信息论与编码理论（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王育民，李晖 著

图书标签:

• 信息论
• 编码理论
• 通信原理
• 数据压缩
• 信道编码
• 香农信息论
• 纠错编码
• 数字通信
• 信息传输
• 现代通信

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040369885

版次：2

商品编码：11216151

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-04-01

用纸：胶版纸

页数：338

字数：540000

正文语种：中文

内容简介

　　信息论和编码理论是研究信息传输和信息处理的基础理论。信息论对实际通信系统和通信网络的设计已经产生了深刻的影响，通信领域工程师在信息论方面的理论基础对其事业的发展有重要的作用。《信息论与编码理论（第2版）》总结了西安电子科技大学自1960年创办信息论专业以来，特别是近十年来为通信工程、电子信息工程、信息工程、信息安全等专业的本科生和信息与通信工程、密码学等方向的研究生开设信息论和编码理论课程的经验。书中围绕通信系统和通信网络的构建需求阐述信息论的理论思想，较详细地讨论了信息论中信息量的定义，各类编码定理及其证明的基本思想，对于信息论中发展的若干重要课题（如率失真理论、多用户信息论、逼近Shannon极限的信道编码）都做了专题讨论.同时给出了这一领域近期发展的近况和重要的参考文献。这对于需要获得信息论基本知识的有关专业学生和在这些领域从事研究、开发工作的工程技术人员都将是有益的。
　　《信息论与编码理论（第2版）》可作为通信工程、电子信息工程、信息工程、信息安全等专业高年级本科生和研究生的教材。在给高年级本科生讲授时，可以只讲一些基本内容。书中标有*号的章节主要供研究生阅读，各章后面都附有一些难易程度不等的习题，可根据需要选用。书末附有较详尽的参考文献，可供阅读时参考。

作者简介

　　王育民，1936年2月生于北京，1 959年7月毕业于解放军西安军事电信工程学院，1979-1981年赴美围夏威夷大学电机工程系做访问学者，研究信息论和编码理论。现为西安电子科技大学教授、博士生导师，中山大学兼职教授、兼职博士生导师，长期从事通信、信息论、编码、密码和信息安全的教学和科研工作，曾任西安电子科技大学校学报编委会主任、信息论教研室主任等职。现为中国电子学会和中国通信学会会士、中国密码学会（筹）理事、中国电子学会信息论学会委员、中国自然基金研究会会员、JEEE高级会员。曾任全同高等学校通信和信息工程专业教学指导委员会主任（ 1996-2000），陕西电子学会第6属副理事长，学术委员会主任。
　　合写著作有《伪随机序列及其应用》、《信息与编码理论》、《保密学——基础与应用》、《通信网的安全——理论与技术》、《电子商务技术与应用》等。其中王育民教授担任主编的《通信网的安全——理论与技术》获得2002年全国普通高等学校优秀教材一等奖；《保密学——基础和应川》1996年获得第三届全国工科电子类专业优秀教材一等奖，在国内外学术刊物和会议上发表论文200余篇。

内页插图

目录

第1章 引论
1.1 通信系统模型
1.2 Shannon信息论的中心问题
1.3 Shannon信息论的局限性
1.4 信息的义性

第2章 信息量和熵
2.1 离散变量的非平均信息量
2.1.1 非平均互信息量
2.1.2 条件互信息与联合事件的互信息量
2.1.3 离散变量的非平均自信息量
2.2 离散集的平均自信息量——熵
2.2.1 熵和条件熵
2.2.2 熵的性质
2.2.3 相对墒和条件相对熵
2.3 熵的唯一性定理
2.4 离散集的平均互信息量
2.5 信息不等式
2.5.1 凸函数及其性质
2.5.2 K-T条件
2.5.3 信息不等式
2.6 相对熵、熵和互信息量的凸性
2.6.1 相对熵和熵的凸性
2.6.2 互信息量的凸性
2.7 连续随机变量的互信息量和微分熵
2.7.1 连续随机变量的互信息量
2.7.2 连续随机变量的熵
2.7.3 微分熵的极大化
2.8 随机过程的信息量和熵
小结
习题

第3章 信源编码——离散信源无失真编码
3.1 信源及其分类
3.2 离散无记忆信源的等长编码
3.3 离散无记忆信源的不等长编码
3.4 最佳不等长编码
3.4.1 Huffman编码
3.4.2 算术编码
3.4.3 LZ编码
3.5 平稳源编码
3.6 马尔可犬源
小结
习题

