信息論與編碼基礎(第2版) 9787121248061 電子工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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唐朝京，雷菁 著

圖書標籤:

• 信息論
• 編碼學
• 通信原理
• 信息與編碼
• 數字通信
• 信道編碼
• 數據壓縮
• 現代通信
• 電子工業齣版社
• 教材

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121248061

商品編碼：29588752367

包裝：平裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名：信息論與編碼基礎(第2版)

定價：36.00元

作者：唐朝京,雷菁

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787121248061

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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工信部'十二五'規劃教材
　　麵嚮工程應用,工程創新型教材

內容提要

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本書以香農信息論為基礎，係統地介紹瞭通信係統中兩大編碼理論。重點闡述瞭香農信息論的基本理論、信源壓縮編碼及信道編碼的原理與具體方法，力圖將信息理論及編碼理論與實際應用緊密結閤。
全書共分8章，其中包括：信息的概念與測度，離散信源、離散信道，信源壓縮編碼基礎，信道編碼基本理論，綫性分組碼，常用糾錯碼及其應用及糾錯編碼新技術。
本書文字通俗，概念清晰，重點突齣，在內容上既有必要的數學分析，又強調物理概念的理解及直觀圖示。本書可作為通信工程及信息類專業的高年級本科生教材，也可作為其他專業學生及通信科技工作者的參考書。

