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第1章 绪论 1

1.1 网络信息流问题 1

1.2 最大流-最小割定理 1

1.3 点到点信息论 2

1.4 网络信息论 4

第一部分基础知识 17

第2章 信息度量和典型性 17

2.1 熵 17

2.2 微分熵 19

2.3 互信息 22

2.4 典型序列 25

2.5 联合典型序列 26

小结 30

文献说明 30

习题 32

附录2A条件典型性引理的证明 36

第3章 点到点信息论 37

3.1 信道编码 37

3.2 填充引理 44

3.3 有输入代价的信道编码 46

3.4 高斯信道 47

3.5 无损信源编码 52

3.6 有损信源编码 54

3.7 覆盖引理 60

3.8 二次高斯信源编码 62

3.9 信源-信道联合编码 64

小结 66

文献说明 67

习题 69

附录3A引理3.2 的证明 74

第二部分单跳网络 79

第4章 多址接入信道 79

4.1 离散无记忆多址接入信道 79

4.2 容量域的简单边界 80

4.3 容量域的多字母表达 81

4.4 分时 82

4.5 容量域的单字母表达 83

4.6 高斯多址接入信道 91

4.7 拓展到多于两个用户的情形 95

小结 95

文献说明 96

习题 96

附录4A集合Q势的界 100

第5章 退化的广播信道 101

5.1 离散无记忆广播信道 101

5.2 简单的容量域的界 102

5.3 叠加编码内界 103

5.4 退化的DM-BC 108

5.5 高斯广播信道 113

5.6 高低噪声广播信道和大小容量广播信道 117

5.7 推广 119

小结 120

文献说明 121

习题 121

第6章 干扰信道 127

6.1 离散无记忆干扰信道 127

6.2 简单编码方式 128

6.3 强干扰 131

6.4 高斯干扰信道 133

6.5 Han-Kobayashi内界 138

6.6 确定性内射干扰信道 141

6.7 半比特内的高斯干扰信道的容量区域 143

6.8 高斯干扰信道的确定性近似 148

6.9 推广到多于两个用户对 152

小结 153

文献说明 154

习题 155

附录6A引理6.2的证明 159

附录6B命题6.1的证明 160

第7章 有状态信道 163

7.1 有状态信息的离散无记忆信道 163

7.2 复合信道 164

7.3 任意变化信道 167

7.4 随机状态的信道 167

7.5 因果性状态信息对编码器可知 170

7.6 非因果性状态信息对编码器可知 172

7.7 污纸书写 179

7.8 经过编码的状态信息 183

小结 185

文献说明 185

习题 186

第8章 一般广播信道 191

8.1 退化消息集合的DM-BC 191

8.2 三接收端多层DM-BC 193

8.3 Marton内界 198

8.4 带有公共消息的Marton内界 205

8.5 外界 207

8.6 多于两个接收端时的内界 210

小结 212

文献说明 213

习题 214

附录8A互覆盖引理的证明 216

附录8 B Nair-El Gamal外界的证明 218

第9章 高斯矢量信道 221

9.1 点到点高斯矢量信道 221

9.2 高斯矢量多路输入信道 226

9.3 高斯矢量广播信道 228

9.4 高斯乘积广播信道 229

9.5 矢量污纸书写 234

9.6 含有私有消息的高斯矢量广播信道 235

小结 245

文献说明 245

习题 246

附录9A BC-MAC对偶性引理证明 247

附录9B支撑线的唯一性 248

第10章 分布式无损压缩 251

10.1 2-DMS的分布式无损信源编码 251

10.2 最优速率区域的内界和外界 252

10.3 Slepian-Wolf定理 252

10.4 有协助的无损信源编码 257

10.5 推广到多于两个信源的情形 261

小结 262

文献说明 262

习题 263

第11章 已知边信息的有损压缩 267

11.1 几个简单的特例 267

11.2 因果性边信息对解码器可知 268

11.3 非因果性边信息对解码器可知 273

11.4 边信息可能不存在的信源编码 278

小结 280

文献说明 280

习题 280

附录11A引理11.1证明 284

第12章 分布式有损压缩 285

12.1 Berger-Tung内界 285

12.2 Berger-Tung外界 290

12.3 二次高斯分布式信源编码 291

12.4 二次高斯CEO问题 298

12.5 Berger-Tung编码非最优 301

小结 302

文献说明 303

习题 303

附录12A马尔科夫引理的证明 305

