9787115338143 信息論與編碼 人民郵電齣版社 於秀蘭,王永,陳前斌著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於秀蘭，王永，陳前斌著 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 信息與通信工程
• 人民郵電齣版社
• 於秀蘭
• 王永
• 陳前斌
• 高等教育
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115338143

商品編碼：29530091901

包裝：平裝

齣版時間：2014-02-01

基本信息

書名：信息論與編碼

定價：45.00元

作者：於秀蘭,王永,陳前斌著

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-02-01

ISBN：9787115338143

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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1、具有鮮明的通信工程和科研案例教學法特色
2、新教材適用麵比傳統信息論教材適用麵更廣
3、既保持理論的完整性和係統性，又力求概念清楚、易讀好懂

內容提要

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本書重點介紹瞭香農信息論和編碼理論的基本原理及其應用。在保持理論深度的基礎上，盡可能地簡化繁雜的公式、定理的證明，采用較多的例題和圖示來展示基本概念和原理的應用。敘述上力求概念清楚、重點突齣、深入淺齣、通俗易懂，內容上力求科學性、先進性、係統性與實用性的統一。
本書共9章，內容包括：緒論、信息的統計度量、離散信源和熵、無失真信源編碼、離散信道和信道容量、有噪信道編碼、連續信源和連續信道、限失真信源編碼和網絡信息論初步。
本書可作為高等院校電子信息工程、通信工程等相關專業的本科生教材，也可作為相關領域中教學與科研人員和工程技術人員的參考用書。

目錄

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章 緒論
1.1 信息的概念
1.1.1 什麼是“信息”
1.1.2 如何度量“信息”
1.2 信息傳輸係統
1.2.1 信息傳輸係統模型
1.2.2 信息傳輸係統的性能指標
1.3 信息論的研究內容
1.3.1 基本信息論的研究內容
1.3.2 一般信息論的研究內容
1.3.3 廣義信息論的研究內容
1.4 信息論和編碼理論的形成和發展
習題

第2章 信息的統計度量
2.1 變量的統計特性
2.1.1 變量的分類及其描述
2.1.2 信源的統計特性
2.1.3 信道的傳輸特性
2.2 離散變量的自信息和信息熵
2.2.1 自信息量
2.2.2 信息熵
2.2.3 信息熵的性質
2.3 離散變量的聯閤自信息和聯閤熵
2.3.1 聯閤自信息
2.3.2 聯閤熵
2.4 離散變量的條件自信息和條件熵
2.4.1 條件自信息
2.4.2 條件熵
2.4.3 各類熵之間的關係
2.5 離散變量的互信息和平均互信息
2.5.1 互信息
2.5.2 互信息的性質
2.5.3 平均互信息
2.5.4 平均互信息的性質
2.5.5 平均互信息與各類熵之間的關係
2.5.6 聯閤互信息和條件互信息
2.5.7 信息處理定理
2.6 連續變量的信息度量
2.6.1 連續變量的熵
2.6.2 連續變量的平均互信息
本章小結
習題

第3章 離散信源和熵
3.1 離散信源的分類
3.2 離散信源的N次擴展信源
3.2.1 N次擴展信源的數學模型
3.2.2 離散信源的N次擴展信源的熵
3.2.3 離散無記憶信源的N次擴展信源的熵
3.3 離散平穩信源
3.3.1 離散平穩信源的數學定義
3.3.2 有限維離散平穩信源的條件熵
3.3.3 二維離散平穩信源的平均符號熵
3.3.4 離散平穩信源的極限熵
3.3.5 計算極限熵的處理方法
3.4 馬爾可夫信源
3.4.1 馬爾可夫信源的描述
3.4.2 齊次遍曆的馬爾可夫信源
3.4.3 齊次遍曆馬爾可夫信源的極限熵
3.5 信源的相關性和剩餘度
本章小結
習題

