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第1章 绪论 1

1.1 信息的概念 1

1.1.1 信息 1

1.1.2 香农“信息”的定义 3

1.1.3 “信息”的度量 4

1.2 信息论的形成和发展 7

1.3 信息论的研究范畴 10

1.3.1 通信系统模型 10

1.3.2 信息论的研究内容 14

第2章 离散信源及其信息度量 18

2.1 信源的分类及描述 18

2.2 信源的数学模型 18

2.2.1 单符号离散信源 19

2.2.2 简单的连续信源 20

2.2.3 多符号离散信源 20

2.2.4 多维连续平稳信源和波形信源 21

2.3 信息的度量和信源熵 22

2.3.1 自信息、联合自信息与条件自信息 22

2.3.2 互信息和条件互信息 25

2.3.3 信息熵 28

2.4 信源熵的基本性质和定理 32

2.5 离散无记忆扩展信源 36

2.6 离散平稳信源 38

2.6.1 离散平稳信源的数学模型 39

2.6.2 离散平稳信源的信息熵和极限熵 39

2.7 马尔可夫信源 46

2.7.1 马尔可夫信源的定义 47

2.7.2 马尔可夫信源的信息熵 50

2.8 信源的相关性和剩余度 54

习题 57

第3章 离散信道及其信道容量 61

3.1 信道的分类及其描述 61

3.2 单符号离散信道的数学模型 62

3.3 平均互信息及其特性 66

3.3.1 平均互信息的定义 66

3.3.2 损失熵和噪声熵 67

3.3.3 平均互信息的特性 69

3.4 信道容量及其计算方法 75

3.4.1 信道容量的定义 75

3.4.2 无噪信道的信道容量 76

3.4.3 对称离散信道的信道容量 77

3.4.4 准对称离散信道的信道容量 80

3.4.5 一般离散信道的信道容量 81

3.5 多符号离散信道的数学模型 84

3.6 离散无记忆扩展信道的信道容量 88

3.7 组合信道及其信道容量 90

3.7.1 独立并联信道及其信道容量 90

3.7.2 串联信道及其信道容量 91

3.8 信源与信道的匹配 93

习题 94

第4章 无失真信源编码 98

4.1 信源编码器 98

4.2 无失真离散信源编码定理 102

4.2.1 无失真定长信源编码定理 103

4.2.2 无失真变长信源编码定理 107

4.3 霍夫曼码和其他编码方法 110

4.3.1 唯一可译码和即时码 110

4.3.2 香农码 112

4.3.3 霍夫曼码 114

4.3.4 费诺码 121

4.4 算术码 122

4.4.1 香农-费诺-埃利斯码 122

4.4.2 算术码 124

习题 127

第5章 波形信源和波形信道 130

5.1 波形信源的统计特性和处理方法 130

5.1.1 波形信源的统计特性 130

5.1.2 随机波形信源的处理方法 131

5.2 连续信源的信息度量 132

5.2.1 连续信源的熵及其性质 132

5.2.2 连续信源的最大熵 135

5.2.3 熵功率 138

5.3 波形信源的信息度量 139

5.4 波形信道的分类和处理方法 140

5.4.1 波形信道的分类 140

5.4.2 波形信道的处理方法 142

5.5 连续信道的信道容量 143

5.5.1 连续信道的平均互信息 143

5.5.2 连续信道的信道容量 146

5.6 波形信道的信道容量 150

5.6.1 波形信道的信息传输速率 150

5.6.2 波形信道的信道容量 151

习题 154

第6章 限失真信源编码 156

6.1 失真测度 156

6.1.1 失真函数 157

6.1.2 平均失真 160

6.1.3 保真度准则 161

6.2 信息率失真函数 161

6.2.1 信息率失真函数的定义 163

6.2.2 R（D）函数的性质 163

6.2.3 R（D）函数的计算 166

6.3 限失真信源编码定理 169

习题 171

第7章 有噪信道编码 174

7.1 有噪信道编码定理 174

7.1.1 平均错误概率 174

7.1.2 信道编码的基本思想 178

7.1.3 有噪信道编码定理 180

7.1.4 信道编码的途径 182

7.2 联合信源信道编码定理 183

7.3 信道编码的基本原理 187

7.3.1 信道编码的一般方法 187

7.3.2 信道编码的检错和纠错能力 188

7.3.3 最小汉明距离译码 190

7.4 线性分组码 191

7.4.1 线性分组码的编码 192

7.4.2 线性分组码的译码 196

7.4.3 完备码和汉明码 198

7.4.4 循环码 198

7.5 卷积码 201

7.5.1 卷积码的解析表示 201

7.5.2 卷积码的图形描述 204

7.5.3 卷积码的译码方法 206

7.5.4 递归型系统卷积码 210

7.6 Turbo码 211

7.6.1 Turbo编码 211

7.6.2 Turbo译码 212

习题 217

第8章 网络信息论初步 221

8.1 多用户信道 221

8.1.1 多址接入信道 222

8.1.2 广播信道 226

8.1.3 相关信源的多用户信道问题 227

8.2 无线信道 230

8.2.1 信道模型 230

8.2.2 圆对称复数高斯随机矢量 231

8.2.3 MIMO高斯信道容量 232

附录 概率论基础知识概要 234

参考文献 235