第4章 信道及其容量
4.1 信道分类
4.2 离散无记忆信道
4.2.1 有关DMC的容量定理
4.2.2 对称DMC容量的计算
4.2.3 一般DMC容量的计算
4.3 离散无记忆信道容量的迭代算法
4.3.1 交替优化
4.3.2 信道容量算法
4.4 离散有记忆信道
4.5 信道的组合
4.6 时间离散的无记忆连续信道
4.6.1 可加噪声信道
4.6.2 平均功率受限可加噪声信道
4.6 3平行可加高斯噪声信道
4.7 波形信道
小结
习题

第S章 信道编码定理
5.1 信道编码和译码
5.1.1 信道编码
5.1.2 译码准则
5.1.3 离散序列的译码
5.1.4 连续序列的译码
5.2 联合典型序列
5.3 信道编码定理
5.4 错误概率上限
5.4 1并集限
5.4.2 Bhattacharyya（巴塔恰亚）限
5.4.3 Callager（加拉格）限
5.4.4 随机码集合平均错误概率上限
5.4.5 DMC的译码错误概率上限
5.4.6 时间离散连续信道错误概率上限
5.5 等能量正交编码信号
小结
习题


第6章 线性分组码
6.1 Galois域
6.1 1域运算
6.1.2 GF（pm）的构造
6.1.3 有限域的特征和元素的级
6.1 4最小多项式
6.2 线性分组码
6.3 线性分组码的生成矩阵和校验矩阵
6.3.1 生成矩阵
6.3.2 枝验矩阵
6.3.3 码的扩展和缩短
6.4 一些特殊的线性分组码
6.4.1 Hamming（汉明）码
6.4.2 Hadamard码
6.4.3 Golay码
6.5 伴随式和最小汉明距离译码
6.5.1 分组码的标准阵译码
6.5.2 最小距离与纠错能力
6.6 循环码
6.6.1 循环码的数学描述
6.6 2循环码的译码
6.7 BCH码
6.7.1 BCH码的定义和性质
6.7.2 BCH码的译码
6.8 Reed-Solomon码
6.9 分组码的性能限
6.10 线性分组码的性能限
小结
习题

第7章 卷积码
7.1 卷积码的基本概念
7.2 Viterbi译码
7.3 序列译码
7.4 卷积码集合平均错误概率限
7.5 级联码
小结
习题

第8章 接近Shannon极限的编码
8.1 Turbo码的构造
8.1.1 递归系统卷积码（RSC）
8.1.2 Turbo码的距离谱
8.1.3 Turbo码交织器的设计
8.2 Turbo码的译码
8.2.1 APP译码器
8.2.2 MAP译码算法
8.2.3 SOVA译码算法
8.2.4 Turbo码的迭代译码特性
8.3 Turbo码的性能限
……
第9章 信源编码——无记忆信源的有失真编码
第10章 多用户信息论
参考文献

前言/序言

　　由教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐，西安电子科技大学与高等教育出版社联合策划的这套电子信息类专业基础课程系列教材即将陆续出版发行，我很高兴，这是我国高校电子信息类教材建设工作的一个新举措！
　　本系列教材的编写基于西安电子科技大学的电子信息办学特色和长期的教学经验积累。学校从1931年诞生于江西瑞金的中央军委无线电学校，到1949年张家口的军委工校和20世纪60年代的“西军电”，80年代的西北电讯工程学院，到现在的西安电子科技大学，一直致力于为国家和军队培养电子信息方面的高级专业人才，是国内最早建立信息论、信息系统工程、雷达、微波天线、电子机械、电子对抗等专业的高校之一，形成了鲜明的电子与信息学科特色与优势。本系列教材由学校众多知名教授担任主编，他们长期从事电子信息专业基础课教学和研究，努力继承和发扬学校在电子信息类专业基础课教学方面的经验和特色，并结合最新的科技进展组织和编写7系列教材。
　　大家知道，培养高素质的电子信息专门人才的前提，是要加强基础课程建设，尤其是数理基础和专业技术基础，要打造一个高水平的专业基础课程平台；本系列教材正是瞄准这一目标，从电路分析、信号与系统、模电（低频，高频）、数电、电磁场等专业基础课，到通信原理、雷达原理、软件技术基础、微波技术与天线等技术基础课，构成了一个知识面宽阔的电子信息类专业基础课教材体系。