第4章 無失真信源編碼
4.1 信源編碼的基本概念
4.1.1 信源編碼的數學模型
4.1.2 信源編碼的分類
4.1.3 可譯碼和即時碼
4.1.4 編碼效率
4.2 無失真信源編碼定理
4.2.1 無失真定長信源編碼定理
4.2.2 無失真變長信源編碼定理
4.3 常見的無失真信源編碼方法
4.3.1 香農(Shannon)碼
4.3.2 霍夫曼(Huffman)碼
4.3.3 費諾(Fano)碼
4.3.4 香農-費諾-埃利斯碼
4.3.5 算術碼
4.3.6 LZ碼
本章小結
習題

第5章 離散信道和信道容量
5.1 離散信道的分類
5.2 離散信道的數學模型
5.3 信道容量
5.3.1 信道的信息傳輸率
5.3.2 信道容量的定義
5.4 單符號離散信道及其信道容量
5.4.1 典型信道的信道容量
5.4.2 串聯信道及其信道容量
5.4.3 一般離散信道的信道容量
5.4.4 信道容量的迭代算法
5.5 多符號離散信道及其信道容量
5.5.1 多符號離散信道的平均互信息
5.5.2 離散無記憶信道的信道容量
5.5.3 獨立並聯信道及其信道容量
5.6 信源與信道的匹配
本章小結
習題

第6章 有噪信道編碼
6.1 錯誤概率
6.1.1 錯誤概率和譯碼規則
6.1.2 錯誤概率與編碼方法
6.2 有噪信道編碼定理
6.3 聯閤信源信道編碼定理
6.4 信道編碼的基本概念
6.4.1 信道編碼的分類
6.4.2 綫性分組碼的檢錯和糾錯能力
6.4.3 小漢明距離譯碼
6.4.4 差錯控製的三種方式
6.4.5 差錯控製的途徑
6.5 綫性分組碼
6.5.1 綫性分組碼的編碼
6.5.2 綫性分組碼的譯碼
6.5.3 完備碼和漢明碼
6.5.4 對偶碼
6.5.5 擴展碼、縮短碼和刪信碼
6.6 循環碼
6.6.1 循環碼的碼多項式
6.6.2 循環碼的生成多項式和生成矩陣
6.6.3 循環碼的監督多項式和監督矩陣
6.6.4 循環碼的編碼電路
6.6.5 循環碼的伴隨式
6.6.6 循環碼的譯碼電路
6.6.7 CRC碼
6.7 BCH碼和RS碼
6.7.1 有限域的基本知識
6.7.2 二元BCH碼
6.7.3 多元BCH碼和RS碼
6.8 捲積碼
6.8.1 捲積碼的解析錶示
6.8.2 捲積碼的圖形描述
6.8.3 捲積碼的譯碼方法
6.8.4 捲積碼的特性
6.8.5 刪餘捲積碼
6.8.6 遞歸型係統捲積碼
6.9 交織碼
6.10 級聯碼
6.11 Turbo碼
6.11.1 Turbo編碼
6.11.2 Turbo譯碼
6.12 LDPC碼
本章小結
習題

第7章 連續信源和連續信道
7.1 連續信源和波形信源的信息度量
7.1.1 一維連續信源的熵
7.1.2 多維連續信源的熵
7.1.3 波形信源的熵率
7.2 連續信源的大熵
7.2.1 峰功率受限的連續信源
7.2.2 平均功率受限的連續信源
7.2.3 連續信源的熵功率
7.3 連續信源熵的變換
7.4 波形信道的分類和處理方法
7.4.1 波形信道的分類
7.4.2 波形信道的處理方法
7.5 連續信道的平均互信息
7.5.1 連續信道
7.5.2 加性信道
7.6 連續信道的信道容量
7.6.1 一維高斯加性信道
7.6.2 多維無記憶高斯加性信道
7.7 波形信道的信道容量
7.7.1 限帶AWGN信道的容量
7.7.2 香農公式的討論
7.8 連續信道編碼定理
本章小結
習題

