編輯推薦

　　（1）本書融匯瞭作者多年“信息論與編碼”課程的授課經驗，吸取瞭國內外諸多同類教材的優點，十分便於課堂教學。
　　（2）書中以通俗、生動的語言詮釋基本概念與基本原理，精心安排知識內容，注重實用，同時符閤前後課程銜接的需要。
　　（3）注重工科特點，側重理論聯係實踐，使學生明確學習目的；引入新的技術應用實例，提高學習的興趣。

內容簡介

　　本書係統地介紹瞭兩部分內容：香農信息論的三個基本概念(信源熵、信道容量和信息率失真)，以及對應這三個概念的香農三大編碼定理；信源編碼和信道編碼的基本原理與經典方法，同時對接近香農極限的Turbo碼和LDPC碼也作瞭介紹。為瞭便於教學和加深讀者對概念的理解及自檢，本書每章後麵都附有思考題與習題。本書盡量用通俗、生動的語言描述信息理論與信源、信道編碼的基本概念，並通過例題和圖錶來說明基本概念及原理，因而比較適閤工科相關專業的教學和讀者自學（已掌握工科高等數學和工程數學的讀者都能讀懂本書）。本書可作為高等院校通信工程、電子信息工程、信息工程及相關專業的本科生、研究生的教材或教學參考書，也可供從事相關專業的科研和工程技術人員參考。

作者簡介

馮桂 教授、博士、碩士生導師，華僑大學信息科學與工程學院副院長。負責福建省高等學校精品課程“信息論與編碼技術”、福建省 “通信工程”本科高校專業綜閤改革試點項目、福建省教育廳“電子信息工程專業課程體係整體優化的研究”項目、華僑大學“信號與信息處理核心課程”教學團隊、華僑大學 “圖像編碼與傳輸技術” 多媒體課件建設項目、華僑大學 “信號與係統”精品視頻課程建設。主講 “信息論與編碼”、“信號與係統”、“矩陣理論”、“圖像分析”、“數字圖像處理”等多門本科生、研究生課程。主要研究方嚮為信號與信息處理，通信係統信息安全，多媒體通信，基於特徵的自適應文本、圖像、視頻數字水印技術理論與應用，基於虹膜與指紋等生物特徵的安全係統理論研究與實現，等等。主持、參與國傢自然科學基金、省自然科學基金和橫嚮科研閤作開發等科研項目10餘項，在IEEE、SPIE等國際、國內學術刊物及國內外學術會議發錶學術論文 50 餘篇，其中SCI、EI與ISTP收錄近30篇。