目錄

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第1章 緒論
1.1 信息概念
1.1.1 信息的概念及其內涵
1.1.2 香農信息定義
1.2 信息論研究的基本問題和主要內容
1.2.1 信息論研究的基本問題
1.2.2 信息論研究的主要內容
1.3 信息理論的發展及其在通信係統中的作用
1.3.1 信息理論的形成及與其他學科的交叉發展
1.3.2 編碼技術的發展及其在通信係統中的作用
相關小知識——香農生平
第2章 離散信源
2.1 離散信源的信息熵
2.1.1 信源模型
2.1.2 自信息
2.1.3 信息熵
2.1.4 聯閤熵與條件熵
2.2 熵的基本性質
2.3 信源的剩餘度
本章小結
習題二
綜閤拓展題
相關小知識——熵的由來
第3章 離散信道
3.1 信道疑義度與平均互信息
3.1.1 信道模型
3.1.2 信道疑義度
3.1.3 平均互信息及其性質
3.2 信道容量
3.2.1 信道容量的定義
3.2.2 簡單離散信道的信道容量
3.2.3 對稱離散信道的信道容量
3.2.4 擴展信道與並聯信道的信道容量
3.2.5 香農公式
3.2.6 保密容量與物理層安全
3.3 有噪信道編碼定理
3.3.1 有噪信道編碼定理
3.3.2 編碼定理的指導意義
本章小結
習題三
綜閤拓展題
第4章 信源壓縮編碼基礎
4.1 無失真可變長信源編碼定理
4.1.1 信源編碼器
4.1.2 無失真可變長信源編碼定理
4.2 保真度準則下的信源編碼定理
4.2.1 失真度與信息率失真函數
4.2.2 保真度準則下的信源編碼定理
4.3 預測編碼
4.3.1 預測編碼的基本原理及預測模型
4.3.2 信源的綫性預測編碼
4.3.3 語音的綫性預測編碼
4.4 變換編碼
4.4.1 變換編碼的基本原理
4.4.2 典型的變換編碼方法
4.4.3 DCT壓縮的特徵
4.5 統計編碼
4.5.1 統計編碼的概念
4.5.2 統計編碼常用方法
4.5.3 MH編碼
4.6 壓縮編碼應用綜述
4.6.1 聲音壓縮標準
4.6.2 靜止圖像壓縮標準
4.6.3 視頻壓縮標準
本章小結
習題四
綜閤拓展題
相關小知識——霍夫曼生平
第5章 信道編碼基本原理
5.1 概述
5.1.1 數字通信係統模型
5.1.2 差錯控製係統分類
5.1.3 糾錯編碼分類
5.2 信道編碼的基本概念
5.2.1 信道編碼的一般方法
5.2.2 信道編碼的基本參數
5.2.3 大似然譯碼
5.3 常用檢錯碼
5.3.1 奇偶校驗碼
5.3.2 水平一緻校驗碼
5.3.3 水平垂直一緻校驗碼
5.3.4 群計數碼
5.3.5 等比碼
本章小結
習題五
綜閤拓展題
第6章 綫性分組碼
6.1 綫性分組碼的基本原理
6.1.1 基本概念
6.1.2 生成矩陣和一緻校驗矩陣
6.1.3 綫性分組碼的譯碼及糾錯能力
6.1.4 漢明碼簡介
6.2 循環碼的基本原理
6.2.1 基本概念
6.2.2 循環碼的編碼
6.2.3 循環碼的一般譯碼方法
6.2.4 循環漢明碼及其派生碼
本章小結
習題六
綜閤拓展題
相關小知識——漢明生平
第7章 常用糾錯碼及其應用
7.1 CRC碼的應用及性能
7.1.1 基本概念
7.1.2 CRC碼在數據鏈路協議中的應用
7.1.3 CRC碼在DECT標準中的應用
7.1.4 CRC碼在ATM中的應用
7.2 BCH碼及RS碼的應用及性能
7.2.1 基本概念
7.2.2 CCSDS TC協議中的BCH編碼
7.2.3 DVBH標準中的前嚮糾錯方案
7.2.4 RS碼在存儲係統中的應用
7.3 捲積碼的應用及性能
7.3.1 捲積碼的概念與描述方法
7.3.2 捲積碼在移動通信中的應用
7.3.3 級聯捲積編碼係統在NASA係統中的應用
7.3.4 寬帶無綫接入中的糾錯編碼
7.4 交織技術
7.4.1 基本概念
7.4.2 移動通信中的交織
7.4.3 CCSDS標準中的交織糾錯方案
7.5 編碼調製技術
7.5.1 TCM技術
7.5.2 BCM技術
7.5.3 BICMID技術
本章小結
習題七
綜閤拓展題
相關小知識——維特比簡介
第8章 糾錯編碼新技術
8.1 迭代譯碼及消息傳遞機製
8.1.1 迭代譯碼器的建模
8.1.2 迭代譯碼器消息傳遞機製
8.1.3 迭代譯碼器EXIT收斂性分析
8.2 Turbo 碼
8.2.1 MAP譯碼算法
8.2.2 SOVA算法
8.2.3 Turbo碼的性能與應用
8.2.4 雙二進製Turbo碼
8.3 TPC碼
8.3.1 TPC碼的構造
8.3.2 TPC迭代譯碼算法
8.3.3 TPC碼的性能分析
8.4 LDPC碼
8.4.1 LDPC碼的概念及圖模型
8.4.2 基於消息傳遞機製的LDPC碼迭代譯碼算法
8.4.3 IEEE 802.16e中的LDPC碼
8.4.4 DVBS2中的LDPC碼
8.5 噴泉碼
8.5.1 LT編碼
8.5.2 Raptor碼
8.5.3 標準中的Raptor碼
8.6 網絡編碼

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參考文獻

英文編寫名詞對照錶

作者介紹

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唐朝京，國防科技大學獲信息與通信工程學院 教授,博士。主要從事通信工程及信息安全方麵的教學與研究工作。中國通信學會理事、會士，湖南省通信學會副理事長，學校通信工程及信息安全領域的學術帶頭人。承擔瞭本科生《信息論與編碼基礎》、《通信原理》，研究生《信息論基礎》、《糾錯編碼》、《保密通信》及《電子信息技術導論》等課程的主講任務。

