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第1章 绪论1

1.1 基本概念1

1.1.1 信息的一般概念1

1.1.2 香农信息定义4

1.1.3 信息论与编码技术发展简史6

1.2 数字通信系统模型8

1.3 信息论与编码理论研究的主要内容和意义9

1.3.1 信息论研究的主要内容9

1.3.2 香农信息论对信道编码的指导意义10

1.3.3 香农信息论对信源编码的指导意义10

思考题与习题11

第2章 信源及其熵13

2.1 信源的数学模型和分类13

2.1.1 信源的数学模型13

2.1.2 信源的分类14

2.2 离散信源的信息熵及其性质18

2.2.1 自信息19

2.2.2 信息熵20

2.2.3 熵的基本性质22

2.3 离散无记忆信源的扩展信源26

2.4 离散平稳信源28

2.4.1 平稳信源的概念28

2.4.2 二维平稳信源29

2.4.3 一般离散平稳信源33

2.5 连续信源的信息熵34

2.5.1 单符号连续信源的熵34

2.5.2 波形信源的熵37

2.5.3 最大熵定理38

2.6 信源的冗余度39

2.6.1 信源效率39

2.6.2 信源冗余度40

2.7 离散无失真信源编码定理41

2.7.1 信源编码的基本概念41

2.7.2 香农第一定理43

思考题与习题45

第3章 信道及其容量47

3.1 信道的数学模型与分类47

3.1.1 信道的分类48

3.1.2 信道的数学模型49

3.1.3 单符号离散信道51

3.2 信道疑义度与平均互信息53

3.2.1 信道疑义度53

3.2.2 平均互信息54

3.2.3 平均互信息的性质58

3.3 离散无记忆的扩展信道61

3.4 离散信道的信道容量63

3.4.1 信道容量的定义63

3.4.2 简单离散信道的信道容量64

3.4.3 对称离散信道的信道容量67

3.4.4 离散无记忆N次扩展信道的信道容量69

3.5 连续信道的信道容量70

3.5.1 连续单符号加性高斯噪声信道的信道容量70

3.5.2 多维无记忆加性连续信道的信道容量72

3.5.3 限频限时限功率的加性高斯白噪声信道的信道容量76

3.6 信源与信道的匹配79

3.7 信道编码定理80

思考题与习题81

第4章 信息率失真函数85

4.1 失真测度86

4.1.1 系统模型86

4.1.2 失真度和平均失真度86

4.2 信息率失真函数及其性质及其性质88

4.2.1 信息率失真函数的定义88

4.2.2 信息率失真函数的性质89

4.3 离散无记忆信源的信息率失真函数92

4.3.1 等概率、对称失真信源的R（D）计算92

4.3.2 离散无记忆信源的信息率失真函数的参量表述94

4.4 连续无记忆信源的信息率失真函数100

4.4.1 连续无记忆信源的信息率失真函数的定义100

4.4.2 高斯信源的信息率失真函数101

4.4.3 连续无记忆信源的信息率失真函数的参量表述103

4.4.4 差值失真度量下连续无记忆信源的信息率失真函数104

4.5 保真度准则下的信源编码定理108

思考题与习题109

第5章 信源编码111

5.1 编码器和相关概念111

5.1.1 码的分类112

5.1.2 码树115

5.1.3 Kraft不等式117

5.2 变长编码118

5.2.1 香农码120

5.2.2 费诺码121

5.2.3 霍夫曼码123

5.3 限失真信源编码129

5.4 实用信源编码方法129

5.4.1 游程编码129

5.4.2 算术编码133

5.4.3 预测编码139

5.4.4 变换编码141

思考题与习题149

第6章 信道编码155

6.1 信道编码的概念155

6.1.1 信道编码的分类155

6.1.2 与纠错编码有关的基本概念157

6.1.3 检错与纠错原理162

6.1.4 检错与纠错方式和能力164

6.2 线性分组码166

6.2.1 线性分组码的基本概念166

6.2.2 生成矩阵和一致校验矩阵168

6.2.3 线性分组码的译码175

6.2.4 线性分组码的纠错能力178

6.2.5 汉明码181

6.3 循环码182

6.3.1 循环码的多项式描述183

6.3.2 循环码的生成矩阵184

6.3.3 系统循环码187

6.3.4 多项式运算电路188

6.3.5 循环码的编码电路190

6.3.6 循环码的译码电路192

6.3.7 常用的循环码195

6.4 卷积码200

6.4.1 卷积码的编码200

6.4.2 卷积码的译码208

思考题与习题213

第7章 MATLAB在信息论与编码分析中的应用217

7.1 MATLAB概述217

7.2 MATLAB运行环境简介219

7.2.1 命令窗口（Command Window）219

7.2.2 当前目录浏览器窗口（Current Directory Browser）221

7.2.3 工作空间浏览器窗口（Workspace Browser）222

7.2.4 数组编辑器窗口（Array Editor）224

7.2.5 M文件编辑／调试器窗口（Editor/Debugger）225

7.2.6 MATLAB的帮助系统225

7.3 MATLAB操作基础225

7.3.1 MATLAB的用户文件类型225

7.3.2 MATLAB数值计算功能226

7.3.3 MATLAB的图形功能231

7.4 MATLAB在信息理论分析中的应用236

7.4.1 离散信源的MATLAB分析236

7.4.2 离散信道的MATLAB分析237

7.4.3 应用MATLAB进行信息理论分析的实例237

7.5 MATLAB在编码技术分析中的应用239

7.5.1 信源编码技术的MATLAB分析239

7.5.2 信道编码技术的MATLAB仿真241

7.5.3 应用MATLAB进行编码技术分析的实例249

思考题与习题251

参考文献253