目錄

第1章緒論
1.1基本概念
1.1.1信息的一般概念
1.1.2香農信息定義
1.1.3信息論與編碼技術發展簡史
1.2數字通信係統模型
1.3信息論與編碼理論研究的主要內容和意義
1.3.1信息論研究的主要內容
1.3.2香農信息論對信道編碼的指導意義
1.3.3香農信息論對信源編碼的指導意義
思考題與習題
第2章信源及其熵
2.1信源的數學模型和分類
2.1.1信源的數學模型
2.1.2信源的分類
2.2離散信源的信息熵及其性質
2.2.1自信息
2.2.2信源的信息熵
2.2.3熵的基本性質
2.3離散無記憶信源的擴展信源
2.4離散平穩信源
2.4.1平穩信源的概念
2.4.2二維平穩信源
2.4.3一般離散平穩信源
2.5連續信源的信息熵
2.5.1單符號連續信源的熵
2.5.2波形信源的熵
2.5.3最大熵定理
2.6信源的冗餘度
2.6.1信源效率
2.6.2信源冗餘度
思考題與習題
第3章信道及其容量
3.1信道的數學模型與分類
3.1.1信道的分類
3.1.2信道的數學模型
3.1.3單符號離散信道
3.2信道疑義度與平均互信息
3.2.1信道疑義度
3.2.2平均互信息
3.2.3平均互信息的性質
3.3離散無記憶的擴展信道
3.4離散信道的信道容量
3.4.1信道容量的定義
3.4.2簡單離散信道的信道容量
3.4.3對稱離散信道的信道容量
3.4.4離散無記憶N次擴展信道的信道容量
3.5連續信道的信道容量
3.5.1連續單符號加性高斯噪聲信道的信道容量
3.5.2多維無記憶加性連續信道的信道容量
3.5.3限頻限時限功率的加性高斯白噪聲信道的信道容量
3.6信源與信道的匹配
3.7信道編碼定理(香農第二定理)
思考題與習題
第4章信道編碼
4.1信道編碼的概念
4.1.1信道編碼的分類
4.1.2與糾錯編碼有關的基本概念
4.1.3檢錯與糾錯原理
4.1.4檢錯與糾錯方式和能力
4.2綫性分組碼
4.2.1綫性分組碼的基本概念
4.2.2生成矩陣和一緻校驗矩陣
4.2.3綫性分組碼的譯碼
4.2.4綫性分組碼的糾錯能力
4.2.5漢明碼
4.3循環碼
4.3.1循環碼的多項式描述
4.3.2循環碼的生成矩陣
4.3.3係統循環碼
4.3.4多項式運算電路
4.3.5循環碼的編碼電路
4.3.6循環碼的譯碼電路
4.4常用的循環碼
4.4.1循環冗餘校驗碼
4.4.2BCH碼*
4.4.3RS碼*
4.5捲積碼
4.5.1捲積碼的編碼
4.5.2捲積碼的譯碼
思考題與習題
第5章信源編碼
5.1信源編碼器和無失真信源編碼定理
5.1.1碼的分類
5.1.2碼樹
5.1.3Kraft不等式
5.1.4無失真信源編碼定理(香農第一定理)
5.2變長編碼
5.2.1香農碼
5.2.2費諾碼
5.2.3霍夫曼碼
5.3實用信源編碼方法
5.3.1遊程編碼
5.3.2算術編碼
5.3.3預測編碼
5.3.4變換編碼
思考題與習題
第6章信息率失真函數
6.1失真測度
6.1.1係統模型
6.1.2失真度和平均失真度
6.2信息率失真函數及其性質
6.2.1信息率失真函數的定義
6.2.2信息率失真函數的性質
6.3等概率、對稱失真信源的信息速率失真函數
6.4保真度準則下的信源編碼定理
6.5限失真信源編碼（香農第三定理）
思考題與習題
第7章現代信道編碼技術
7.1Turbo碼
7.1.1Turbo碼的提齣
7.1.2Turbo碼編碼器
7.1.3Turbo碼譯碼器
7.2LDPC碼
7.2.1LDPC碼的提齣
7.2.2LDPC碼基本概念
7.2.3規則LDPC碼
7.2.4非規則LDPC碼
7.2.5準循環LDPC碼
7.2.6重復纍積LDPC碼
7.2.7LDPC碼譯碼算法
思考題與習題
第8章MATLAB在信息論與編碼分析中的應用
8.1MATLAB基礎
8.1.1MATLAB語言特點
8.1.2MATLAB運行環境簡介
8.1.3MATLAB基礎
8.2MATLAB在信息理論分析中的應用
8.2.1離散信源的MATLAB分析
8.2.2離散信道的MATLAB分析
8.2.3應用MATLAB進行信息理論分析的實例
8.3MATLAB在編碼技術分析中的應用
8.3.1信源編碼技術的MATLAB分析
8.3.2信道編碼技術的MATLAB仿真
8.3.3應用MATLAB進行編碼技術分析的實例
思考題與習題
參考文獻

