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徐家品著 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040316001

商品编码：29692064970

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名:信息论与编码(高等学校教材)

定价：29.50元

售价：20.1元,便宜9.4元,折扣68

作者:徐家品著

出版社：高等教育出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787040316001

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

为适应信息技术发展的新形势，应广大师生的要求，编者结合这些年在教学中的使用情况和科研体会，在已使用6年的《信息论与编码》讲义的基础上编写了本书。徐家品编著的《信息论与编码》共8章，包括香农信息论的基本内容及主要结论；压缩编码的基本原理；纠错原理、方法及其在现代通信系统中的应用等内容。在传统内容的基础上充实了信息理论特别是编码技术发展的新成果和应用。内容涵盖了通信中有关信息处理的基本原理和方法。

内容提要

徐家品编著的《信息论与编码》着重讲授以经典信息论内容为主的信息论基础；信息论的起源、发展及研究的内容；香农信息论的三大基本概念：信息熵、信道容量和信息率失真函数以及与之对应的三大定理；解决信息传输系统有效性、可靠性和安全性的三类编码；网络信息论与网络编码。本书围绕信息传输系统这一工程应用背景，特别强调概念阐述清楚、突出重点、深入浅出。逻辑关系上，力求通过建立信息与编码理论的分析方法，在写法上条理清楚，实例丰富翔实，注意循序渐进、难度适中，并注重理论对实际应用的指导作用，引导读者理解信息论与编码的基本方法，培养抽象分析能力和系统工程概念。本书在体系结构上力求科学性、先进性与实用性相统一，内容安排注重体现系统性和相对的完整性。每章后配有习题。《信息论与编码》可作为高等学校通信工程、电子信息工程、信息工程、电子信息科学与技术和信息安全等专业高年级本科生和研究生教材及教学参考书，不同专业可根据不同的学时数在内容上有所取舍。本书也可以作为信息、通信、电子工程相关专业技术人员的参考书。