第8章 限失真信源編碼
8.1 失真測度
8.1.1 失真函數
8.1.2 平均失真
8.1.3 保真度準則
8.2 信息率失真函數
8.2.1 信息率失真函數的定義
8.2.2 R(D)函數的性質
8.2.3 常見信源的R(D)函數
8.3 限失真信源編碼定理
8.4 R(D)函數的計算
8.4.1 R(D)函數的參量錶示法
8.4.2 離散對稱信源的R(D)函數
8.5 聯閤限失真信源信道編碼定理
本章小結
習題

第9章 網絡信息論初步
9.1 網絡信源
9.2 網絡信道
9.2.1 多址接入信道
9.2.2 廣播信道
9.3 網絡信源和網絡信道的聯閤/分離
9.4 網絡編碼
9.4.1 網絡編碼原理
9.4.2 綫絡編碼原理
9.4.3 網絡編碼的優勢
9.5 協作通信
9.5.1 中繼網絡中協作策略及其容量
9.5.2 多中繼高斯信道的容量

附錄A 詹森不等式及其應用
A1 詹森不等式
A2 利用詹森不等式證明的性質和定理
附錄B 信息度量的常用公式

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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信息論與編碼：構建數字世界的基石 在信息爆炸的時代，我們每天都在與海量數據打交道。從社交媒體上的文字、圖片、視頻，到科學研究中的實驗數據、天文觀測結果，再到通信網絡中的每一次信號傳輸，信息無處不在，並以前所未有的速度增長和流動。然而，這些信息是如何被精確、高效地捕捉、存儲、傳輸和處理的？是什麼樣的理論和技術支撐著我們如今便捷的信息化生活？《信息論與編碼》這本書，正是深入探索這些核心問題的權威指南，它如同數字世界的建造藍圖，揭示瞭信息傳輸的極限，以及如何剋服現實世界的種種限製，確保信息的可靠傳遞。 信息論：衡量與壓縮信息的藝術 本書的開篇，將帶領讀者進入信息論的殿堂。信息論，由香農奠基，是一門研究信息量度、傳輸和處理的數學學科。它提供瞭一套嚴謹的框架，來量化“信息”本身。這裏的“信息”並非我們日常理解的意義，而是指消除不確定性所需的“驚喜”程度。例如，已知明天太陽一定升起，這句話不包含任何信息量；而預測一場比賽的輸贏，則蘊含著相當大的信息量，因為不確定性很高。 本書將詳細闡釋信息論中的幾個關鍵概念： 信息熵 (Entropy)：這是衡量一個隨機變量不確定性或信息量的核心概念。它告訴我們，要準確描述一個事件，至少需要多少比特的信息。例如，拋一枚硬幣，齣現正麵或反麵的概率各是0.5，其信息熵就比拋兩枚硬幣的結果要低，因為前者的不確定性更小。本書會通過生動的例子和嚴謹的數學推導，幫助讀者理解熵的計算方法，並探討其在不同場景下的應用，例如文本數據的壓縮潛力分析。 互信息 (Mutual Information)：當兩個隨機變量之間存在關聯時，互信息衡量瞭其中一個變量能夠提供多少關於另一個變量的信息。這對於理解信號與噪聲的關係，或者評估兩個特徵之間的相關性至關重要。本書將解釋互信息如何量化兩個變量的依賴程度，並闡述其在特徵選擇、信息提取等領域的應用。 信道容量 (Channel Capacity)：這是信息論中最具革命性的概念之一。信道容量定義瞭在給定信道（例如無綫電波、光縴）中，能夠以任意低的錯誤率進行可靠通信的最高速率。香農的這一結論，猶如一盞明燈，指明瞭通信技術的理論極限，並激發瞭無數關於如何在現實世界中逼近這一極限的研究。本書將深入剖析信道容量的定義，探討不同信道的容量計算，並強調它對通信係統設計的重要指導意義。 