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第一篇 信息论基础2

第1章 无失真信源与信息熵2

1.1信源特性与分类2

1.1.1信源的统计特性2

1.1.2信源的描述与分类2

1.2离散信源的信息熵6

1.2.1信息熵和信息量的基本概念6

1.2.2熵的数学性质8

1.2.3熵的公理化结构12

1.3离散序列信源的熵13

1.3.1离散无记忆信源的序列熵H（U）与消息熵HL（U）14

1.3.2离散有记忆信源的序列熵H（U）与消息熵HL（U）14

1.4互信息18

1.4.1单个消息的互信息18

1.4.2消息序列的互信息I（U；V）20

1.4.3信息不增性原理22

1.5冗余度23

1.6连续信源的熵与互信息25

习题33

第2章 限失真信源与信息率失真函数38

2.1引言38

2.2 R（D）函数的性质41

2.3离散信源R（D）函数的计算43

2.3.1等概率对称性失真信源 R（D）函数的计算43

2.3.2一般情况下的参量表达式46

2.3.3 R（D）函数的迭代算法49

2.4连续（模拟）信源的信息率失真函数R（D）51

习题58

第3章 信道与信道容量61

3.1信道的分类与描述61

3.1.1信道的分类61

3.1.2信道描述62

3.2无干扰离散信道63

3.3离散单个消息（符号）信道及其容量67

3.4离散消息序列信道及其容量73

3.4.1无记忆离散消息序列信道73

3.4.2有记忆离散消息序列信道74

3.5连续信道及其容量75

3.5.1连续单个消息信道及其容量75

3.5.2一般迭加性干扰的单消息连续信道76

3.5.3限时限频限功率的白色高斯噪声信道77

3.5.4有公共约束的连续消息序列信道80

3.6信道容量代价函数C（F）及信道冗余度82

3.6.1信道容量代价函数C（F）82

3.6.2信道冗余度83

3.7多用户信道83

3.7.1引言83

3.7.2多址信道85

3.7.3广播信道89

3.7.4相关信源的多用户信道92

习题93

第二篇 信息处理的实现方法98

第4章 信息与通信系统的优化98

4.1信息与通信系统的物理和数学模型98

4.2信息与通信系统的单指标优化102

习题106

第5章 信源编码107

5.1无失真信源编码108

5.1.1等长编码定理109

5.1.2变长编码定理112

5.1.3最佳变长编码—哈夫曼编码116

5.1.4算术编码121

5.2限失真信源编码定理124

5.3矢量量化编码128

5.3.1最佳标量量化编码128

5.3.2矢量量化编码129

5.4预测编码132

5.4.1预测编码的基本原理132

5.4.2预测编码的基本类型134

5.5变换编码137

5.5.1正交变换的基本数学知识137

5.5.2几种主要变换编码138

5.5.3小波变换编码147

5.6传真编码148

5.6.1文件传真的基本特性149

5.6.2三、四类传真机的实用化压缩编码152

5.7语音压缩编码158

5.7.1波形编码ADPCM基本原理160

5.7.2参量编码的线性预测编码器LPC162

5.7.3混合编码的各类方法163

5.7.4低延迟码激励线性预测（LD-CELP）编码器164

5.7.5共轭结构——代数码激励线性预测编码器166

5.7.6第三代移动通信中的语音编码167

5.7.7宽带语言编码169

5.8图像编码172

5.8.1第一代视频压缩编码174

5.8.2第二代视频压缩编码179

5.8.3新一代视频编码标准185

习题185

第6章 密码189

6.1密码学的基本概念189

6.2保密学的理论基础193

6.3序列（流）密码201

6.4分组（块）密码210

6.5公开密钥密码224

6.6认证系统229

6.7模拟消息加密体制236

6.8 GSM的鉴权与加密242

习题245

第7章 信道编码249

7.1信道编码的基本概念249

7.2线性分组码254

7.2.1线性分组码的基本概念254

7.2.2生成矩阵和监督矩阵255

7.2.3对偶码259

7.2.4系统码的编码与译码260

7.2.5汉明码264

7.3循环码264

7.3.1循环码的基本概念264

7.3.2循环码的生成多项式和生成矩阵266

7.3.3循环码的监督多项式和监督矩阵268

7.3.4编码与译码电路268

7.3.5循环码的增长与缩短272

7.3.6循环冗余校验272

7.4 BCH码273

7.5卷积码280

7.5.1卷积码编码281

7.5.2卷积码的译码286

7.5.3卷积码的距离特性294

7.6纠正突发错误码294

7.7交织码299

7.8级连码302

7.9信道编码的性能界限305

7.9.1信道编码定理305

7.9.2信道编码的构造性能界限309

7.10近仙农限的信道编码313

7.10.1产生背景313

7.10.2 Turbo码编、译码结构315

7.10.3 LDPC码317

7.11高效率信道编码TCM319

7.11.1 TCM提出的背景319

7.11.2两类距离的概念321

7.11.3 Ungerboeck子集划分理论322

7.11.4 TCM的实现324

7.11.5 TCM的应用325

习题327

附录 习题参考答案330