信息論與編碼(高等學校教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐傢品著 著

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• 理論基礎
• 通信工程
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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040316001

商品編碼：29692064970

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名:信息論與編碼(高等學校教材)

定價：29.50元

售價：20.1元,便宜9.4元,摺扣68

作者:徐傢品著

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787040316001

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.459kg

編輯推薦

為適應信息技術發展的新形勢，應廣大師生的要求，編者結閤這些年在教學中的使用情況和科研體會，在已使用6年的《信息論與編碼》講義的基礎上編寫瞭本書。徐傢品編著的《信息論與編碼》共8章，包括香農信息論的基本內容及主要結論；壓縮編碼的基本原理；糾錯原理、方法及其在現代通信係統中的應用等內容。在傳統內容的基礎上充實瞭信息理論特彆是編碼技術發展的新成果和應用。內容涵蓋瞭通信中有關信息處理的基本原理和方法。

內容提要

徐傢品編著的《信息論與編碼》著重講授以經典信息論內容為主的信息論基礎；信息論的起源、發展及研究的內容；香農信息論的三大基本概念：信息熵、信道容量和信息率失真函數以及與之對應的三大定理；解決信息傳輸係統有效性、可靠性和安全性的三類編碼；網絡信息論與網絡編碼。本書圍繞信息傳輸係統這一工程應用背景，特彆強調概念闡述清楚、突齣重點、深入淺齣。邏輯關係上，力求通過建立信息與編碼理論的分析方法，在寫法上條理清楚，實例豐富翔實，注意循序漸進、難度適中，並注重理論對實際應用的指導作用，引導讀者理解信息論與編碼的基本方法，培養抽象分析能力和係統工程概念。本書在體係結構上力求科學性、先進性與實用性相統一，內容安排注重體現係統性和相對的完整性。每章後配有習題。《信息論與編碼》可作為高等學校通信工程、電子信息工程、信息工程、電子信息科學與技術和信息安全等專業高年級本科生和研究生教材及教學參考書，不同專業可根據不同的學時數在內容上有所取捨。本書也可以作為信息、通信、電子工程相關專業技術人員的參考書。

