卷积。从数学定义出发，逐步展示如何通过图形法、解析法等多种方式计算卷积，并理解其在信号滤波、系统响应求解中的重要作用。 通信系统的基本构成： 介绍一个典型的通信系统模型，包括信源、信宿、发送器、接收器、信道等关键组成部分。分析每个模块的功能和相互作用，为后续的深入学习打下基础。 第三部分：调制与解调技术 本部分聚焦于如何有效地将信息加载到载波上进行传输，并在接收端恢复信息。 模拟调制： 调幅（AM）： 详细介绍标准调幅、双边带调幅（DSB-SC）、残留边带调幅（VSB）等多种调幅方式。分析其调制原理、频谱特性、功率效率以及解调方法（包络检波、相干解调）。 调频（FM）与调相（PM）： 深入讲解调频和调相的基本原理，分析其产生的频谱特性。重点介绍FM接收中的斜率检波、锁相环（PLL）等技术，并探讨FM相比AM在抗噪声性能上的优势。 数字调制： 振幅键控（ASK）： 介绍幅度变化作为信息载体的基本原理，分析其不同阶数（如2ASK）的实现方式。 频率键控（FSK）： 讲解利用频率变化来表示数字信息，分析其频谱特点和简单的解调方案。 相移键控（PSK）： 深入介绍二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）等，以及它们的性能特点。 正交振幅调制（QAM）： 讲解如何通过同时改变幅度和相位来提高频谱利用率，介绍2ASK和PSK的结合，分析QAM的星座图和性能。 匹配滤波器： 作为最优线性滤波器，用于在加性高斯白噪声（AWGN）信道中最大化信噪比，从而实现最佳的数字信号检测。我们将详细推导其形式和工作原理。 第四部分：噪声与抗噪声设计 噪声是通信系统面临的最大挑战之一。本部分将深入分析噪声的产生、特性以及系统在噪声下的性能。 噪声的分类与模型： 介绍热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等典型噪声源，并重点讨论加性高斯白噪声（AWGN）模型，这是通信系统分析中最常用的模型。 信噪比（SNR）与误码率（BER）： 定义和推导在AWGN信道中，各种数字调制方式的误码率（BER）与信噪比（SNR）之间的关系。通过分析BER曲线，直观理解不同调制方案的抗噪声能力。 最优接收： 引入最大似然（ML）准则和最大后验概率（MAP）准则，解释在噪声存在的情况下，如何设计最优的接收器来最小化错误概率。 线性解调与非线性解调： 分析不同解调方式在噪声环境下的性能表现，并比较其优劣。 差错控制编码基础： 初步介绍编码在提高通信可靠性方面的作用，为后续更高级的编码章节做铺垫。 第五部分：通信系统的性能分析与指标 本部分将综合运用前面章节的知识，对通信系统的整体性能进行评估和量化。 信息传输率（比特率）与带宽： 定义信息传输率（R）和信道带宽（B），并探讨两者之间的关系（香农-哈特利定理）。 频谱效率： 引入频谱效率的概念，衡量单位带宽内传输信息的效率，并分析不同调制解调方案对频谱效率的影响。 功率效率： 讨论不同调制方式对传输功率的需求，以及如何权衡功率和性能。 误码率（BER）与误符号率（SER）： 详细解释这两个关键的性能指标，并分析它们与信噪比、调制方式、编码方案等因素的关系。 本书特色： 数学严谨性与直观性并重： 在保证数学推导严谨性的同时，辅以大量的图示和实例，帮助读者从不同角度理解抽象的数学概念。 循序渐进的学习路径： 从最基本的信号和系统概念出发，逐步深入到复杂的调制解调技术和噪声分析，形成完整的知识体系。 理论与实践的结合： 介绍的原理和技术广泛应用于现代通信系统中，为读者未来从事通信工程、信号处理等领域打下坚实基础。 覆盖面广： 涵盖了通信理论中的核心内容，包括信号分析、系统建模、模拟与数字调制、噪声理论以及系统性能评估。 目标读者： 本书适合通信工程、电子信息工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事通信技术研发、系统设计和技术支持的工程师。具备一定的微积分、线性代数和概率论基础的读者将更容易掌握本书内容。 通过本书的学习，读者将能够： 深刻理解模拟信号和数字信号的数学表示及其在频域和时域的特性。 掌握线性时不变系统的分析方法，理解其在通信系统中的作用。 熟悉各种模拟和数字调制解调技术的基本原理、优缺点以及适用场景。 理解噪声对通信系统的影响，并掌握提高通信系统抗噪声能力的基本思路。 能够对通信系统的关键性能指标进行量化分析和评估。 《通信原理：信号、系统与信息》将为您打开一扇通往信息世界的大门，让您深入洞察无处不在的通信技术背后的科学原理。