目录

章 绪论 1.1 信息的基本概念 1.1.1 信息的一般概念 1.1.2 信息的特点和性质 1.1.3 香农信息的定义 1.2 信息论与编码理论的形成与发展 1.3 信息论与编码理论研究的内容 1.3.1 信息论与编码理论的研究对象 1.3.2 信息论与编码理论的研究范畴第2章 信源及信息测度 2.1 信源的分类及数学模型 2.1.1 信源的分类 2.1.2 单符号离散信源的数学模型 2.1.3 多符号离散信源 2.1.4 连续信源及波形信源 2.2 信息的度量——信息熵 2.2.1 无条件概率、联合概率与条件概率 2.2.2 自信息 2.2.3 互信息 2.2.4 信息熵 2.2.5 各熵之间的关系 2.2.6 信息熵的基本性质及定理 2.2.7 平均互信息及其特性 2.3 多符号离散平稳信源 2.3.1 消息序列的熵 2.3.2 离散平稳信源的数学模型 2.3.3 离散平稳信源的信息熵和极限熵 2.3.4 马尔可夫信源的信息熵 2.4 信源的相关性与冗余度 2.4.1 信源的相关性 2.4.2 冗余度 2.5 连续信源的熵和互信息 习题第3章 离散信道及其信道容量 3.1 信道的分类及其描述 3.2 单符号离散信道的数学模型 3.2.1 单符号离散信道的概念 3.2.2 一般单符号离散信道的一些概率关系 3.3 信道容量及其计算方法 3.3.1 信道容量的定义 3.3.2 无噪离散信道的信道容量 3.3.3 对称离散信道的信道容量 3.3.4 准对称离散信道的信道容量 3.3.5 一般离散信道的信道容量 3.4 多符号离散信道的数学模型 3.5 离散无记忆扩展信道的信道容量 3.6 组合信道及其信道容量 3.6.1 独立并联信道及其信道容量 3.6.2 串联信道及其信道容量 3.7 信源与信道的匹配 习题第4章 无失真信源编码 4.1 信源编码的基本概念 4.1.1 信源编码 4.1.2 信源编码的码字类型及码树 4.2 无失真变长信源编码的特点 4.2.1 定长信源编码定理 4.2.2 变长编码的特点 4.2.3 变长编码存在的问题及应对措施 4.3 信源编码定理 4.3.1 无失真变长信源编码定理 4.3.2 统计匹配码 4.3.3 克拉夫特不等式 4.4 变长编码方法 4.4.1 香农—费诺—埃利斯码 4.4.2 费诺编码 4.4.3 霍夫曼码 4.4.4 游程编码 4.4.5 算术编码 4.4.6 通用编码 习题第5章 信道编码 5.1 信道编码定理 5.1.1 信道与差错 5.1.2 差错概率与译码规则 5.1.3 有噪信道编码定理 5.2 信道编码及其基本原理 5.2.1 信道编码的基本概念 5.2.2 信道编码的基本原理 5.3 线性分组码 5.3.1 线性分组码的基本概念 5.3.2 线性分组码生成矩阵和一致监督矩阵 5.3.3 线性码的检错、纠错能力 5.3.4 汉明码 5.3.5 线性分组码的编码 5.3.6 线性分组码的译码 5.4 循环码 5.4.1 循环码的基本概念 5.4.2 循环码的生成矩阵和监督矩阵 5.4.3 循环码的编码 5.4.4 循环码的译码 5.4.5 自动请求重传方式(ARQ) 5.4.6 循环码的捕错译码和大数逻辑译码 5.4.7 BCH码和RS码 5.5 卷积码 5.5.1 卷积码的编码原理 5.5.2 卷积码的描述 5.5.3 卷积码的编码 5.5.4 维特比译码 5.6 级联码、交织码及TCM码 5.6.1 级联码 5.6.2 交织码 5.6.3 TCM码 5.6.4 前向纠错方式 5.7 Turbo码 5.7.1 Turbo码编码器 5.7.2 Turbo码译码器 5.8 LDPC码 5.8.1 LDPC码的定义及其描述 5.8.2 LDPC码的Tanner图表示 5.8.3 LDPC码的构造 习题第6章 保真度准则下的信源编码 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 信息率失真函数及其性质 6.2.1 信息率失真函数 6.2.2 信息率失真函数的性质 6.3 信息率失真函数的参量表述及其计算 6.4 二元信源和离散对称信源的只(d)函数 6.4.1 二元对称信源的R(D)函数 6.4.2 离散对称信源的R(D)函数 6.5 连续信源的信息率失真函数 6.5.1 连续信源的信息率失真函数 6.5.2 高斯信源的信息率失真函数 6.5.3 连续信源R(D)函数的参量表述及其计算 6.6 保真度准则下的信源编码定理 6.6.1 保真度准则下的信源编码定理 6.6.2 限失真信源编码定理的应用 6.7 标量量化编码与矢量量化编码 6.7.1 均匀量化 6.7.2 优量化 6.7.3 矢量量化编码 6.8 语音压缩编码 6.8.1 波形编码基本原理 6.8.2 参量编码 6.8.3 混合编码 6.9 图像压缩编码 6.9.1 静止图像压缩编码及JPEG标准 6.9.2 活动图像压缩编码 6.9.3 H.26x建议 6.9.4 MPEG标准 习题第7章 网络信息论与网络编码初步 7.1 网络信息论概述 7.1.1 网络信息论研究的基本问题及内容 7.1.2 网络信息论的应用 7.2 网络的信道容量 7.2.1 多址系统 7.2.2 广播信道 7.2.3 相关信源的多用户信道问题 7.3 无线信道 7.3.1 信道模型 7.3.2 圆对称复数高斯随机矢量 7.3.3 MIMO高斯信道容量 7.4 网络编码技术 7.4.1 网络编码的基本原理 7.4.2 线络编码 习题第8章 通信系统的保密与安全 8.1 密码系统和密码体制 8.1.1 密码体制的基本组成 8.1.2 密码编码和密码分析 8.1.3 经典密码体制 8.1.4 安全保密性与随机性 8.2 对称加密体制 8.2.1 数据加密标准DES 8.2.2 DES密码的演化设计 8.3 公开密钥密码 8.3.1 单钥密码体制存在的问题 8.3.2 公开密钥的一般原理 8.3.3 RSA体制 8.4 认证技术 8.4.1 消息认证系统 8.4.2 消息认证码和消息认证 8.4.3 身份认证 8.4.4 数字 8.5 认证鉴权与加密在通信系统中的应用 8.5.1 GSM系统的认证鉴权与加密 8.5.2 WCDMA系统的认证鉴权与加密 8.5.3 CDMA2000系统的认证鉴权与加密 习题参考文献