目錄

章 緒論 1.1 信息的基本概念 1.1.1 信息的一般概念 1.1.2 信息的特點和性質 1.1.3 香農信息的定義 1.2 信息論與編碼理論的形成與發展 1.3 信息論與編碼理論研究的內容 1.3.1 信息論與編碼理論的研究對象 1.3.2 信息論與編碼理論的研究範疇第2章 信源及信息測度 2.1 信源的分類及數學模型 2.1.1 信源的分類 2.1.2 單符號離散信源的數學模型 2.1.3 多符號離散信源 2.1.4 連續信源及波形信源 2.2 信息的度量——信息熵 2.2.1 無條件概率、聯閤概率與條件概率 2.2.2 自信息 2.2.3 互信息 2.2.4 信息熵 2.2.5 各熵之間的關係 2.2.6 信息熵的基本性質及定理 2.2.7 平均互信息及其特性 2.3 多符號離散平穩信源 2.3.1 消息序列的熵 2.3.2 離散平穩信源的數學模型 2.3.3 離散平穩信源的信息熵和極限熵 2.3.4 馬爾可夫信源的信息熵 2.4 信源的相關性與冗餘度 2.4.1 信源的相關性 2.4.2 冗餘度 2.5 連續信源的熵和互信息 習題第3章 離散信道及其信道容量 3.1 信道的分類及其描述 3.2 單符號離散信道的數學模型 3.2.1 單符號離散信道的概念 3.2.2 一般單符號離散信道的一些概率關係 3.3 信道容量及其計算方法 3.3.1 信道容量的定義 3.3.2 無噪離散信道的信道容量 3.3.3 對稱離散信道的信道容量 3.3.4 準對稱離散信道的信道容量 3.3.5 一般離散信道的信道容量 3.4 多符號離散信道的數學模型 3.5 離散無記憶擴展信道的信道容量 3.6 組閤信道及其信道容量 3.6.1 獨立並聯信道及其信道容量 3.6.2 串聯信道及其信道容量 3.7 信源與信道的匹配 習題第4章 無失真信源編碼 4.1 信源編碼的基本概念 4.1.1 信源編碼 4.1.2 信源編碼的碼字類型及碼樹 4.2 無失真變長信源編碼的特點 4.2.1 定長信源編碼定理 4.2.2 變長編碼的特點 4.2.3 變長編碼存在的問題及應對措施 4.3 信源編碼定理 4.3.1 無失真變長信源編碼定理 4.3.2 統計匹配碼 4.3.3 剋拉夫特不等式 4.4 變長編碼方法 4.4.1 香農—費諾—埃利斯碼 4.4.2 費諾編碼 4.4.3 霍夫曼碼 4.4.4 遊程編碼 4.4.5 算術編碼 4.4.6 通用編碼 習題第5章 信道編碼 5.1 信道編碼定理 5.1.1 信道與差錯 5.1.2 差錯概率與譯碼規則 5.1.3 有噪信道編碼定理 5.2 信道編碼及其基本原理 5.2.1 信道編碼的基本概念 5.2.2 信道編碼的基本原理 5.3 綫性分組碼 5.3.1 綫性分組碼的基本概念 5.3.2 綫性分組碼生成矩陣和一緻監督矩陣 5.3.3 綫性碼的檢錯、糾錯能力 5.3.4 漢明碼 5.3.5 綫性分組碼的編碼 5.3.6 綫性分組碼的譯碼 5.4 循環碼 5.4.1 循環碼的基本概念 5.4.2 循環碼的生成矩陣和監督矩陣 5.4.3 循環碼的編碼 5.4.4 循環碼的譯碼 5.4.5 自動請求重傳方式(ARQ) 5.4.6 循環碼的捕錯譯碼和大數邏輯譯碼 5.4.7 BCH碼和RS碼 5.5 捲積碼 5.5.1 捲積碼的編碼原理 5.5.2 捲積碼的描述 5.5.3 捲積碼的編碼 5.5.4 維特比譯碼 5.6 級聯碼、交織碼及TCM碼 5.6.1 級聯碼 5.6.2 交織碼 5.6.3 TCM碼 5.6.4 前嚮糾錯方式 5.7 Turbo碼 5.7.1 Turbo碼編碼器 5.7.2 Turbo碼譯碼器 5.8 LDPC碼 5.8.1 LDPC碼的定義及其描述 5.8.2 LDPC碼的Tanner圖錶示 5.8.3 LDPC碼的構造 習題第6章 保真度準則下的信源編碼 6.1 失真度和平均失真度 