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第1章 概论1

1.1 信息的概念和分类1

1.1.1 信息的概念1

1.1.2 信息的分类4

1.2 信息论的起源和发展4

1.2.1 信息论创立的理论基础和技术条件4

1.2.2 信息论的诞生和发展现状5

1.2.3 信息论的未来发展趋势6

1.3 信息论的研究内容7

1.3.1 通信系统模型7

1.3.2 信息论研究内容7

思考题8

第2章 离散信源熵9

2.1 基本概念9

2.2 离散信源熵的基本概念和性质9

2.2.1 单符号离散信源的数学模型10

2.2.2 自信息量及其性质10

2.2.3 信源熵及其性质13

2.3 多符号离散平稳信源熵19

2.3.1 多符号离散平稳信源的数学模型19

2.3.2 离散平稳无记忆信源熵20

2.3.3 离散平稳有记忆信源熵22

2.3.4 马尔可夫信源的极限熵25

2.3.5 冗余度、自然语信源及信息变差29

习题31

第3章 无失真离散信源编码33

3.1 基本概念33

3.2 离散无失真信源编码定理33

3.2.1 定长编码定理34

3.2.2 变长编码定理35

3.2.3 码字唯一可译条件36

3.3 香农编码38

3.4 费诺编码39

3.5 赫夫曼编码40

3.6 游程组合编码44

习题47

第4章 离散信道容量49

4.1 互信息量和平均互信息量49

4.1.1 单符号离散信道的数学模型49

4.1.2 互信息量及其性质49

4.1.3 平均互信息量及其性质52

4.1.4 各种熵之间的关系62

4.2 单符号离散信道的信道容量63

4.2.1 单符号离散信道容量定义63

4.2.2 几种特殊离散信道的信道容量64

4.2.3 离散信道容量的一般计算方法69

4.3 多符号离散信道的信道容量71

4.3.1 多符号离散信道的数学模型71

4.3.2 多符号离散信道容量定义72

4.3.3 离散无记忆扩展信道的信道容量73

4.3.4 独立并联信道的信道容量75

4.4 网络信息论76

4.4.1 多址接入信道的信道容量77

4.4.2 广播信道的信道容量79

4.4.3 相关信源的边信息和公信息80

习题82

第5章 纠错编码85

5.1 纠错编码的基本概念85

5.1.1 差错控制系统模型及分类85

5.1.2 纠错编码分类86

5.1.3 译码准则87

5.1.4 信道编码定理88

5.2 线性分组码88

5.2.1 线性分组码的基本概念88

5.2.2 线性分组码的编码88

5.2.3 线性分组码的译码89

5.2.4 典型码例92

5.3 循环码95

5.3.1 循环码的基本概念95

5.3.2 循环码的描述96

5.3.3 循环码的伴随多项式与检错101

5.3.4 BCH码与RS码102

5.4 卷积码104

5.4.1 卷积码的矩阵描述104

5.4.2 卷积码的多项式描述107

5.4.3 卷积码的状态转移图与栅格描述109

5.4.4 维特比（Viterbi）译码算法112

习题117

第6章 连续信源熵和信道容量121

6.1 连续信源熵121

6.1.1 连续信源熵的定义121

6.1.2 几种特殊连续信源的信源熵123

6.1.3 连续信源熵的性质和定理125

6.2 熵功率129

6.3 连续信道的信道容量131

6.3.1 连续信道的数学模型及信道容量定义131

6.3.2 加性连续信道容量计算和香农公式131

习题133

第7章 信息率失真函数135

7.1 基本概念135

7.1.1 失真函数与平均失真度136

7.1.2 信息率失真函数的定义139

7.1.3 信息率失真函数的性质140

7.2 离散信源信息率失真函数143

7.2.1 离散信源信息率失真函数的参量表达式144

7.2.2 二元及等概率离散信源的信息率失真函数146

7.3 连续信源信息率失真函数150

7.3.1 连续信源信息率失真函数的参量表达式150

7.3.2 高斯信源的信息率失真函数151

7.4 信息价值154

7.5 信道容量与信息率失真函数的比较157

习题157

第8章 限失真信源编码159

8.1 基本概念159

8.2 保真度准则下的信源编码定理159

8.3 量化编码160

8.3.1 最佳标量量化编码160

8.3.2 矢量量化编码164

8.4 相关信源编码167

8.4.1 预测编码167

8.4.2 差值编码169

8.5 变换编码172

8.5.1 子带编码172

8.5.2 小波变换173

习题175

第9章 密码安全性的信息论测度方法177

9.1 基本知识177

9.1.1 保密通信系统模型177

9.1.2 密码基本概念178

9.2 密码算法的安全性测度178

9.2.1 完善保密性179

9.2.2 唯一解距离180

9.3 古典代替密码的安全性分析180

9.3.1 加法密码的安全性分析181

9.3.2 乘法密码的安全性分析183

9.3.3 仿射密码的安全性分析185

9.4 边信息泄露的互信息分析186

9.4.1 数据加密标准简介186

9.4.2 DES算法的边信道安全性分析188

习题191

参考文献192