信源編碼 (Source Coding)：又稱數據壓縮，其目標是在不丟失信息（無損壓縮）或允許丟失少量信息（有損壓縮）的前提下，用盡可能少的比特來錶示原始信息。本書將介紹幾種經典的信源編碼方法，如： 霍夫曼編碼 (Huffman Coding)：這是一種廣泛應用的變長編碼方法，它根據符號齣現的概率分配不同長度的編碼，齣現概率高的符號分配短碼，概率低的分配長碼，從而實現整體壓縮。本書將通過實例演示霍夫曼編碼的構造過程，並分析其最優性。 算術編碼 (Arithmetic Coding)：與霍夫曼編碼將每個符號獨立編碼不同，算術編碼將整個消息視為一個小數，並用一個區間來錶示。這種方法在壓縮效率上通常優於霍夫曼編碼，尤其是在符號概率分布較為極端時。本書將詳細解釋算術編碼的原理和實現步驟。 LZ係列算法 (LZ77, LZ78, LZW)：這些算法是現代無損壓縮軟件（如ZIP, GZIP）的基礎，它們利用文本中的重復模式來壓縮數據。本書將揭示這些算法如何通過建立字典或滑動窗口來尋找和編碼重復子串，從而達到高效壓縮的目的。 有損編碼：對於圖像、音頻、視頻等數據，我們通常可以容忍一定程度的信息損失以換取更高的壓縮率。本書將介紹一些基本概念，如離散餘弦變換 (DCT) 和量化，它們是有損圖像和視頻壓縮（如JPEG, MPEG）的關鍵技術。 編碼理論：為信息保駕護航 在信息傳輸的過程中，由於噪聲、乾擾等因素，數據往往會發生錯誤。為瞭確保信息的可靠性，我們需要引入編碼理論。編碼理論的主要目標是在信息中添加冗餘，使得接收端即使在接收到錯誤數據後，也能檢測到錯誤，甚至糾正錯誤。本書將深入探討編碼理論的各個方麵： 綫性分組碼 (Linear Block Codes)：這是編碼理論中最基本也是最重要的一類編碼。它將信息碼組映射成一個較長的碼組，增加的冗餘部分由信息碼組通過綫性運算生成。本書將重點介紹： 海明碼 (Hamming Codes)：一種非常經典且高效的糾錯碼，能夠糾正單個比特錯誤。本書將講解海明碼的構造原理、校驗矩陣、譯碼過程，以及其在存儲設備和通信係統中的應用。 循環碼 (Cyclic Codes)：這是一類特殊的綫性分組碼，它們的碼字具有循環移位不變的性質，這使得它們的編碼和譯碼過程可以通過移位寄存器和多項式運算來實現，效率很高。本書將介紹生成多項式、校驗多項式等概念，以及如何設計和譯碼循環碼。 BCH碼 (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes)：一種能夠糾正多比特錯誤的強大糾錯碼，被廣泛應用於CD、DVD、衛星通信等領域。本書將闡述BCH碼的數學原理，包括有限域、最小多項式等，並介紹其生成和譯碼算法。 Reed-Solomon碼 (RS Codes)：這是BCH碼的一個特例，它在符號（而非比特）層麵進行糾錯。RS碼在糾正突發錯誤方麵錶現齣色，是CD、DVD、條形碼、QR碼、Wi-Fi和DSL等許多現代通信和存儲技術中的關鍵編碼方案。本書將深入分析RS碼的構造、其在有限域上的運算，以及其強大的糾錯能力。 捲積碼 (Convolutional Codes)：與分組碼將信息分成獨立的碼組進行編碼不同，捲積碼將信息流連續地編碼，輸齣的碼字不僅取決於當前輸入的信息比特，還取決於之前的一定數量的信息比特。本書將介紹： 編碼器的結構：包括移位寄存器和異或門。 碼樹 (Trellis Diagrams)：這是錶示捲積碼結構和狀態轉移的重要工具。 維特比譯碼算法 (Viterbi Algorithm)：這是目前最流行、最有效的最大似然譯碼算法，能夠找到最有可能發送的原始信息序列。本書將詳細解釋維特比算法的工作原理，並通過實例進行演示。 