6.1.1 失真度 6.1.2 平均失真度 6.2 信息率失真函數及其性質 6.2.1 信息率失真函數 6.2.2 信息率失真函數的性質 6.3 信息率失真函數的參量錶述及其計算 6.4 二元信源和離散對稱信源的隻(d)函數 6.4.1 二元對稱信源的R(D)函數 6.4.2 離散對稱信源的R(D)函數 6.5 連續信源的信息率失真函數 6.5.1 連續信源的信息率失真函數 6.5.2 高斯信源的信息率失真函數 6.5.3 連續信源R(D)函數的參量錶述及其計算 6.6 保真度準則下的信源編碼定理 6.6.1 保真度準則下的信源編碼定理 6.6.2 限失真信源編碼定理的應用 6.7 標量量化編碼與矢量量化編碼 6.7.1 均勻量化 6.7.2 優量化 6.7.3 矢量量化編碼 6.8 語音壓縮編碼 6.8.1 波形編碼基本原理 6.8.2 參量編碼 6.8.3 混閤編碼 6.9 圖像壓縮編碼 6.9.1 靜止圖像壓縮編碼及JPEG標準 6.9.2 活動圖像壓縮編碼 6.9.3 H.26x建議 6.9.4 MPEG標準 習題第7章 網絡信息論與網絡編碼初步 7.1 網絡信息論概述 7.1.1 網絡信息論研究的基本問題及內容 7.1.2 網絡信息論的應用 7.2 網絡的信道容量 7.2.1 多址係統 7.2.2 廣播信道 7.2.3 相關信源的多用戶信道問題 7.3 無綫信道 7.3.1 信道模型 7.3.2 圓對稱復數高斯隨機矢量 7.3.3 MIMO高斯信道容量 7.4 網絡編碼技術 7.4.1 網絡編碼的基本原理 7.4.2 綫絡編碼 習題第8章 通信係統的保密與安全 8.1 密碼係統和密碼體製 8.1.1 密碼體製的基本組成 8.1.2 密碼編碼和密碼分析 8.1.3 經典密碼體製 8.1.4 安全保密性與隨機性 8.2 對稱加密體製 8.2.1 數據加密標準DES 8.2.2 DES密碼的演化設計 8.3 公開密鑰密碼 8.3.1 單鑰密碼體製存在的問題 8.3.2 公開密鑰的一般原理 8.3.3 RSA體製 8.4 認證技術 8.4.1 消息認證係統 8.4.2 消息認證碼和消息認證 8.4.3 身份認證 8.4.4 數字 8.5 認證鑒權與加密在通信係統中的應用 8.5.1 GSM係統的認證鑒權與加密 8.5.2 WCDMA係統的認證鑒權與加密 8.5.3 CDMA2000係統的認證鑒權與加密 習題參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《現代通信原理與技術》 內容簡介： 本書旨在深入探討現代通信係統中的核心原理與前沿技術。作為一本麵嚮高等院校的教材，它力求在理論深度和工程實踐之間取得平衡，為讀者構建一個紮實的通信知識體係，並引導其理解當前通信領域的發展趨勢與挑戰。本書的內容覆蓋瞭通信係統的基礎建模、信號處理、調製解調、信道編碼、多址技術以及信息安全等關鍵環節，同時融入瞭現代通信係統的重要組成部分，如無綫通信、光通信和網絡通信等。 第一部分：通信係統基礎建模與信號處理 本部分首先建立瞭通信係統的通用數學模型，介紹瞭信號的各種錶示方法，包括時域、頻域和復數域的錶示。讀者將學習到傅裏葉分析、拉普拉斯變換和Z變換等核心數學工具，理解它們在分析和設計通信係統中的作用。重點在於對信號的分類（如確定性信號、隨機信號、基帶信號、帶通信號等）及其統計特性的闡述，以及噪聲的建模與分析，理解噪聲對通信係統性能的影響，並初步介紹抑製噪聲的常用方法。 第二部分：模擬與數字調製解調技術 本部分係統介紹瞭各種模擬調製和解調技術，包括調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）。我們將詳細分析它們的原理、頻譜特性、功率效率以及在不同應用場景下的優劣。在此基礎上，本書轉嚮數字調製解調技術，這是現代通信係統的基石。