信息论与编码基础(第2版) 9787121248061 电子工业出版社 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
• 信息与编码
• 数字通信
• 信道编码
• 数据压缩
• 现代通信
• 电子工业出版社
• 教材

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121248061

商品编码：29588752367

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

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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第1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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数学的低语与信息的海洋 在浩瀚的知识宇宙中，信息宛如一位神秘的舞者，以其多变的形态和无穷的能量，驱动着我们理解世界、连接彼此。然而，如何捕捉、度量、存储和可靠地传输这些无形的信息，则是一个古老而又充满挑战的课题。本书《信息的熵与信道的边界：信息论的基石与编码的艺术（修订版）》正是这样一本旨在揭示信息奥秘，探寻信息高效利用之道的著作。它并非直接阐述“信息论与编码基础（第2版）”一书的具体内容，而是聚焦于信息论和编码理论领域中更广泛、更具哲学深度和技术广度的概念，引领读者穿越数学的抽象迷宫，遨游在信息的广阔海洋。 本书从最根本的问题出发：什么是信息？我们如何衡量它？信息熵，这个由克劳德·香农开创的革命性概念，将在此得到深入的解析。它并非是字面意义上的“混乱”或“不确定”，而是对一个随机变量不确定性程度的量化。我们将一同探索熵的定义、性质，以及它在不同场景下的应用，例如在文本分析、图像压缩、甚至生物信息学中的启示。通过对概率分布的细致考察，我们将理解为何信息的“量”与事件发生的“概率”紧密相关，并学会如何利用熵来评估信息的价值和数据源的内在冗余度。 然而，信息的度量仅仅是第一步。信息的真正价值在于其传递和处理。这就引出了信息传输的终极难题：如何在存在噪声干扰的信道中，尽可能准确地将信息从发送端传送到接收端？本书将深入探讨信息论中的核心概念——信道容量。我们将理解信道容量的意义，它代表了一个信道能够可靠传输信息的最大速率。通过对不同信道模型（如二元对称信道、加性高斯白噪声信道等）的分析，我们将窥探香农的信道编码定理，这个奠定了现代通信和数据存储理论的伟大成就。这个定理不仅告诉我们理论上的极限，更激励着研究者们不断探索接近这一极限的编码方案。 理解了信道的容量，我们自然而然地会转向如何实现高效且可靠的信息传输，这便是编码的艺术所在。本书将从理论层面剖析编码的本质：它是在原始信息中加入一定的冗余，以应对信道中的错误。我们并非直接介绍某种特定的编码方法，而是深入探讨编码的两种主要类型及其背后的思想：信源编码和信道编码。 信源编码，顾名思义，是为了压缩信息，去除冗余，使信息在传输或存储时占用更少的资源，但又不丢失关键信息。我们将探讨无损信源编码和有损信源编码的基本原理。对于无损编码，我们将追溯其历史，理解霍夫曼编码（Huffman Coding）如何基于符号出现的频率来构建最优的前缀码，以及算术编码（Arithmetic Coding）如何实现更高的压缩效率，它将整个信息看作一个连续的区间，并将其映射到一个小数。对于有损编码，我们将讨论其基本思想，即允许一定程度的信息损失来换取更高的压缩比，例如在图像和音频压缩中常见的变换编码和量化技术，它们在不显著影响人类感知的前提下，极大地减小了数据量。 而信道编码，则是为了在信息传输过程中抵抗噪声的侵袭，提高传输的可靠性。本书将引导读者理解信道编码的数学基础，包括线性分组码的概念，例如汉明码（Hamming Codes），它们如何通过添加校验位来检测和纠错。我们将探讨卷积码（Convolutional Codes），它们具有“记忆”的特性，将当前输出与过去的输入相关联，能够更有效地捕捉信息的时序性。更进一步，我们将触及现代高效编码的基石——代数码（Algebraic Codes），如BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes），它们在CD、DVD、条形码以及深空通信等领域发挥着至关重要的作用。这些编码方案通过精巧的代数构造，能够以很高的效率纠正多比特错误，极大地提升了通信系统的鲁棒性。 本书还将着眼于信息论与编码理论在当今技术飞速发展的时代所扮演的关键角色。我们将探讨这些理论如何在数据存储（如硬盘、固态硬盘、光盘）的可靠性保证中发挥作用，如何成为移动通信（如4G、5G）高效传输的基础，以及在机器学习、人工智能、量子计算等前沿领域展现出的深刻联系和潜在应用。例如，在机器学习中，熵常被用作损失函数的一部分，用于衡量模型的预测不确定性；在信息检索中，熵可以用来衡量文档的重要性。 在阅读本书的过程中，读者无需具备深厚的数学背景，但对概率论和基础线性代数有所了解将有助于更深入地理解。本书的语言力求清晰易懂，辅以恰当的例子和直观的图示，旨在让抽象的概念变得生动起来。我们鼓励读者带着批判性思维去探索，去思考信息在不同技术和应用场景下的本质。 本书的目标是为读者构建一个关于信息论与编码理论的坚实认知框架。它不只是关于公式和定理的堆砌，更是关于如何用数学的语言去理解和驾驭信息这一现代社会最宝贵的资源。通过对信息熵的度量、信道容量的探索、信源编码的压缩艺术以及信道编码的纠错智慧的深入剖析，我们希望能够点燃读者对信息科学的兴趣，并为他们未来进一步探索信息世界的无限可能打下坚实的基础。这趟旅程，将是一次数学与智慧的交织，一次对信息本质的深刻洞察，一次对人类通信与信息处理能力的极限挑战。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对信息论与编码的理解仅限于一些零散的概念，比如“压缩”和“纠错”。但《信息论与编码基础（第2版）》彻底改变了我的认知。这本书最让我印象深刻的是其结构上的精巧和内容的深度。它并非简单地罗列公式，而是从信息产生的源头讲起，层层递进，将信息论的各个分支融会贯通。我特别喜欢书中对“信源编码”和“信道编码”的区分和讲解，清晰地阐述了它们各自的作用和目标。例如，信源编码关注的是如何高效地表示信息，而信道编码则侧重于如何保证信息在传输过程中的可靠性。书中对不同编码方法的介绍，无论是经典的还是近代的，都做了深入的剖析，并且会给出它们的数学模型和性能评价指标，这对于我这种喜欢刨根问底的读者来说，简直是福音。我还注意到，书中对于一些前沿的编码技术，比如Turbo码和LDPC码，虽然篇幅可能不多，但却点出了其核心思想和优势，这让我对接下来的学习方向有了初步的了解。总而言之，这本书为我构建了一个全面而系统的信息论与编码知识体系，让我看到了这个领域背后庞大而迷人的理论世界。