信息论与编码理论（第2版） 一本深度剖析信息世界奥秘的权威指南 在数字时代飞速发展的今天，信息如同空气和水，无处不在，深刻地影响着我们的生活、工作和思维方式。从瞬息万变的互联网通信，到精准高效的数据存储，再到保障信息安全的加密技术，信息论与编码理论的基石无处不在，支撑着现代文明的运转。本书，《信息论与编码理论（第2版）》，正是这样一本旨在深入浅出地揭示信息世界本质、剖析信息传输与处理核心原理的权威著作。它不仅梳理了信息论与编码理论发展的脉络，更重要的是，它以前沿的视角和严谨的逻辑，为读者打开了理解和驾驭海量信息的大门。 本书的第二版，在第一版坚实的基础上，进行了全面而深刻的修订与拓展。它紧密追踪着该领域最新的研究进展和技术突破，将许多前沿概念和方法有机地融入其中，力求为读者提供一份既经典又具有高度前瞻性的知识体系。作者团队凭借其深厚的学术功底和丰富的实践经验，将复杂的理论概念转化为清晰易懂的语言，并通过大量的实例和习题，引导读者循序渐进地掌握核心知识，最终具备分析和解决实际信息工程问题的能力。 核心内容概述： 本书内容涵盖了信息论与编码理论的两个核心分支，即信息论和编码理论，并强调了它们之间的内在联系与协同作用。 第一部分：信息论——度量与理解信息的精妙艺术 信息论，作为一门研究信息量、信道容量、信息传输与存储的数学理论，是理解和量化信息的基础。本书在信息论部分，力求从最根本的定义出发，带领读者一步步领略信息论的魅力。 信息熵（Entropy）： 这是信息论中最核心的概念之一，本书将详细阐述信息熵的定义、性质及其在衡量信息不确定性方面的作用。通过对不同概率分布下离散和连续随机变量的熵进行深入分析，读者将能深刻理解“信息量”的数学度量方式，以及随机性与信息量之间的关系。例如，我们将探讨如何计算一个随机事件发生所带来的平均信息量，以及在决策树等算法中，熵是如何作为信息增益的度量标准来指导特征选择的。 互信息（Mutual Information）： 互信息是衡量两个随机变量之间相互依赖程度的指标。本书将清晰地解释互信息的定义、性质，以及它在信息传输、特征选择和因果关系探索等领域的应用。通过实例，读者将理解互信息如何量化一个变量包含的关于另一个变量的信息量，以及如何利用互信息来评估信道传输的有效性。 信道容量（Channel Capacity）： 信道容量是信息论的另一个基石，它代表了一个通信信道能够可靠传输信息的最大速率。本书将深入探讨不同类型信道的容量计算，特别是高斯信道和离散无记忆信道。读者将了解香农（Shannon）提出的信道编码定理，这是信息论中最具革命性的成果之一，它证明了存在编码方式能够使得信息以任意低的错误率传输，只要传输速率低于信道容量。我们将详细解析这个定理的意义，以及它对现代通信系统设计的深远影响。 信源编码（Source Coding）： 信源编码的目标是在不丢失重要信息的前提下，尽可能地压缩信息，以达到高效存储和传输的目的。本书将详细介绍无损信源编码和有损信源编码的原理和常用算法，包括但不限于： 霍夫曼编码（Huffman Coding）： 这种基于概率的变长编码方法，能够为出现频率高的符号分配短码字，为出现频率低的符号分配长码字，从而达到最优的平均码长。我们将通过详细的构造过程和性能分析，帮助读者掌握霍夫曼编码的设计与应用。 算术编码（Arithmetic Coding）： 相比于霍夫曼编码，算术编码能够更进一步地接近理论极限，将整个消息视为一个整体进行编码，从而实现更高的压缩比。本书将深入剖析算术编码的工作原理，包括区间划分、概率累积等关键步骤。 有损信源编码： 涉及率失真理论，本书将介绍如量化（Quantization）等有损编码技术，探讨如何在信息损失和压缩率之间进行权衡，以及如何根据失真度来评估编码性能。 信息率失真理论（Rate-Distortion Theory）： 对于有损信息传输和存储，率失真理论提供了度量信息损失与传输率之间关系的框架。本书将介绍率失真函数的概念，以及它在设计高效率有损编码方案中的作用。 第二部分：编码理论——保障信息可靠传输与存储的利器 编码理论是信息论的实践支撑，它致力于设计能够检测和纠正错误的数据编码方法，确保信息在噪声环境下的可靠传输和存储。