從基本的鍵控（ASK, FSK, PSK）到更高級的QAM（正交幅度調製），我們將深入剖析它們的編碼方式、星座圖、誤碼率性能以及實現復雜度。同時，對相乾解調和非相乾解調的原理、要求與性能差異進行詳細闡述。 第三部分：信道編碼與糾錯碼 信息傳輸過程中，信道會引入噪聲和失真，導緻信息錯誤。本部分將聚焦於信道編碼技術，其核心目標是增加信息傳輸的冗餘度，以便在接收端檢測並糾正錯誤。我們將從基礎的綫性分組碼（如漢明碼）入手，深入理解其編碼矩陣、生成多項式和校驗矩陣的構建，以及伴隨式譯碼等算法。接著，將重點介紹捲積碼，包括其捲積編碼器結構、約束長度、生成多項式以及Viterbi譯碼算法，這是現代通信係統中應用最廣泛的糾錯碼之一。此外，本書還將探討更先進的編碼技術，如Turbo碼和LDPC碼（低密度奇偶校驗碼），分析它們的編碼結構、譯碼迭代過程以及在現代高速通信係統中的卓越性能。 第四部分：多址接入技術 為瞭在有限的頻譜資源下同時支持多個用戶進行通信，多址接入技術至關重要。本部分將詳細介紹幾種主要的共享信道技術：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和正交頻分多址（OFDMA）。我們將深入分析每種技術的原理、優缺點、在不同通信係統（如蜂窩通信、衛星通信）中的應用，以及它們所麵臨的挑戰和解決方案。特彆是對CDMA的擴頻序列、僞隨機序列的特性以及對乾擾的抑製能力，以及OFDMA在提高頻譜利用率和對抗頻率選擇性衰落方麵的優勢進行重點講解。 第五部分：信息論基礎與信息源編碼 本部分將引入信息論的基本概念，包括信息量、熵、互信息等。讀者將學習到如何量化信息的不確定性，以及信道容量的概念，理解其作為通信係統性能上限的重要性。在此基礎上，我們將探討信息源編碼（又稱數據壓縮）技術，其目標是在不丟失有用信息的前提下，減少信息的冗餘度，從而降低傳輸帶寬或存儲空間。內容將涵蓋無損編碼（如Huffman編碼、算術編碼）和有損編碼（如DCT變換在JPEG圖像壓縮中的應用），分析它們的編碼原理、壓縮效率以及在多媒體通信中的重要作用。 第六部分：現代通信係統組成與關鍵技術 本部分將目光投嚮現代通信係統的實際構建與前沿發展。我們將探討移動通信係統的演進，從2G的GSM到4G的LTE，再到5G的先進特性，如大規模MIMO（多輸入多輸齣）、波束賦形、網絡切片以及毫米波通信等，分析這些技術如何提升數據速率、降低時延和擴展網絡容量。同時，還將涉及光通信領域，包括光縴傳輸原理、光器件（如激光器、光電探測器）以及光信號的調製與解調技術。此外，網絡通信也是現代通信不可分割的一部分，本書將簡要介紹TCP/IP協議棧，以及數據包交換、路由選擇等基本概念。 第七部分：通信安全與未來展望 隨著通信技術的飛速發展，信息安全問題日益突齣。本部分將引入信息安全的基本概念，包括機密性、完整性、可用性和不可否認性。我們將探討密碼學的基本原理，如對稱加密和非對稱加密，以及數字簽名和身份認證等技術在通信安全中的應用。最後，本書將對通信技術的未來發展趨勢進行展望，例如人工智能在通信係統中的應用（如智能資源調度、信道預測）、物聯網（IoT）通信的特點與挑戰，以及下一代通信技術（如6G）可能帶來的變革。 學習目標： 通過學習本書，讀者應能夠： 掌握通信係統的基本原理和數學模型。 理解各種模擬和數字調製解調技術的原理、性能和應用。 深刻理解信道編碼的作用，並掌握常用糾錯碼的設計與譯碼算法。 熟悉並能夠分析各種多址接入技術的優缺點。 理解信息論中的核心概念，並掌握數據壓縮的基本方法。 瞭解現代通信係統的組成，特彆是移動通信和光通信的關鍵技術。 認識到通信安全的重要性，並瞭解基本的安全技術。 對通信技術的未來發展趨勢有初步的認識。 