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能引发思考的书，它不仅仅是传授知识，更是引导读者去探索信息世界的奥秘。我之前对信息论的理解非常片面，以为它只是一些通信领域的专业术语，但读完这本书，我才发现它的应用范围如此广泛，从计算机科学到生物学，再到经济学，都离不开信息论的指导。作者的叙述方式非常引人入胜，他用一种“循序渐进”的方式，先从最基础的信息度量开始，逐步引入复杂的编码和解码理论。 最让我惊喜的是，书中对信息论在机器学习和人工智能领域的应用也有所提及，这让我看到了这本书的现代性和前沿性。虽然篇幅不多，但已经足够让我感受到信息论在这些新兴领域中的重要地位。它让我意识到，要真正理解这些前沿技术，基础的信息论知识是必不可少的。这本书不仅仅是为专业人士准备的，也同样适合那些对信息世界充满好奇心的普通读者，它能让你用一种全新的视角去审视我们所处的这个信息时代。

评分☆☆☆☆☆

这是一本我近期读到的、让我受益匪浅的书，虽然书名听起来有点硬核，但它确实为我打开了信息世界的一扇新窗户。在信息爆炸的时代，我们每天都在接触海量的信息，但很少有人去思考这些信息的本质是什么，它们是如何被传递和存储的，以及如何才能最有效地进行编码和解码。这本书恰恰深入浅出地解答了这些问题。从信息熵的概念讲起，我才真正理解了“信息量”是一个可以被量化的概念，这比我之前模糊的理解要深刻得多。作者用非常生动的例子，比如猜谜语、股票价格波动等，来解释信息熵的计算方式，让我这种数学基础不太扎实的人也能跟着理解。 而且，书中对于信源编码的讲解也非常到位。霍夫曼编码、算术编码这些看似复杂的算法，在作者的阐述下变得清晰明了。我特别喜欢作者在讲解过程中，不仅仅给出公式，还会追溯到算法的原理和设计思路。这让我不仅仅是“学会”了编码，更是“理解”了它为何如此高效。举个例子，在讲到霍夫曼编码时，作者一步步引导我们思考如何给出现频率不同的字符分配不同长度的编码，最终才能达到整体长度的最小化。这种循序渐进的讲解方式，大大降低了学习难度，也让我对信息压缩有了更深的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验出乎我的意料，它完全颠覆了我之前对信息论和编码的刻板印象。我以为会是充满数学公式的枯燥读物，但实际上，作者的讲解非常具象化，并且巧妙地融入了许多现实生活中的例子，让那些抽象的概念变得触手可及。例如，在解释信道模型时，作者用“下雨天打电话会听到杂音”这样的比喻，一下子就把信道噪声的概念变得生动起来。 书中对不同编码方式的比较分析也让我受益匪浅。不仅仅是介绍它们是什么，更重要的是说明它们为什么会被设计出来，以及它们在不同场景下的性能表现。我特别喜欢关于速率失真理论的部分，它让我明白了在信息压缩过程中，如何在保证一定失真度的情况下，最大化地保留信息。这对于理解一些高级的压缩算法，比如JPEG、MP3等，都有着重要的启示作用。这本书让我看到了信息传递和编码背后蕴含的深刻数学原理，也让我对未来的信息技术发展有了更广阔的想象空间。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受是，它不是那种“一看就懂”的书，需要静下心来一点点消化，但一旦你克服了初期的畏难情绪，深入进去，你会发现里面蕴含着无穷的宝藏。从最初的信息度量，到后面的编码理论，再到最后的信道容量和可靠通信，整个逻辑链条非常完整和严谨。我尤其喜欢作者在讲解过程中，不时地回顾前面学过的知识点，并将其与新的概念联系起来，这使得知识体系更加牢固。 让我印象深刻的是，作者在介绍一些经典编码方案时，不仅仅是罗列算法，还会探讨它们各自的优缺点、适用场景以及在工程实现中的一些考虑。比如，在讲解分组码时，作者对比了线性分组码和非线性分组码的特点，并且阐述了如何通过一定的构造来设计出性能优异的码字。这种深入的探讨，对于想要将理论知识应用于实际问题的人来说，是非常有价值的。这本书让我对“编码”这个词有了更深层次的理解，它不仅仅是数据压缩，更是保证信息可靠传输的关键技术。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，一开始拿到这本书，我以为会是枯燥的理论堆砌，但出乎意料的是，它的内容却充满了智慧的闪光点。书中关于信息传输和信道编码的部分，让我对通信系统的工作原理有了全新的认识。香农的信道编码定理，简直是通信领域的“圣经”，作者对此的解读非常透彻，并且用了很多实际的例子来解释这个理论的强大之处，比如如何通过增加冗余来对抗噪声。 最让我印象深刻的是关于纠错码的章节。过去我只知道手机信号不好时会有卡顿，或者网络传输数据时会出错，但从来没想过这些问题背后有着如此精妙的数学原理在支撑。书中详细介绍了汉明码、里德-索罗门码等纠错码的原理和构造方法，并且解释了它们是如何在数据传输过程中检测和纠正错误的。这不仅仅是理论知识，更是对现实世界很多问题的解答，让我不禁感叹人类智慧的伟大。