信息論基礎(chǔ)教程

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地講述了信息論的基本理論，共分8章，內(nèi)容包括：信息的基本概念及信息度量、信源和信息熵、信道與信道容量、信源編碼和信道編碼定理與常用編碼方法、網(wǎng)絡(luò)信息論以及保密通信的信息理論。對于前6章內(nèi)容在附錄中提供相應(yīng)內(nèi)容的MATLAB仿真源程序供教學使用。    本書力求內(nèi)容精煉、完備、準確，強調(diào)掌握信息論的基本理論以及在通信中的指導(dǎo)作用，在不影響內(nèi)容完整性的前提下省略了部分繁瑣的定理證明，可作為高等院校電氣信息類專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  信息的概念  1.2  信息論研究的內(nèi)容  1.3  通信系統(tǒng)模型  1.4  信息論發(fā)展簡史和現(xiàn)狀第2章  信源和熵  2.1  信源特性和分類  2.2  離散信源的熵    2.2.1  信息量的定義    2.2.2  熵    2.2.3  條件熵和聯(lián)合熵  2.3  熵函數(shù)的數(shù)學特性  2.4  離散隨機變量之間的互信息    2.4.1  互信息量    2.4.2  條件互信息量和聯(lián)合互信息量    2.4.3  平均互信息量  2.5  信息不增性原理  2.6  平穩(wěn)離散信源    2.6.1  平穩(wěn)信源的定義    2.6.2  平穩(wěn)信源的熵    2.6.3  信源的冗余度  2.7  馬爾可夫信源    2.7.1  馬爾可夫信源的定義    2.7.2  馬爾可夫信源的熵  2.8  連續(xù)隨機變量的熵和互信息    2.8.1  連續(xù)隨機變量的相對熵和絕對熵    2.8.2  最大相對熵    2.8.3  熵功率  習題第3章  信道與信道容量  3.1  信道的數(shù)學模型和分類  3.2  離散無記憶信道的信道容量    3.2.1  信道容量的定義    3.2.2  離散無噪聲信道    3.2.3  準對稱與對稱離散無記憶信道容量    3.2.4  可逆矩陣信道的信道容量  3.3  信源與信道的匹配  3.4  信道的組合    3.4.1  積信道（獨立并行信道）    3.4.2  和信道（并信道）    3.4.3  輸人并接信道    3.4.4  級聯(lián)信道  3.5  時間離散的無記憶連續(xù)信道    3.5.1  可加噪聲信道    3.5.2  平均功率受限可加噪聲信道    3.5.3  香農(nóng)公式    3.5.4  平行可加高斯信道的容量  習題第4章  離散信源的無失真編碼  4.1  編碼器  4.2  等長碼和等長信源編碼定理  4.3  變長碼  4.4  變長信源編碼定理  4.5  變長碼的編碼方法    4.5.1  費諾（Fano）碼    4.5.2  霍夫曼（Huffman）碼    4.5.3  r進制霍夫曼碼  習題第5章  信道編碼  5.1  錯誤概率和譯碼規(guī)則  5.2  錯誤概率與編碼方法  5.3  信道編碼定理與逆定理    5.3.1  信道編碼定理    5.3.2  信道編碼定理的逆定理  5.4  常用信道編碼方法    5.4.1  檢錯和糾錯的基本原理    5.4.2  奇偶校驗碼    5.4.3  線性分組碼    5.4.4  漢明碼    5.4.5  循環(huán)碼    5.4.6  卷積碼  習題第6章  限失真信源編碼  6.1  引言  6.2  率失真函數(shù)的定義    6.2.1  失真函數(shù)    6.2.2  率失真函數(shù)的定義  6.3  率失真函數(shù)的性質(zhì)  6.4  率失真函數(shù)的計算  6.5  連續(xù)信源的率失真函數(shù)    6.5.1  連續(xù)信源的率失真函數(shù)及其計算    6.5.2  高斯信源的率失真函數(shù)及其計算  6.6  限失真信源編碼定理    6.6.1  信源編碼定理及其逆定理    6.6.2  編碼定理的意義  習題第7章  網(wǎng)絡(luò)信息論  7.1  網(wǎng)絡(luò)信道分類    7.1.1  多源接入信道    7.1.2  廣播信道    7.1.3  中繼信道    7.1.4  串擾信道    7.1.5  雙向信道    7.1.6  反饋信道    7.1.7  多用戶通信網(wǎng)信道  7.2  相關(guān)信源編碼    7.2.1  基本概念    7.2.2  相關(guān)信源獨立編碼    7.2.3  相關(guān)信源協(xié)同編碼  7.3  典型網(wǎng)絡(luò)信道    7.3.1  多源接入信道    7.3.2  高斯多源接入信道    7.3.3  中繼信道    7.3.4  廣播信道    7.3.5  反饋信道  習題第8章  