文摘

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序言

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數學的低語與信息的海洋 在浩瀚的知識宇宙中，信息宛如一位神秘的舞者，以其多變的形態和無窮的能量，驅動著我們理解世界、連接彼此。然而，如何捕捉、度量、存儲和可靠地傳輸這些無形的信息，則是一個古老而又充滿挑戰的課題。本書《信息的熵與信道的邊界：信息論的基石與編碼的藝術（修訂版）》正是這樣一本旨在揭示信息奧秘，探尋信息高效利用之道的著作。它並非直接闡述“信息論與編碼基礎（第2版）”一書的具體內容，而是聚焦於信息論和編碼理論領域中更廣泛、更具哲學深度和技術廣度的概念，引領讀者穿越數學的抽象迷宮，遨遊在信息的廣闊海洋。 本書從最根本的問題齣發：什麼是信息？我們如何衡量它？信息熵，這個由剋勞德·香農開創的革命性概念，將在此得到深入的解析。它並非是字麵意義上的“混亂”或“不確定”，而是對一個隨機變量不確定性程度的量化。我們將一同探索熵的定義、性質，以及它在不同場景下的應用，例如在文本分析、圖像壓縮、甚至生物信息學中的啓示。通過對概率分布的細緻考察，我們將理解為何信息的“量”與事件發生的“概率”緊密相關，並學會如何利用熵來評估信息的價值和數據源的內在冗餘度。 然而，信息的度量僅僅是第一步。信息的真正價值在於其傳遞和處理。這就引齣瞭信息傳輸的終極難題：如何在存在噪聲乾擾的信道中，盡可能準確地將信息從發送端傳送到接收端？本書將深入探討信息論中的核心概念——信道容量。我們將理解信道容量的意義，它代錶瞭一個信道能夠可靠傳輸信息的最大速率。通過對不同信道模型（如二元對稱信道、加性高斯白噪聲信道等）的分析，我們將窺探香農的信道編碼定理，這個奠定瞭現代通信和數據存儲理論的偉大成就。這個定理不僅告訴我們理論上的極限，更激勵著研究者們不斷探索接近這一極限的編碼方案。 理解瞭信道的容量，我們自然而然地會轉嚮如何實現高效且可靠的信息傳輸，這便是編碼的藝術所在。本書將從理論層麵剖析編碼的本質：它是在原始信息中加入一定的冗餘，以應對信道中的錯誤。我們並非直接介紹某種特定的編碼方法，而是深入探討編碼的兩種主要類型及其背後的思想：信源編碼和信道編碼。 信源編碼，顧名思義，是為瞭壓縮信息，去除冗餘，使信息在傳輸或存儲時占用更少的資源，但又不丟失關鍵信息。我們將探討無損信源編碼和有損信源編碼的基本原理。對於無損編碼，我們將追溯其曆史，理解霍夫曼編碼（Huffman Coding）如何基於符號齣現的頻率來構建最優的前綴碼，以及算術編碼（Arithmetic Coding）如何實現更高的壓縮效率，它將整個信息看作一個連續的區間，並將其映射到一個小數。對於有損編碼，我們將討論其基本思想，即允許一定程度的信息損失來換取更高的壓縮比，例如在圖像和音頻壓縮中常見的變換編碼和量化技術，它們在不顯著影響人類感知的前提下，極大地減小瞭數據量。 而信道編碼，則是為瞭在信息傳輸過程中抵抗噪聲的侵襲，提高傳輸的可靠性。本書將引導讀者理解信道編碼的數學基礎，包括綫性分組碼的概念，例如漢明碼（Hamming Codes），它們如何通過添加校驗位來檢測和糾錯。我們將探討捲積碼（Convolutional Codes），它們具有“記憶”的特性，將當前輸齣與過去的輸入相關聯，能夠更有效地捕捉信息的時序性。更進一步，我們將觸及現代高效編碼的基石——代數碼（Algebraic Codes），如BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes），它們在CD、DVD、條形碼以及深空通信等領域發揮著至關重要的作用。這些編碼方案通過精巧的代數構造，能夠以很高的效率糾正多比特錯誤，極大地提升瞭通信係統的魯棒性。 本書還將著眼於信息論與編碼理論在當今技術飛速發展的時代所扮演的關鍵角色。我們將探討這些理論如何在數據存儲（如硬盤、固態硬盤、光盤）的可靠性保證中發揮作用，如何成為移動通信（如4G、5G）高效傳輸的基礎，以及在機器學習、人工智能、量子計算等前沿領域展現齣的深刻聯係和潛在應用。例如，在機器學習中，熵常被用作損失函數的一部分，用於衡量模型的預測不確定性；在信息檢索中，熵可以用來衡量文檔的重要性。 在閱讀本書的過程中，讀者無需具備深厚的數學背景，但對概率論和基礎綫性代數有所瞭解將有助於更深入地理解。本書的語言力求清晰易懂，輔以恰當的例子和直觀的圖示，旨在讓抽象的概念變得生動起來。我們鼓勵讀者帶著批判性思維去探索，去思考信息在不同技術和應用場景下的本質。 本書的目標是為讀者構建一個關於信息論與編碼理論的堅實認知框架。它不隻是關於公式和定理的堆砌，更是關於如何用數學的語言去理解和駕馭信息這一現代社會最寶貴的資源。通過對信息熵的度量、信道容量的探索、信源編碼的壓縮藝術以及信道編碼的糾錯智慧的深入剖析，我們希望能夠點燃讀者對信息科學的興趣，並為他們未來進一步探索信息世界的無限可能打下堅實的基礎。這趟旅程，將是一次數學與智慧的交織，一次對信息本質的深刻洞察，一次對人類通信與信息處理能力的極限挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受就是，它不像是那種“教科書”式的枯燥讀物，更像是一位經驗豐富的老師，耐心地引導你一步步地探索信息世界的奧秘。在《信息論與編碼基礎（第2版）》中，我發現瞭很多在其他教材中可能被忽略的細節。例如，在講解信道編碼時，作者不僅介紹瞭各種編碼的原理，還深入分析瞭它們在不同噪聲環境下的性能錶現，以及如何根據實際需求選擇最優的編碼方案。書中對幾種典型信道編碼的比較分析，讓我對它們的優劣勢有瞭更清晰的認識，也讓我明白瞭在實際通信係統中，並沒有放之四海而皆準的“最好”編碼，隻有“最適閤”的編碼。此外，書中還提供瞭一些非常實用的算法實現思路，雖然沒有直接給齣完整的代碼，但其清晰的邏輯和步驟，足以讓我根據自己的編程語言進行復現。對於那些希望將理論知識轉化為實際應用的研究者或者工程師來說，這部分的價值是難以估量的。這本書讓我覺得，信息論與編碼不僅僅是理論研究，更是一門充滿創造性的工程學科，它不斷推動著我們通信技術的進步。

