信息论与编码（高等学校电子信息类专业系列教材）_冯桂、周林_9787302424277

信息论与编码（高等学校电子信息类专业系列教材）

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本书系统地介绍了两部分内容：香农信息论的三个基本概念(信源熵、信道容量和信息率失真)，以及对应这三个概念的香农三大编码定理；信源编码和信道编码的基本原理与经典方法，同时对接近香农极限的Turbo码和LDPC码也作了介绍。为了便于教学和加深读者对概念的理解及自检，本书每章后面都附有思考题与习题。本书尽量用通俗、生动的语言描述信息理论与信源、信道编码的基本概念，并通过例题和图表来说明基本概念及原理，因而比较适合工科相关专业的教学和读者自学（已掌握工科高等数学和工程数学的读者都能读懂本书）。本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程、信息工程及相关专业的本科生、研究生的教材或教学参考书，也可供从事相关专业的科研和工程技术人员参考。

1948年，香农（C.E.Shannon）发表的开创性的文章《通信的数学理论》为信息论和编码技术奠定了坚实的理论基础。信息论是信息科学中最成熟、最完整、最系统的一部分，它以活跃、新颖的思路和高效解决问题的方法显示出独特的魅力，在此基础上发展起来的数据通信和计算机技术，反过来又为信息编码技术的发展和应用创造了有利的环境。随着社会信息化的不断深入，信息论和编码技术已经渗透许多应用领域，展示出勃勃生机和巨大的发展前景。
信息论不仅在方法论的层面上解决通信的有效性和可靠性问题，而且在认识论的层面上帮助人们认识事物的本质。学完信息论之后，再重新审视周围的事物时，会产生许多新的看法和认识。用信息论的方法可以宏观地认识某些政治问题，也可以定量地解决某些经济问题，还可以分析、解释学习中存在的问题。总之，信息论是高层次信息技术人才所需掌握的、必不可少的基础知识，因而目前各高等院校的电子信息类专业的本科生、研究生都把信息论和编码技术作为一门重要的专业基础理论课。
由于信息论牵涉众多学科，需要广泛的数学基础，许多读者虽然认识到信息论和编码技术的重要性，但在繁杂的公式面前往往望而却步。针对这种情况，作者根据多年的教学经验，在编写过程中强调基本原理的理解，选材时充分考虑其实用性，把信息论涉及的数学知识限制在工科高等数学和工程数学的范畴内，尽量以通俗形象的语言描述定义、性质和结论的物理概念，叙述中重概念描述、少理论推导，在每章结尾还附有相应的思考题与习题以加深认识。因此，本书适于作为通信、信息工程类专业本科生、研究生的教材，也可作为其他专业学生及有关科技人员的参考书。
本书主要内容包括经典信息论的基本内容和主要结论、信息压缩编码的基本原理、提高通信可靠性的纠错编码理论和方法。全书共分8章，遵照由浅入深、循序渐进的教学规律，系统地组织教学内容。第1章绪论，介绍信息论与编码的基本概念、数字通信系统模型，以及信息论、信道编码和信源编码理论的主要发展历程和意义；第2章信源及其熵，介绍信源的数学模型和分类、离散信源的信息熵及其性质、连续信源的信息熵、信源的冗余度等；第3章信道及其容量，介绍信道的数学模型与分类、信道疑义度与平均互信息、离散信道的信道容量、连续信道的信道容量、信源与信道的匹配以及信道编码定理等；第4章信道编码，介绍信道编码的基本概念和经典信道编码理论，主要包括线性分组码、循环码和卷积码的概念及编码、译码算法等；第5章信源编码，介绍信源编码器及相关概念、无失真信源编码定理、变长编码和实用信源编码方法等；第6章信息速率失真函数，介绍失真测度、信息率失真函数、等概率与对称失真信源的信息率失真计算和保真度准则下的信源编码定理等；第7章现代信道编码技术，介绍近年来信道编码领域最重要的两种新技术——Turbo码和LDPC码，分别介绍二者的概念、基本原理和编、译码算法等；第8章MATLAB在信息论与编码分析中的应用，介绍MATLAB的使用基础、应用MATLAB分析离散信源和离散信道、信源和信道编码技术的MATLAB分析和仿真。本书第1、2、3、5章由冯桂编写，第4、6、7章由周林编写，第8章由冯桂、周林共同编写，全书由冯桂统稿。
本书获华侨大学教材建设基金资助。在编写过程获得了华侨大学通信工程系老师和研究生的支持与协助，在此表示感谢。
限于编者的水平，又加上时间比较仓促，书中难免有欠妥之处，殷切希望读者指正，将不胜感激。本书责编的Email： shengdl@tup.tsinghua.edu.cn。
编者2016年4月

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