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第1章 绪论1

1.1 信息概念1

1.1.1 信息的概念及其内涵1

1.1.2 香农信息定义2

1.2 信息论研究的基本问题和主要内容3

1.2.1 信息论研究的基本问题3

1.2.2 信息论研究的主要内容4

1.3 信息理论的发展及其在通信系统中的作用6

1.3.1 信息理论的形成及与其他学科的交叉发展6

1.3.2 编码技术的发展及其在通信系统中的作用7

相关小知识——香农生平9

第2章 离散信源11

2.1 离散信源的信息熵11

2.1.1 信源模型11

2.1.2 自信息12

2.1.3 信息熵13

2.1.4 联合熵与条件熵14

2.2 熵的基本性质15

2.3 信源的剩余度19

本章小结21

习题二21

综合拓展题23

相关小知识——熵的由来23

第3章 离散信道25

3.1 信道疑义度与平均互信息26

3.1.1 信道模型26

3.1.2 信道疑义度27

3.1.3 平均互信息及其性质28

3.2 信道容量32

3.2.1 信道容量的定义32

3.2.2 简单离散信道的信道容量33

3.2.3 对称离散信道的信道容量35

3.2.4 扩展信道与并联信道的信道容量38

3.2.5 香农公式45

3.2.6 保密容量与物理层安全48

3.3 有噪信道编码定理52

3.3.1 有噪信道编码定理52

3.3.2 编码定理的指导意义54

本章小结55

习题三56

综合拓展题58

第4章 信源压缩编码基础59

4.1 无失真可变长信源编码定理59

4.1.1 信源编码器59

4.1.2 无失真可变长信源编码定理62

4.2 保真度准则下的信源编码定理63

4.2.1 失真度与信息率失真函数63

4.2.2 保真度准则下的信源编码定理65

4.3 预测编码66

4.3.1 预测编码的基本原理及预测模型66

4.3.2 信源的线性预测编码67

4.3.3 语音的线性预测编码72

4.4 变换编码74

4.4.1 变换编码的基本原理75

4.4.2 典型的变换编码方法77

4.4.3 DCT压缩的特征81

4.5 统计编码82

4.5.1 统计编码的概念83

4.5.2 统计编码常用方法84

4.5.3 MH编码88

4.6 压缩编码应用综述90

4.6.1 声音压缩标准90

4.6.2 静止图像压缩标准92

4.6.3 视频压缩标准93

本章小结97

习题四97

综合拓展题99

相关小知识——霍夫曼生平99

第5章 信道编码基本原理100

5.1 概 述100

5.1.1 数字通信系统模型100

5.1.2 差错控制系统分类101

5.1.3 纠错编码分类103

5.2 信道编码的基本概念104

5.2.1 信道编码的一般方法104

5.2.2 信道编码的基本参数105

5.2.3 最大似然译码107

5.3 常用检错码110

5.3.1 奇偶校验码110

5.3.2 水平一致校验码111

5.3.3 水平垂直一致校验码111

5.3.4 群计数码112

5.3.5 等比码112

本章小结113

习题五113

综合拓展题113

第6章 线性分组码114

6.1 线性分组码的基本原理114

6.1.1 基本概念114

6.1.2 生成矩阵和一致校验矩阵115

6.1.3 线性分组码的译码及纠错能力121

6.1.4 汉明码简介129

6.2 循环码的基本原理130

6.2.1 基本概念130

6.2.2 循环码的编码135

6.2.3 循环码的一般译码方法138

6.2.4 循环汉明码及其派生码144

本章小结149

习题六149

综合拓展题151

相关小知识——汉明生平152

第7章 常用纠错码及其应用153

7.1 CRC码的应用及性能153

7.1.1 基本概念153

7.1.2 CRC码在数据链路协议中的应用155

7.1.3 CRC码在DECT标准中的应用155

7.1.4 CRC码在ATM中的应用156

7.2 BCH码及RS码的应用及性能158

7.2.1 基本概念158

7.2.2 CCSDS TC协议中的BCH编码159

7.2.3 DVB-H标准中的前向纠错方案165

7.2.4 RS码在存储系统中的应用166

7.3 卷积码的应用及性能168

7.3.1 卷积码的概念与描述方法169

7.3.2 卷积码在移动通信中的应用172

7.3.3 级联卷积编码系统在NASA系统中的应用174

7.3.4 宽带无线接入中的纠错编码175

7.4 交织技术177

7.4.1 基本概念177

7.4.2 移动通信中的交织180

7.4.3 CCSDS标准中的交织纠错方案182

7.5 编码调制技术182

7.5.1 TCM技术183

7.5.2 BCM技术184

7.5.3 BICM-ID技术186

本章小结189

习题七189

综合拓展题190

相关小知识——维特比简介190

第8章 纠错编码新技术191

8.1 迭代译码及消息传递机制191

8.1.1 迭代译码器的建模191

8.1.2 迭代译码器消息传递机制192

8.1.3 迭代译码器EXIT收敛性分析193

8.2 Turbo码195

8.2.1 MAP译码算法196

8.2.2 SOVA算法198

8.2.3 Turbo码的性能与应用199

8.2.4 双二进制Turbo码200

8.3 TPC码202

8.3.1 TPC码的构造202

8.3.2 TPC迭代译码算法203

8.3.3 TPC码的性能分析204

8.4 LDPC码205

8.4.1 LDPC码的概念及图模型205

8.4.2 基于消息传递机制的LDPC码迭代译码算法206

8.4.3 IEEE 802.1 6e中的LDPC码209

8.4.4 DVB-S2 中的LDPC码211

8.5 喷泉码215

8.5.1 LT编码215

8.5.2 Raptor码216

8.5.3 标准中的Raptor码218

8.6 网络编码220

8.6.1 随机网络编码221

8.6.2 物理层网络编码222

8.6.3 模拟网络编码223

8.6.4 复数域网络编码224

本章小结224

习题八225

综合拓展题225

相关小知识——LDPC码的发明人R.G.Gallager225

参考文献227

英文缩写名词对照表230