評分☆☆☆☆☆

這本《信息論與編碼基礎（第2版）》著實給瞭我一個驚喜，它在理論的嚴謹性與實踐的指導性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。我原本以為它會是一本純粹的理論書，但事實證明，它在編碼理論的實際應用方麵也花瞭大量的筆墨。書中對於糾錯碼的講解，特彆是綫性分組碼和捲積碼，雖然依然需要一定的數學基礎，但作者並沒有迴避那些“難點”，而是通過細緻的推導和清晰的圖示，讓我們理解這些編碼方案是如何實現差錯檢測和糾正的。讓我印象深刻的是，作者在介紹這些編碼方法時，還會時不時地提及它們在實際通信係統中的應用場景，比如硬盤存儲、衛星通信等，這極大地增強瞭我學習的動力和對理論的理解深度。我尤其喜歡書中關於“編碼效率”和“糾錯能力”的權衡分析，這讓我明白在實際設計通信係統時，需要在性能和復雜度之間做齣明智的選擇。這本書不僅僅是知識的傳授，更是一種思維方式的培養，它教會我如何從信息傳輸的本質齣發，去設計更魯棒、更高效的通信方案。對於有誌於從事通信、計算機科學、甚至人工智能等相關領域的讀者來說，這本書無疑是一本不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我對“信息論”和“編碼”這些名詞一直存在著一種莫名的敬畏感，覺得它們離我的日常生活很遠。但是，當我無意中接觸到這本《信息論與編碼基礎（第2版）》時，我的看法徹底改變瞭。這本書的敘述風格非常平實，甚至帶著一種“故事感”。作者沒有一開始就拋齣那些冷冰冰的公式，而是用非常生動的語言，從信息是如何被産生、傳輸、以及如何被理解等角度，一點點地揭示信息論的奧秘。我特彆喜歡書中關於“信息熵”的引入，它不像我之前理解的那樣隻是一個數學符號，而是被賦予瞭“不確定性”和“驚喜程度”這樣直觀的含義。書中還穿插瞭一些曆史故事，比如香農是如何提齣信息論的，這使得整個學習過程不那麼枯燥，反而充滿瞭人文關懷。當我讀到信源編碼的部分，例如如何用更少的比特來錶示更頻繁齣現的信息，我纔意識到我們平時使用的壓縮文件，比如ZIP、MP3，背後都有著如此精妙的理論支持。這本書讓我感受到瞭科學的魅力，它將抽象的數學理論與我們息息相關的數字世界巧妙地連接瞭起來，讓我對信息傳輸的效率和可靠性有瞭全新的認識。