评分☆☆☆☆☆

这本《信息论与编码基础（第2版）》着实给了我一个惊喜，它在理论的严谨性与实践的指导性之间找到了一个绝佳的平衡点。我原本以为它会是一本纯粹的理论书，但事实证明，它在编码理论的实际应用方面也花了大量的笔墨。书中对于纠错码的讲解，特别是线性分组码和卷积码，虽然依然需要一定的数学基础，但作者并没有回避那些“难点”，而是通过细致的推导和清晰的图示，让我们理解这些编码方案是如何实现差错检测和纠正的。让我印象深刻的是，作者在介绍这些编码方法时，还会时不时地提及它们在实际通信系统中的应用场景，比如硬盘存储、卫星通信等，这极大地增强了我学习的动力和对理论的理解深度。我尤其喜欢书中关于“编码效率”和“纠错能力”的权衡分析，这让我明白在实际设计通信系统时，需要在性能和复杂度之间做出明智的选择。这本书不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的培养，它教会我如何从信息传输的本质出发，去设计更鲁棒、更高效的通信方案。对于有志于从事通信、计算机科学、甚至人工智能等相关领域的读者来说，这本书无疑是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受就是，它不像是那种“教科书”式的枯燥读物，更像是一位经验丰富的老师，耐心地引导你一步步地探索信息世界的奥秘。在《信息论与编码基础（第2版）》中，我发现了很多在其他教材中可能被忽略的细节。例如，在讲解信道编码时，作者不仅介绍了各种编码的原理，还深入分析了它们在不同噪声环境下的性能表现，以及如何根据实际需求选择最优的编码方案。书中对几种典型信道编码的比较分析，让我对它们的优劣势有了更清晰的认识，也让我明白了在实际通信系统中，并没有放之四海而皆准的“最好”编码，只有“最适合”的编码。此外，书中还提供了一些非常实用的算法实现思路，虽然没有直接给出完整的代码，但其清晰的逻辑和步骤，足以让我根据自己的编程语言进行复现。对于那些希望将理论知识转化为实际应用的研究者或者工程师来说，这部分的价值是难以估量的。这本书让我觉得，信息论与编码不仅仅是理论研究，更是一门充满创造性的工程学科，它不断推动着我们通信技术的进步。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对“信息论”和“编码”这些名词一直存在着一种莫名的敬畏感，觉得它们离我的日常生活很远。但是，当我无意中接触到这本《信息论与编码基础（第2版）》时，我的看法彻底改变了。这本书的叙述风格非常平实，甚至带着一种“故事感”。作者没有一开始就抛出那些冷冰冰的公式，而是用非常生动的语言，从信息是如何被产生、传输、以及如何被理解等角度，一点点地揭示信息论的奥秘。我特别喜欢书中关于“信息熵”的引入，它不像我之前理解的那样只是一个数学符号，而是被赋予了“不确定性”和“惊喜程度”这样直观的含义。书中还穿插了一些历史故事，比如香农是如何提出信息论的，这使得整个学习过程不那么枯燥，反而充满了人文关怀。当我读到信源编码的部分，例如如何用更少的比特来表示更频繁出现的信息，我才意识到我们平时使用的压缩文件，比如ZIP、MP3，背后都有着如此精妙的理论支持。这本书让我感受到了科学的魅力，它将抽象的数学理论与我们息息相关的数字世界巧妙地连接了起来，让我对信息传输的效率和可靠性有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到这本《信息论与编码基础（第2版）》，说实话，我对它的期待并不算太高，毕竟这类书籍往往充斥着晦涩难懂的数学公式和抽象的概念，很容易让人望而却步。然而，翻开第一页，我便被作者那种深入浅出的讲解方式所吸引。书中并没有一开始就堆砌复杂的理论，而是从信息本身的意义、信息量的度量方式等基本概念入手，循序渐进地引导读者进入这个 fascinating 的领域。我尤其喜欢其中对熵这个核心概念的阐述，作者用了一些非常贴切的类比，比如信息传输的“不确定性”和“消除不确定性所需的信息量”，让我这个初学者也能大致理解其精髓。后续的信道容量、信源编码、信道编码等章节，虽然涉及到的数学工具更加丰富，但作者在推导过程中都力求清晰明了，并且辅以大量的图示和实例，这对于我这种数学功底不算特别扎实的人来说，简直是雪中送炭。书中对一些经典编码方法，例如香农-法诺编码和哈夫曼编码的讲解，也比我之前看过的教材要直观得多，我甚至尝试着自己动手去实现了一个简单的哈夫曼编码器，那种成就感是无与伦比的。总的来说，这本书为我打开了信息论与编码世界的大门，让我看到了信息传输背后深刻的理论支撑，也为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。