保密通信的信息理論  8.1  保密通信基礎(chǔ)知識    8.1.1  保密學的發(fā)展史    8.1.2  基本概念  8.2  保密系統(tǒng)的數(shù)學模型    8.2.1  保密通信系統(tǒng)    8.2.2  密碼學中熵的概念    8.2.3  理想保密性  8.3  數(shù)據(jù)加密標準（DES）      8.3.1  替代密碼與置換密碼    8.3.2  DES密碼算法    8.3.3  DES密碼的安全性  8.4  國際數(shù)據(jù)加密算法（IDEA）    8.4.1  算法原理    8.4.2  加密解密過程    8.4.3  算法的安全性  8.5  公鑰加密方法    8.5.1  公鑰密碼體制的基本原理    8.5.2  RSA密碼體制    8.5.3  報文摘要MD5  8.6  信息安全與數(shù)字簽名    8.6.1  信息安全的基本概念    8.6.2  數(shù)字簽名  習題附錄  附錄A  信道編碼定理的證明  附錄B  MATLAB源程序參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　信息論是長期的通信工程實踐與概率論、隨機過程和數(shù)理統(tǒng)計這些數(shù)學學科相結(jié)合而逐步發(fā)展起來的一門科學。隨著信息概念的不斷深化，它在科學技術(shù)上的重要性早已超越了狹義的通信工程的范疇，在許多領(lǐng)域中日益受到科學工作者們的重視?！　”菊率紫纫鲂畔⒌母拍睿M而討論信息論研究的內(nèi)容、歷史發(fā)展與現(xiàn)狀，最后介紹了本教材后文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)?！　?.1　信息的概念　　在信息論中，信息是最基本、最重要的概念。那什么是信息呢?　　信息概念的定義很多，但直到現(xiàn)在，還沒形成完整、明確、為世人所普遍公認的定義。信息是客觀事物狀態(tài)和特征的反映，具有形式和內(nèi)容之分。不同的定義從不同的側(cè)面、不同的層次上揭示了信息的特性。通常有三類定義：廣義信息、技術(shù)術(shù)語信息和統(tǒng)計信息。　　廣義信息是將信息的形式和內(nèi)容等全部包含在內(nèi)的最廣泛意義上的信息。信息是在人類社會互通情報的實踐過程中產(chǎn)生的，人們總能感受到信息的存在，常把“消息”、“情況”、“情報”等認為就是信息，是形式和內(nèi)容的統(tǒng)一。當人們接到一個電話，或從收音機里聽到氣象預(yù)報，或看了電視里的新聞之后，就從“消息”中獲得了信息。這種對信息的理解，我們可以把它稱為廣義信息?！　〖夹g(shù)術(shù)語信息是計算機所處理的海量對象，如音頻和視頻數(shù)據(jù)、文檔資料等，在技術(shù)層面上統(tǒng)稱為信息。信息作為技術(shù)術(shù)語被廣泛使用是在計算機，特別是微處理器得到廣泛應(yīng)用以后，其特點是把信息的形式或載體與具體包含的內(nèi)容分離開來。雖然信息形式和內(nèi)容之間存在著聯(lián)系，但計算機處理的技術(shù)角度只關(guān)心信息的形式或載體，不考慮信息的內(nèi)容?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《普通高等教育“十一五”電子信息類規(guī)劃教材：信息論基礎(chǔ)教程》共8章，系統(tǒng)地講述了信息論的基本內(nèi)容。第1章詳細地描述了信息的概念和通信系統(tǒng)模型，為信息的度量和后續(xù)的信息論基本問題的討論打下基礎(chǔ)。第2、3章分別討論信源的信息度量——熵和信道的信息傳輸特性——信道容量的特性與計算問題。第4、6章分別討論信源的無失真編碼和限失真編碼問題。第5章論述信道編碼定理和常用的幾種信道編碼方法。第1～6章為香農(nóng)信息論基礎(chǔ)理論。第7章簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)信息理論的一些基本內(nèi)容。第8章主要介紹信息論在保密學中的應(yīng)用，論述了數(shù)據(jù)加密標準（DES）和公開密鑰密碼的原理及其實現(xiàn)，并對信息安全與數(shù)字簽名作了介紹。另外，在書后附錄中提供了前6章相應(yīng)內(nèi)容的MATLAB仿真源程序，可依據(jù)教學需要選擇使用。既可作為課后作業(yè)，又可作為單獨的實驗題目?！镀胀ǜ叩冉逃笆晃濉彪娮有畔㈩愐?guī)劃教材：信息論基礎(chǔ)教程》可作為高等院校電氣信息類專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的科研和工程技術(shù)人員參考。使用《普通高等教育“十一五”電子信息類規(guī)劃教材：信息論基礎(chǔ)教程》作為教材時，授課教師可依據(jù)實際情況對書中內(nèi)容進行取舍。





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