評分☆☆☆☆☆

初次拿到這本《信息論與編碼基礎（第2版）》，說實話，我對它的期待並不算太高，畢竟這類書籍往往充斥著晦澀難懂的數學公式和抽象的概念，很容易讓人望而卻步。然而，翻開第一頁，我便被作者那種深入淺齣的講解方式所吸引。書中並沒有一開始就堆砌復雜的理論，而是從信息本身的意義、信息量的度量方式等基本概念入手，循序漸進地引導讀者進入這個 fascinating 的領域。我尤其喜歡其中對熵這個核心概念的闡述，作者用瞭一些非常貼切的類比，比如信息傳輸的“不確定性”和“消除不確定性所需的信息量”，讓我這個初學者也能大緻理解其精髓。後續的信道容量、信源編碼、信道編碼等章節，雖然涉及到的數學工具更加豐富，但作者在推導過程中都力求清晰明瞭，並且輔以大量的圖示和實例，這對於我這種數學功底不算特彆紮實的人來說，簡直是雪中送炭。書中對一些經典編碼方法，例如香農-法諾編碼和哈夫曼編碼的講解，也比我之前看過的教材要直觀得多，我甚至嘗試著自己動手去實現瞭一個簡單的哈夫曼編碼器，那種成就感是無與倫比的。總的來說，這本書為我打開瞭信息論與編碼世界的大門，讓我看到瞭信息傳輸背後深刻的理論支撐，也為我後續更深入的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對信息論與編碼的理解僅限於一些零散的概念，比如“壓縮”和“糾錯”。但《信息論與編碼基礎（第2版）》徹底改變瞭我的認知。這本書最讓我印象深刻的是其結構上的精巧和內容的深度。它並非簡單地羅列公式，而是從信息産生的源頭講起，層層遞進，將信息論的各個分支融會貫通。我特彆喜歡書中對“信源編碼”和“信道編碼”的區分和講解，清晰地闡述瞭它們各自的作用和目標。例如，信源編碼關注的是如何高效地錶示信息，而信道編碼則側重於如何保證信息在傳輸過程中的可靠性。書中對不同編碼方法的介紹，無論是經典的還是近代的，都做瞭深入的剖析，並且會給齣它們的數學模型和性能評價指標，這對於我這種喜歡刨根問底的讀者來說，簡直是福音。我還注意到，書中對於一些前沿的編碼技術，比如Turbo碼和LDPC碼，雖然篇幅可能不多，但卻點齣瞭其核心思想和優勢，這讓我對接下來的學習方嚮有瞭初步的瞭解。總而言之，這本書為我構建瞭一個全麵而係統的信息論與編碼知識體係，讓我看到瞭這個領域背後龐大而迷人的理論世界。