附录12B引理12.3的证明 306

附录12C引理12.4的证明 307

附录12D引理12.6的证明 308

第13章 多重描述编码 311

13.1 DMS的多重描述编码 311

13.2 简单的特殊情况 312

13.3 El Gamal-Cover内界 314

13.4 二次高斯情况下的多重描述编码 317

13.5 连续修正 320

13.6 Zhang-Berger内界 322

小结 324

文献说明 325

习题 325

第14章 联合信源信道编码 327

14.1 2-DMS在DM-MAC中的无损通信 327

14.2 2-DMS在DM-BC上的无损通信 335

14.3 通用单跳网络 341

小结 344

文献说明 345

习题 345

附录14A引理14.1的证明 347

第三部分多跳网络 353

第15章 图网络 353

15.1 多播图网络 353

15.2 单播图网络的容量 355

15.3 多播图网络的容量 357

15.4 多消息图网络 362

小结 365

文献说明 366

习题 367

附录15A引理15.1的证明 369

第16章 中继信道 371

16.1 离散无记忆中继信道 372

16.2 容量的割集上界 373

16.3 直接传输的下界 375

16.4 解码-转发下界 375

16.5 高斯中继信道 383

16.6 部分解码-转发的下界 384

16.7 压缩-转发下界 386

16.8 RFD高斯中继信道 393

16.9 前瞻中继信道 398

小结 403

文献说明 404

习题 405

附录16A高斯RC的割集界 408

附录16B高斯RC的部分解码-转发 409

附录16C等价压缩-转发下界 411

第17章 交互信道编码 413

17.1 有反馈的点到点通信 413

17.2 带反馈的多址信道 419

17.3 带反馈的广播信道 428

17.4 带反馈的中继信道 429

17.5 双向信道 430

17.6 有向信息 433

小结 437

文献说明 438

习题 439

附录17A引理17.1的证明 442

第18章 离散无记忆网络 443

18.1 离散无记忆多播网络 443

18.2 网络解码-转发 445

18.3 有噪网络编码 449

18.4 离散无记忆多消息网络 459

小结 463

文献说明 464

习题 465

第19章 高斯网络 467

19.1 高斯多消息网络 467

19.2 容量标度律 472

19.3 Gupta-Kumar随机网络 474

小结 480

文献说明 481

习题 481

附录19A引理19.1的证明 483

附录19B引理19.2的证明 484

第20章 图网络中的压缩 487

20.1 分布式无损信源-网络编码 487

20.2 多重描述网络编码 489

20.3 交互信源编码 494

小结 501

文献说明 501

习题 501

附录20A引理20.1的证明 506

第四部分扩展内容 511

第21章 面向计算的通信 511

21.1 具有边信息时面向通信的编码 512

21.2 面向计算的分布式编码 515

21.3 面向计算的交互式编码 518

21.4 面向计算的级联编码 521

21.5 分布式有损平均问题 523

21.6 在多址接入信道上的计算 525

小结 526

文献说明 527

习题 527

第22章 信息论中的保密性 529

22.1 有窃听的信道 529

22.2 通过共享密钥实现保密通信 537

22.3 密钥协议：信源模型 538

22.4 密钥协议：信道模型 550

小结 553

文献说明 554

习题 555

附录22A引理22.1的证明 557

附录22B引理22.2的证明 558

附录22C引理22.3的证明 559

第23章 无线衰落信道 561

23.1 高斯衰落信道 561

23.2 快衰落下的编码 562

23.3 慢衰落下的编码 563

23.4 高斯矢量衰落信道 565

23.5 高斯衰落MAC 567

23.6 高斯衰落BC 572

23.7 高斯衰落IC 572

小结 574

文献说明 575

习题 575

第24章 网络与信息论 577

24.1 随机数据到达 578

24.2 随机接入信道 580

24.3 异步MAC 582

小结 589

文献说明 590

习题 591

附录24A引理24.1的证明 592

附录24B引理24.2证明 593

附录 597

A凸集与凸函数 597

B概率和估计 599

C对集合的势进行定界的方法 605

D Fourier-Motzkin消去法 611

E凸优化 615

参考文献 619

常用符号表 643

作者索引 645

中英文序词索引 651