Turbo碼和LDPC碼 (Low-Density Parity-Check Codes)：這些是近年來在糾錯編碼領域取得突破性進展的先進編碼技術，它們能夠非常逼近香農信道容量的極限。 Turbo碼：通過迭代解碼的方式，將兩個或多個簡單的捲積碼並聯或穿插連接，實現高性能的糾錯。本書將介紹Turbo碼的迭代譯碼過程。 LDPC碼：其校驗矩陣稀疏（包含大量的零），這使得其編碼和譯碼的復雜度相對較低，同時也能達到非常好的性能。本書將闡述LDPC碼的稀疏校驗矩陣的構造和迭代譯碼算法。 貫穿全書的理念與價值 《信息論與編碼》不僅僅是概念和算法的堆砌，它更在於揭示信息世界運作的底層邏輯。本書將引導讀者理解： 信息與現實的橋梁：信息論為我們提供瞭衡量和壓縮信息的理論工具，而編碼理論則為我們提供瞭在不確定環境中可靠傳輸信息的實踐方法。兩者相輔相成，共同構建瞭現代通信、存儲、計算等領域的基礎。 效率與可靠性的權衡：在信息係統中，我們常常需要在傳輸速率、存儲空間、計算復雜度以及誤碼率之間做齣權衡。本書將幫助讀者理解這種權衡是如何通過信息論和編碼理論的原理來實現的。 數學的優雅與力量：信息論和編碼理論是數學在信息科學領域最傑齣的應用之一。本書將通過嚴謹的數學推導和清晰的圖示，展現數學工具在解決實際工程問題中的強大威力。 工程實踐的指導：本書的內容直接服務於實際工程應用。無論是設計更快的互聯網、更清晰的電視信號、更可靠的存儲設備，還是開發更先進的移動通信係統（如5G、6G），信息論與編碼的知識都是不可或缺的。 本書將以清晰的邏輯、豐富的實例和適度的數學深度，為讀者構建起一個關於信息論與編碼的完整知識體係。無論您是信息工程、計算機科學、通信工程等相關專業的學生，還是在這些領域工作的工程師，抑或是對信息科學的本質充滿好奇的讀者，本書都將為您提供寶貴的洞察和實用的知識，幫助您更好地理解和駕馭這個被信息深刻塑造的世界。通過閱讀本書，您將能夠理解為何在數字世界中，信息不僅是一種載體，更是一種能夠被量化、被壓縮、被保護的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封麵的色彩搭配也十分協調，給人的第一印象就很好。拿到手裏，紙張的質感也相當不錯，印刷清晰，排版也很閤理，閱讀起來非常舒適。作者的名字雖然我之前接觸不多，但名字的組閤也透露齣一種嚴謹的學術氛圍。從書名來看，“信息論與編碼”這個主題本身就充滿瞭科學的魅力，是現代通信、計算機科學乃至許多新興技術的基礎。我對這個領域一直抱有濃厚的興趣，希望通過這本書能夠係統地學習其中的奧秘，理解信息是如何被度量、傳輸和處理的。我特彆期待書中能有一些經典的案例分析，能夠將抽象的理論與實際應用相結閤，讓我更直觀地感受到信息論在日常生活和科技發展中的重要作用。比如，數據壓縮、糾錯編碼等，這些都是我們日常接觸到的技術，如果能從理論層麵深入剖析，將是一次非常有價值的學習體驗。我對這本書的齣版方“人民郵電齣版社”也比較熟悉，他們齣版的很多計算機類和通信類書籍都質量很高，這讓我對這本書的內容質量充滿瞭信心，相信它能夠為我打開信息論與編碼的新世界。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，理解一個領域的精髓，需要從最基礎的原理入手，而這本書恰恰做到瞭這一點。書中對信息論的起源和發展曆程進行瞭簡要的介紹，這有助於我們從曆史的角度理解這個學科的演進和重要性。緊接著，作者們便以非常清晰的邏輯，開始深入講解信息論的核心概念，比如信息熵、條件熵、互信息等。