本书在编码理论部分，将从基础的错误检测码开始，逐步深入到复杂的纠错码。 错误检测与纠正基础： 首先，本书将介绍错误产生的模型，如比特翻转错误，并阐述错误检测码（如奇偶校验码）和错误纠错码的基本原理。读者将理解如何通过添加冗余信息来检测或纠正传输过程中发生的错误。 线性分组码（Linear Block Codes）： 这是一类重要的代数编码方法，具有良好的数学性质和高效的译码算法。本书将深入讲解： 生成矩阵与校验矩阵（Generator Matrix and Parity-Check Matrix）： 读者将学会如何用这两个矩阵来定义一个线性分组码，以及如何利用它们进行编码和译码。 汉明码（Hamming Codes）： 作为最经典的线性分组码之一，汉明码在单个比特错误检测与纠正方面表现出色，本书将详细介绍汉明码的构造方法、性能分析以及其在实际中的应用。 循环码（Cyclic Codes）： 循环码是一类特殊的线性分组码，具有简洁的代数结构和高效的硬件实现特性。本书将重点介绍其生成多项式、校验多项式等概念，以及其在数据通信和存储中的广泛应用，例如CRC（Cyclic Redundancy Check）码。 BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）与里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）： 作为纠错能力更强的代数码，BCH码和RS码在CD/DVD、卫星通信、条形码等领域扮演着至关重要的角色。本书将深入探讨它们的构造原理、纠错能力分析，以及它们的译码算法，如展尔（Berlekamp-Massey）算法等。 卷积码（Convolutional Codes）： 与分组码不同，卷积码是时变的，其输出码字不仅取决于当前输入，还取决于先前的一些输入。本书将详细介绍卷积码的编码器结构、状态图、格状图（Trellis Diagram），以及重要的译码算法，如维特比（Viterbi）算法。维特比算法以其高效性和最优性，成为现代通信系统中最常用的卷积码译码方法。 Turbo码（Turbo Codes）与LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）： 这两类现代高性能纠错码，是编码理论领域的革命性突破。它们能够逼近香农限，实现前所未有的纠错性能。本书将深入介绍Turbo码的交织（Interleaving）、并行或串行连接的卷积码结构，以及其迭代译码过程。同时，对于LDPC码，我们将探讨其稀疏校验矩阵的构造、图论视角下的理解，以及其在5G、Wi-Fi等前沿通信标准中的应用。 编码理论的应用： 本书还将探讨编码理论在各个领域的实际应用，包括： 通信系统： 卫星通信、移动通信、光纤通信等，纠错码的应用是实现可靠通信的关键。 数据存储： 硬盘、闪存、光盘等存储介质，纠错码能够提高数据的可靠性和寿命。 信息安全： 纠错码在某些密码学应用中也发挥着重要作用。 本书的特色与价值： 体系结构清晰，逻辑严谨： 全书内容围绕信息论与编码理论的核心概念展开，结构清晰，层层递进，便于读者理解和掌握。 理论与实践结合： 在阐述理论的同时，本书融入了大量的工程实例和应用场景，帮助读者将抽象的理论知识与实际工程问题联系起来。 丰富的例题与习题： 每章都配有精选的例题和习题，覆盖了从基本概念到复杂问题的各个层面，有助于读者巩固所学知识，检验学习效果。 面向广泛读者群体： 本书适合计算机科学、电子工程、通信工程、信息科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事相关领域研发的工程师和研究人员。对于对信息世界充满好奇的普通读者，本书也能提供一个深入了解信息本质的窗口。 权威性与前瞻性： 第二版充分反映了该领域的最新发展，为读者提供了最前沿的知识，为未来的学习和研究打下坚实基础。 《信息论与编码理论（第2版）》不仅仅是一本教材，它更是一把钥匙，能够帮助你解锁信息世界中隐藏的奥秘，理解现代数字技术背后的深刻原理。阅读本书，你将不再仅仅是被动的信息接收者，更能成为信息的设计者、传输者和守护者，在瞬息万变的数字洪流中，把握先机，创造未来。