本書結構清晰，內容嚴謹，圖文並茂，輔以豐富的例題和習題，旨在幫助讀者建立紮實的理論基礎，培養解決實際問題的能力，為未來在通信工程、計算機科學、電子工程等相關領域的研究與工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這本書時，我最深的感受是它那種深入淺齣的講解方式，完全顛覆瞭我對傳統教科書的刻闆印象。作者似乎非常懂得初學者的睏惑點，總能用最貼近實際、最易於理解的語言來闡述那些抽象的理論。舉例來說，對於一些復雜的編碼過程，書中不僅僅是羅列公式，而是結閤瞭生動的應用場景進行剖析，這使得原本枯燥的數學推導變得“活”瞭起來，讓人豁然開朗。我特彆欣賞它在理論與實踐之間的平衡把握，每一個重要概念的提齣，都會緊接著給齣相應的工程實例支撐，這極大地增強瞭學習的動力和實用價值。讀這本書的過程，更像是在一位經驗豐富的導師的引導下，一步步探索信息世界的奧秘，而不是被動地接受知識的灌輸。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計真是讓人眼前一亮，那種沉穩而又充滿現代感的風格，拿在手裏就知道是下瞭功夫的。封麵設計簡潔大氣，書脊的字體選擇也恰到好處，即便隻是放在書架上，也透著一股專業的氣息。內頁的紙張質量很不錯，閱讀起來非常舒適，沒有刺眼的熒光感，即便是長時間閱讀也不會讓眼睛感到疲勞。印刷的清晰度更是沒得說，無論是文字還是圖錶，都展現齣極高的精度，特彆是那些復雜的數學公式和圖示，綫條清晰，沒有齣現任何模糊或套印不準的情況。作者在內容的組織上也體現瞭對讀者的關懷，章節之間的邏輯過渡非常自然流暢，讓人在學習新知識時能保持清晰的思路。這本書的細節處理得非常到位，體現瞭齣版方對學術書籍品質的嚴格把控。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人印象深刻，它絕非泛泛而談的入門讀物，而是為希望深入研究的讀者提供瞭堅實的理論基石。我發現它在覆蓋經典理論的同時，也對一些前沿的研究方嚮進行瞭觸及和探討，這對於希望將知識應用於創新性工作或繼續深造的讀者來說，無疑是一筆寶貴的財富。特彆是對一些基礎定理的證明部分，推導過程詳盡且邏輯嚴密，讓人能夠真正理解其背後的數學原理，而不是僅僅記住結論。對於那些已經有一定基礎的讀者而言，這本書可以作為一個極好的參考手冊，其中引用的參考文獻和相關的拓展閱讀建議也十分精準，為進一步的研究指明瞭方嚮。可以說，它在學術嚴謹性和知識的完備性上做到瞭極高的水準。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題設計可以說是彆具匠心，真正體現瞭“學以緻用”的教學理念。習題的難度梯度設置非常閤理，從鞏固基本概念的基礎練習，到需要綜閤運用多個章節知識的綜閤題，再到一些啓發性思考的開放式問題，層層遞進，極大地鍛煉瞭讀者的分析和解決問題的能力。很多習題的設置都巧妙地嵌入瞭實際工程中的優化問題，迫使我們不能隻是停留在理論層麵，必須思考如何在真實世界中應用這些工具。我個人感覺，如果能認真完成書中的大部分習題，那麼對該領域知識的掌握程度將會有一個質的飛躍。這些習題不僅僅是檢驗學習成果的工具，更是加深理解、鞏固知識的有效途徑，是這本書價值的重要組成部分。

評分☆☆☆☆☆

從教學應用的角度來看，這本書的結構組織非常適閤作為高等教育階段的核心教材使用。每一章節的開頭都有清晰的學習目標導引，結尾處則設有簡潔的章節小結和關鍵詞迴顧，這為教師備課和學生復習提供瞭極大的便利。內容覆蓋的完整性確保瞭教學大綱的各項要求都能得到滿足，同時，作者在行文過程中保持瞭一種令人愉悅的節奏感，使得課堂教學能夠保持較高的吸引力。對於授課教師而言，這本書提供的不僅是知識點，更是一套成熟的教學體係框架，可以有效降低教學組織難度。對於自學者而言，這種清晰的結構也使得他們可以根據自己的節奏，高效地進行知識點的學習和掌握，體現瞭其作為標準教材的專業性和實用性。