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第1章 概论 1

1.1网络信息论研究的三个基本问题 1

1.2网络信息论的发展历史 3

1.3网络信息论的应用 4

1.4网络信息论的未来发展方向 9

习题 11

参考文献 12

第2章 信道容量分析 13

2.1信息熵理论 13

2.2链式法则与信息处理 18

2.3互信息的链式法则 19

2.4离散信道的容量 20

2.4.1离散信道的容量 20

2.4.2信道容量的计算理论 22

2.5微分熵与连续信道的容量公式 25

2.5.1微分熵的定义 25

2.5.2微分熵与离散熵的关系 26

2.5.3相对熵与互信息 26

2.5.4微分熵的极值问题 29

2.5.5加性高斯噪声信道的信道容量公式 31

2.5.6 Shannon信道容量公式 33

2.6 Fano不等式与信道编码定理 35

2.7信道容量的迭代算法 38

习题 41

参考文献 43

第3章 图论与网络信息流 44

3.1图的基本概念 44

3.2树图 45

3.2.1树的基本性质 45

3.2.2图的支撑（生成）树 46

3.2.3最小支撑（生成）树及其算法 47

3.3最短路径问题及算法 48

3.3.1狄克斯拉（Dijkstra）算法 48

3.3.2福特-摩尔-贝尔曼（Ford-Moore-Bellman）算法 50

3.4网络最大流 51

3.4.1基本概念与定义 51

3.4.2最大流的计算——Ford-Fulkerson算法 54

3.5最小代价最大流问题 55

3.6信息流理论介绍 56

习题 58

参考文献 60

第4章 简单网络的信道容量 61

4.1引言 61

4.2并行高斯信道的容量 61

4.3有色高斯噪声信道的容量 63

4.4基于反馈机制的高斯信道的容量 65

4.5广播信道的容量 68

4.5.1几个典型广播信道的例子 68

4.5.2广播信道的一些基本定义 70

4.5.3几个广播信道的容量域分析 72

4.5.4改进的广播信道的容量界 75

4.6接力通信系统的信道容量 75

4.7非完全信息的接力模式的容量 77

4.8合作模式的传输容量 79

4.9有待研究的问题 82

习题 83

参考文献 84

第5章 多址信道的容量分析 85

5.1引言 85

5.2高斯多址信道的容量 85

5.3中心控制模式的多址系统 88

5.3.1固定用户发送功率的时分多址系统 88

5.3.2固定系统内平均发送功率的时分多址系统 88

5.3.3频分多址系统 89

5.3.4码分多址系统 89

5.4高斯多址信道容量的实现模式讨论 90

5.5多信源编码问题 91

5.6随机多址信道的容量分析 92

5.6.1多址接入系统的模型 93

5.6.2单时隙可实现的传输容量的定义 94

5.6.3基本的编码与解码策略 94

5.6.4公平准则下系统的最大可实现速率 97

5.7随机多址衰落信道的容量分析 100

5.7.1 Rayleigh信道模型的基本特征 100

5.7.2可实现传输速率分析 101

5.7.3公平准则下系统的最大可实现速率 104

5.8未来的研究方向 106

习题 107

参考文献 108

第6章 网络编码 109

6.1引言 109

6.2网络编码的存在性 111

6.3网络编码的增益 113

6.4网络编码的构造方法 114

6.4.1线性网络编码方法 114

6.4.2代数型网络编码方法 117

6.4.3随机网络编码方法 120

6.5网络编码的复杂度分析 121

6.5.1有线组播网络中编码节点的数目分析 121

6.5.2无线自组织网络中编码节点数目分析 126

6.6网络编码的实现问题 126

6.6.1网络编码的容量性能分析 126

6.6.2网络编码的延时模型 129

6.7网络编码的机会调度策略 133

6.7.1机会调度策略的原理 133

6.7.2机会调度网络编码的性能分析 134

6.8物理层网络编码 138

6.9应用层网络编码 139

6.10网络编码的应用 140

6.11网络编码与业务保密 144

6.12网络编码的发展趋势 146

习题 147

参考文献 148

第7章 数字喷泉技术 151

7.1引言 151

7.2数字喷泉码的设计策略 151

7.3随机线性数字喷泉编码 153

7.4 LT码 154

7.5 Raptor码 158

7.6信道的喷泉容量 159

7.7 Turbo喷泉编码 161

7.7.1并行Turbo喷泉 162

7.7.2 Multiple Turbo喷泉 163

7.7.3 Turbo喷泉的性能比较 164

7.8数字喷泉技术的应用 165

7.9数字喷泉码的发展 166

习题 166

参考文献 167

第8章 通信网络的跨层设计理论 168

8.1网络的分层结构 168

8.1.1应用层 168

8.1.2表示层 169

8.1.3会话层 169

8.1.4传输层 169

8.1.5网络层 170

8.1.6数据链路层 171

8.1.7物理层 172

8.2网络的跨层设计模式介绍 172

8.3跨层设计技术的应用 174

8.4无线网络的信息容量 178

8.4.1网络的传输容量 179

8.4.2网络的信息流容量 179

8.4.3网络的吞吐量 180

8.5无线网络的路由选择与优化 180

8.5.1纯路由处理技术 180

8.5.2干扰控制路由处理技术 182

8.6合作通信 185

8.7无线网络的空间处理 188

8.7.1 Rayleigh衰落信道下的网络模型 189

8.7.2数据传输层模型 189

8.7.3几个基本概念与应用 190

8.8未来的研究方向 192

习题 195

参考文献 195