评分☆☆☆☆☆

尽管我还在探索这本书的初期阶段，但它所呈现出的“信息论与编码理论”的融合度让我印象深刻。不同于一些将这两个领域割裂讲解的书籍，这本书似乎在叙述的逻辑线上，将信息论的概念与编码理论的构建紧密地联系起来。我猜想，书中可能会先建立起信息度量的基本框架，例如熵、互信息等，然后在此基础上，探讨如何设计能够最有效地传输或存储这些信息的编码方案。这种“由信息到编码”的逻辑，似乎能够让读者更深刻地理解编码的目的和意义，而不是仅仅将其视为一套孤立的数学工具。我注意到书中可能还涉及到了信息论中的信道容量概念，以及编码理论如何逼近这个理论极限。这种理论上的高度统一，对于我来说非常有吸引力，我希望能够从中理解信息传输的根本限制，并学习如何设计出接近最优的编码策略。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《信息论与编码理论（第2版）》，还没来得及深入研读，但仅仅翻阅目录和前言，就已经能感受到作者在内容组织上的用心。它似乎不仅仅是一本教材，更像是一个引人入胜的学术探索之旅的起点。我注意到书中对信息论的起源和发展脉络做了相当详尽的介绍，这对于初学者来说无疑是一份宝贵的“历史地图”，能够帮助我们理解这些抽象概念是如何一步步形成的，以及它们在科学技术发展中的深远影响。尤其是关于香农信息熵的讲解，从直观的例子入手，逐步深入到数学定义，这种循序渐进的方式让人感觉即使是初次接触，也能建立起扎实的基础。同时，书中还提到了信息论在现代通信、数据压缩、机器学习等领域的广泛应用，这让我对接下来的学习充满了期待，仿佛预见到自己未来能够运用这些知识去解决实际问题。我已经迫不及待地想沉浸其中，去探索信息世界的奥秘了，希望能从中获得启发，为我的研究或工作打开新的视野。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是相当“硬核”，但绝非枯燥乏味。它以一种非常严谨的学术态度，系统地梳理了编码理论的精髓。我特别欣赏作者在引入各种编码方法时，不仅仅是罗列公式和算法，而是会追溯其背后设计的思想和解决的问题。例如，在讲解纠错码的部分，书中似乎详细阐述了信道模型、错误概率以及如何通过编码来提高传输的可靠性。我看到了一些关于线性码、循环码、BCH码和RS码的介绍，这些名字听起来就充满了挑战，但我相信作者一定为我们准备了清晰的讲解路径。我关注到书中有大量的数学推导和定理证明，这对于需要深入理解编码原理的读者来说是至关重要的。虽然我还需要更多的时间来消化这些内容，但我已经能感受到这本书的深度和广度，它似乎能够为我提供一个坚实的理论基础，让我能够理解并创新出更优秀的编码方案，这对于我在通信系统设计或安全领域的工作非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我刚开始接触《信息论与编码理论（第2版）》，但这本书给我带来的启发，远超我的预期。它不仅仅是一本关于数学公式和算法的书，更像是一场关于“信息本质”的哲学思辨。我注意到书中可能探讨了信息如何被定义、量化，以及在传输过程中可能遇到的各种挑战。从信源编码到信道编码，再到信宿译码，每一个环节的背后似乎都蕴含着深刻的数学思想和工程智慧。我尤其对书中关于信息压缩的章节感到好奇，它是否会揭示如何以最小的存储空间来表示最多的信息，这对于我们如今处理海量数据的时代来说，具有极其重要的现实意义。我还看到了书中提到的一些关于信息安全和密码学的潜在联系，这让我意识到信息论与编码理论远不止于通信领域，它们在保护信息安全方面也扮演着关键角色。这本书的厚度和内容的丰富性，预示着这将是一段充满挑战但也收获颇丰的学习旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它不仅仅在“教”我们知识，更在“引导”我们思考。在阅读过程中，我能感受到作者在每一个概念的引入和阐述上，都力求做到清晰、严谨，并且具有启发性。我看到书中可能不仅仅止步于对经典理论的讲解，更会探讨一些前沿的研究方向和开放性问题。例如，我猜想在编码理论的部分，可能会涉及一些现代的、高性能的纠错码，以及它们在实际系统中的应用案例。同时，信息论的部分，我也期待它能深入探讨信息在复杂系统中的作用，比如在人工智能、生物信息学等领域的潜在应用。这本书似乎没有明确的“答案”，而是鼓励读者自己去探索、去发现。我非常喜欢这种“探险式”的学习方式，它能激发我的好奇心，驱使我去主动思考，而不是被动接受。我相信，通过这本书的学习，我不仅能掌握扎实的专业知识，更能培养出独立思考和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

含三要素的信息定义：

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不错

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Materialism

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信息论概述

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