作者介绍

文摘

序言

《现代通信原理与技术》 内容简介： 本书旨在深入探讨现代通信系统中的核心原理与前沿技术。作为一本面向高等院校的教材，它力求在理论深度和工程实践之间取得平衡，为读者构建一个扎实的通信知识体系，并引导其理解当前通信领域的发展趋势与挑战。本书的内容覆盖了通信系统的基础建模、信号处理、调制解调、信道编码、多址技术以及信息安全等关键环节，同时融入了现代通信系统的重要组成部分，如无线通信、光通信和网络通信等。 第一部分：通信系统基础建模与信号处理 本部分首先建立了通信系统的通用数学模型，介绍了信号的各种表示方法，包括时域、频域和复数域的表示。读者将学习到傅里叶分析、拉普拉斯变换和Z变换等核心数学工具，理解它们在分析和设计通信系统中的作用。重点在于对信号的分类（如确定性信号、随机信号、基带信号、带通信号等）及其统计特性的阐述，以及噪声的建模与分析，理解噪声对通信系统性能的影响，并初步介绍抑制噪声的常用方法。 第二部分：模拟与数字调制解调技术 本部分系统介绍了各种模拟调制和解调技术，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。我们将详细分析它们的原理、频谱特性、功率效率以及在不同应用场景下的优劣。在此基础上，本书转向数字调制解调技术，这是现代通信系统的基石。从基本的键控（ASK, FSK, PSK）到更高级的QAM（正交幅度调制），我们将深入剖析它们的编码方式、星座图、误码率性能以及实现复杂度。同时，对相干解调和非相干解调的原理、要求与性能差异进行详细阐述。 第三部分：信道编码与纠错码 信息传输过程中，信道会引入噪声和失真，导致信息错误。本部分将聚焦于信道编码技术，其核心目标是增加信息传输的冗余度，以便在接收端检测并纠正错误。我们将从基础的线性分组码（如汉明码）入手，深入理解其编码矩阵、生成多项式和校验矩阵的构建，以及伴随式译码等算法。接着，将重点介绍卷积码，包括其卷积编码器结构、约束长度、生成多项式以及Viterbi译码算法，这是现代通信系统中应用最广泛的纠错码之一。此外，本书还将探讨更先进的编码技术，如Turbo码和LDPC码（低密度奇偶校验码），分析它们的编码结构、译码迭代过程以及在现代高速通信系统中的卓越性能。 第四部分：多址接入技术 为了在有限的频谱资源下同时支持多个用户进行通信，多址接入技术至关重要。本部分将详细介绍几种主要的共享信道技术：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）。我们将深入分析每种技术的原理、优缺点、在不同通信系统（如蜂窝通信、卫星通信）中的应用，以及它们所面临的挑战和解决方案。特别是对CDMA的扩频序列、伪随机序列的特性以及对干扰的抑制能力，以及OFDMA在提高频谱利用率和对抗频率选择性衰落方面的优势进行重点讲解。 第五部分：信息论基础与信息源编码 本部分将引入信息论的基本概念，包括信息量、熵、互信息等。读者将学习到如何量化信息的不确定性，以及信道容量的概念，理解其作为通信系统性能上限的重要性。在此基础上，我们将探讨信息源编码（又称数据压缩）技术，其目标是在不丢失有用信息的前提下，减少信息的冗余度，从而降低传输带宽或存储空间。内容将涵盖无损编码（如Huffman编码、算术编码）和有损编码（如DCT变换在JPEG图像压缩中的应用），分析它们的编码原理、压缩效率以及在多媒体通信中的重要作用。 第六部分：现代通信系统组成与关键技术 本部分将目光投向现代通信系统的实际构建与前沿发展。