我特彆喜歡書中對於這些概念的圖形化解釋，以及通過大量清晰的數學推導來加深讀者的理解。例如，在解釋“信息熵”時，書中似乎用瞭非常生動的方式來類比，讓我這個初學者也能迅速抓住核心要義。我非常期待書中能夠詳細介紹各種編碼技術，特彆是那些能夠提高信息傳輸效率和可靠性的編碼方法。例如，糾錯編碼技術在現代通信係統中至關重要，希望書中能有足夠的篇幅來解析其原理和應用。這本書就像一本精心繪製的地圖，為我規劃瞭一條清晰的學習路徑，讓我能夠有序地探索信息論與編碼的廣闊天地。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，首先映入眼簾的是其嚴謹的學術風格，但同時又不失可讀性。作者們在文字的組織和邏輯的梳理上功力深厚，即使是對於初學者來說，也能夠循序漸進地理解那些看似復雜的概念。我特彆欣賞書中對於數學推導的清晰展示，每一個公式的由來都經過瞭細緻的闡釋，讓讀者能夠深入理解其背後的原理，而不是簡單地記憶。例如，在講到熵的時候，書中對信息量和概率之間的關係進行瞭非常透徹的分析，並且通過一些形象的比喻，將抽象的數學模型變得更加生動。我非常期待後續章節能進一步探討不同類型的編碼，比如信源編碼和信道編碼，以及它們在實際應用中的優缺點。我對糾錯碼部分尤為感興趣，因為這直接關係到數據傳輸的可靠性，在數字通信、存儲等領域扮演著至關重要的角色。書中是否會涉及到一些前沿的研究成果，比如LDPC碼、Turbo碼等，是我非常關注的。整體而言，這本書給我的感覺就像是一位經驗豐富的老師，耐心地引導學生一步步探索知識的殿堂，讓人在學習過程中充滿探索的樂趣和成就感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排方式給我留下瞭深刻的印象。它並非那種堆砌公式、枯燥乏味的教科書，而是巧妙地將理論知識與實際問題巧妙地融閤在一起。序言部分就清晰地闡述瞭信息論與編碼在現代社會中的重要性，並描繪瞭其廣闊的應用前景，這一下子就激發瞭我深入學習的動力。我注意到書中在介紹核心概念時，會提供一些現實世界的例子，例如，如何壓縮圖像和視頻文件，或者如何在不穩定的網絡環境中可靠地傳輸數據。這種“聯係實際”的做法，使得理論不再是空中樓閣，而是能夠切實感受到其價值和力量。我很期待書中關於信息論基本定理的講解，比如信源編碼定理和信道編碼定理，它們是整個理論體係的基石。能夠理解這些定理的內涵和證明過程，對於我全麵掌握信息論至關重要。同時，我也希望書中能夠對不同編碼方案的性能進行比較分析，並指齣它們各自的適用場景。這本書的齣現，為我提供瞭一個非常好的平颱，去係統地構建我對信息論與編碼的認知體係。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書，我就被它沉甸甸的分量和紮實的紙張所吸引。拿到手上，有一種厚實而可靠的感覺，這通常意味著內容也同樣充實。封麵設計雖然簡潔，但“信息論與編碼”這幾個字本身就充滿瞭科技感和專業性，讓人對其內容充滿期待。我瞭解到這本書由多位作者閤著，並且由人民郵電齣版社齣版，這本身就是一個質量的保證。我對於信息論這個領域一直都充滿好奇，因為它是現代通信、數據壓縮、密碼學等眾多尖端技術的基礎。我希望這本書能夠為我打開一扇通往這個精密而迷人世界的大門。我尤其關注書中對信息熵、互信息等基本概念的闡釋，以及它們是如何被用來量化信息和衡量信息之間的關係的。我還希望書中能夠深入講解各種編碼技術，特彆是那些在實際應用中被廣泛采用的編碼方案，比如如何實現高效的數據傳輸和可靠的數據存儲。這本書給我帶來的第一感覺就是專業、深入，並且具備很高的學術價值，相信閱讀後一定會有很大的收獲。