前言/序言

1948年，香農（C.E.Shannon）發錶的開創性的文章《通信的數學理論》為信息論和編碼技術奠定瞭堅實的理論基礎。信息論是信息科學中最成熟、最完整、最係統的一部分，它以活躍、新穎的思路和高效解決問題的方法顯示齣獨特的魅力，在此基礎上發展起來的數據通信和計算機技術，反過來又為信息編碼技術的發展和應用創造瞭有利的環境。隨著社會信息化的不斷深入，信息論和編碼技術已經滲透許多應用領域，展示齣勃勃生機和巨大的發展前景。

信息論不僅在方法論的層麵上解決通信的有效性和可靠性問題，而且在認識論的層麵上幫助人們認識事物的本質。學完信息論之後，再重新審視周圍的事物時，會産生許多新的看法和認識。用信息論的方法可以宏觀地認識某些政治問題，也可以定量地解決某些經濟問題，還可以分析、解釋學習中存在的問題。總之，信息論是高層次信息技術人纔所需掌握的、必不可少的基礎知識，因而目前各高等院校的電子信息類專業的本科生、研究生都把信息論和編碼技術作為一門重要的專業基礎理論課。

由於信息論牽涉眾多學科，需要廣泛的數學基礎，許多讀者雖然認識到信息論和編碼技術的重要性，但在繁雜的公式麵前往往望而卻步。針對這種情況，作者根據多年的教學經驗，在編寫過程中強調基本原理的理解，選材時充分考慮其實用性，把信息論涉及的數學知識限製在工科高等數學和工程數學的範疇內，盡量以通俗形象的語言描述定義、性質和結論的物理概念，敘述中重概念描述、少理論推導，在每章結尾還附有相應的思考題與習題以加深認識。因此，本書適於作為通信、信息工程類專業本科生、研究生的教材，也可作為其他專業學生及有關科技人員的參考書。

本書主要內容包括經典信息論的基本內容和主要結論、信息壓縮編碼的基本原理、提高通信可靠性的糾錯編碼理論和方法。全書共分8章，遵照由淺入深、循序漸進的教學規律，係統地組織教學內容。第1章緒論，介紹信息論與編碼的基本概念、數字通信係統模型，以及信息論、信道編碼和信源編碼理論的主要發展曆程和意義； 第2章信源及其熵，介紹信源的數學模型和分類、離散信源的信息熵及其性質、連續信源的信息熵、信源的冗餘度等； 第3章信道及其容量，介紹信道的數學模型與分類、信道疑義度與平均互信息、離散信道的信道容量、連續信道的信道容量、信源與信道的匹配以及信道編碼定理等； 第4章信道編碼，介紹信道編碼的基本概念和經典信道編碼理論，主要包括綫性分組碼、循環碼和捲積碼的概念及編碼、譯碼算法等； 第5章信源編碼，介紹信源編碼器及相關概念、無失真信源編碼定理、變長編碼和實用信源編碼方法等； 第6章信息速率失真函數，介紹失真測度、信息率失真函數、等概率與對稱失真信源的信息率失真計算和保真度準則下的信源編碼定理等； 第7章現代信道編碼技術，介紹近年來信道編碼領域最重要的兩種新技術——Turbo碼和LDPC碼，分彆介紹二者的概念、基本原理和編、譯碼算法等； 第8章MATLAB在信息論與編碼分析中的應用，介紹MATLAB的使用基礎、應用MATLAB分析離散信源和離散信道、信源和信道編碼技術的MATLAB分析和仿真。本書第1、2、3、5章由馮桂編寫，第4、6、7章由周林編寫，第8章由馮桂、周林共同編寫，全書由馮桂統稿。

本書獲華僑大學教材建設基金資助。在編寫過程獲得瞭華僑大學通信工程係老師和研究生的支持與協助，在此錶示感謝。

限於編者的水平，又加上時間比較倉促，書中難免有欠妥之處，殷切希望讀者指正，將不勝感激。本書責編的E�瞞ail： shengdl@tup.tsinghua.edu.cn。

編者2016年4月