我们将探讨移动通信系统的演进，从2G的GSM到4G的LTE，再到5G的先进特性，如大规模MIMO（多输入多输出）、波束赋形、网络切片以及毫米波通信等，分析这些技术如何提升数据速率、降低时延和扩展网络容量。同时，还将涉及光通信领域，包括光纤传输原理、光器件（如激光器、光电探测器）以及光信号的调制与解调技术。此外，网络通信也是现代通信不可分割的一部分，本书将简要介绍TCP/IP协议栈，以及数据包交换、路由选择等基本概念。 第七部分：通信安全与未来展望 随着通信技术的飞速发展，信息安全问题日益突出。本部分将引入信息安全的基本概念，包括机密性、完整性、可用性和不可否认性。我们将探讨密码学的基本原理，如对称加密和非对称加密，以及数字签名和身份认证等技术在通信安全中的应用。最后，本书将对通信技术的未来发展趋势进行展望，例如人工智能在通信系统中的应用（如智能资源调度、信道预测）、物联网（IoT）通信的特点与挑战，以及下一代通信技术（如6G）可能带来的变革。 学习目标： 通过学习本书，读者应能够： 掌握通信系统的基本原理和数学模型。 理解各种模拟和数字调制解调技术的原理、性能和应用。 深刻理解信道编码的作用，并掌握常用纠错码的设计与译码算法。 熟悉并能够分析各种多址接入技术的优缺点。 理解信息论中的核心概念，并掌握数据压缩的基本方法。 了解现代通信系统的组成，特别是移动通信和光通信的关键技术。 认识到通信安全的重要性，并了解基本的安全技术。 对通信技术的未来发展趋势有初步的认识。 本书结构清晰，内容严谨，图文并茂，辅以丰富的例题和习题，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，培养解决实际问题的能力，为未来在通信工程、计算机科学、电子工程等相关领域的研究与工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的习题设计可以说是别具匠心，真正体现了“学以致用”的教学理念。习题的难度梯度设置非常合理，从巩固基本概念的基础练习，到需要综合运用多个章节知识的综合题，再到一些启发性思考的开放式问题，层层递进，极大地锻炼了读者的分析和解决问题的能力。很多习题的设置都巧妙地嵌入了实际工程中的优化问题，迫使我们不能只是停留在理论层面，必须思考如何在真实世界中应用这些工具。我个人感觉，如果能认真完成书中的大部分习题，那么对该领域知识的掌握程度将会有一个质的飞跃。这些习题不仅仅是检验学习成果的工具，更是加深理解、巩固知识的有效途径，是这本书价值的重要组成部分。

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初次翻阅这本书时，我最深的感受是它那种深入浅出的讲解方式，完全颠覆了我对传统教科书的刻板印象。作者似乎非常懂得初学者的困惑点，总能用最贴近实际、最易于理解的语言来阐述那些抽象的理论。举例来说，对于一些复杂的编码过程，书中不仅仅是罗列公式，而是结合了生动的应用场景进行剖析，这使得原本枯燥的数学推导变得“活”了起来，让人豁然开朗。我特别欣赏它在理论与实践之间的平衡把握，每一个重要概念的提出，都会紧接着给出相应的工程实例支撑，这极大地增强了学习的动力和实用价值。读这本书的过程，更像是在一位经验丰富的导师的引导下，一步步探索信息世界的奥秘，而不是被动地接受知识的灌输。

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