第1章 绪论 1
1.1 信息概念 1
1.1.1 信息的概念及其内涵 1
1.1.2 香农信息定义 2
1.2 信息论研究的基本问题和主要内容 3
1.2.1 信息论研究的基本问题 3
1.2.2 信息论研究的主要内容 4
1.3 信息理论的发展及其在通信系统中的作用 6
1.3.1 信息理论的形成及与其他学科的交叉发展 6
1.3.2 编码技术的发展及其在通信系统中的作用 7
相关小知识——香农生平 9
第2章 离散信源 11
2.1 离散信源的信息熵 11
2.1.1 信源模型 11
2.1.2 自信息 12
2.1.3 信息熵 13
2.1.4 联合熵与条件熵 14
2.2 熵的基本性质 15
2.3 信源的剩余度 19
本章小结 21
习题二 21
综合拓展题 23
相关小知识——熵的由来 23
第3章 离散信道 25
3.1 信道疑义度与平均互信息 26
3.1.1 信道模型 26
3.1.2 信道疑义度 27
3.1.3 平均互信息及其性质 28
3.2 信道容量 32
3.2.1 信道容量的定义 32
3.2.2 简单离散信道的信道容量 33
3.2.3 对称离散信道的信道容量 35
3.2.4 扩展信道与并联信道的信道容量 38
3.2.5 香农公式 45
3.2.6 保密容量与物理层安全 48
3.3 有噪信道编码定理 52
3.3.1 有噪信道编码定理 52
3.3.2 编码定理的指导意义 54
本章小结 55
习题三 56
综合拓展题 58
第4章 信源压缩编码基础 59
4.1 无失真可变长信源编码定理 59
4.1.1 信源编码器 59
4.1.2 无失真可变长信源编码定理 62
4.2 保真度准则下的信源编码定理 63
4.2.1 失真度与信息率失真函数 63
4.2.2 保真度准则下的信源编码定理 65
4.3 预测编码 66
4.3.1 预测编码的基本原理及预测模型 66
4.3.2 信源的线性预测编码 67
4.3.3 语音的线性预测编码 72
4.4 变换编码 74
4.4.1 变换编码的基本原理 75
4.4.2 典型的变换编码方法 77
4.4.3 DCT压缩的特征 81
4.5 统计编码 82
4.5.1 统计编码的概念 83
4.5.2 统计编码常用方法 84
4.5.3 MH编码 88
4.6 压缩编码应用综述 90
4.6.1 声音压缩标准 90
4.6.2 静止图像压缩标准 92
4.6.3 视频压缩标准 93
本章小结 97
习题四 97
综合拓展题 99
相关小知识——霍夫曼生平 99
第5章 信道编码基本原理 100
5.1 概 述 100
5.1.1 数字通信系统模型 100
5.1.2 差错控制系统分类 101
5.1.3 纠错编码分类 103
5.2 信道编码的基本概念 104
5.2.1 信道编码的一般方法 104
5.2.2 信道编码的基本参数 105
5.2.3 最大似然译码 107
5.3 常用检错码 110
5.3.1 奇偶校验码 110
5.3.2 水平一致校验码 111
5.3.3 水平垂直一致校验码 111
5.3.4 群计数码 112
5.3.5 等比码 112
本章小结 113
习题五 113
综合拓展题 113
第6章 线性分组码 114
6.1 线性分组码的基本原理 114
6.1.1 基本概念 114
6.1.2 生成矩阵和一致校验矩阵 115
6.1.3 线性分组码的译码及纠错能力 121
6.1.4 汉明码简介 129
6.2 循环码的基本原理 130
6.2.1 基本概念 130
6.2.2 循环码的编码 135
6.2.3 循环码的一般译码方法 138
6.2.4 循环汉明码及其派生码 144
本章小结 149
习题六 149
综合拓展题 151
相关小知识——汉明生平 152
第7章 常用纠错码及其应用 153
7.1 CRC码的应用及性能 153
7.1.1 基本概念 153
7.1.2 CRC码在数据链路协议中的应用 155
7.1.3 CRC码在DECT标准中的应用 155
7.1.4 CRC码在ATM中的应用 156
7.2 BCH码及RS码的应用及性能 158
7.2.1 基本概念 158
7.2.2 CCSDS TC协议中的BCH编码 159
7.2.3 DVB-H标准中的前向纠错方案 165
7.2.4 RS码在存储系统中的应用 166
7.3 卷积码的应用及性能 168
7.3.1 卷积码的概念与描述方法 169
7.3.2 卷积码在移动通信中的应用 172
7.3.3 级联卷积编码系统在NASA系统中的应用 174
7.3.4 宽带无线接入中的纠错编码 175
7.4 交织技术 177
7.4.1 基本概念 177
7.4.2 移动通信中的交织 180
7.4.3 CCSDS标准中的交织纠错方案 182
7.5 编码调制技术 182
7.5.1 TCM技术 183
7.5.2 BCM技术 184
7.5.3 BICM-ID技术 186
本章小结 189
习题七 189
综合拓展题 190
相关小知识——维特比简介 190
第8章 纠错编码新技术 191
8.1 迭代译码及消息传递机制 191
8.1.1 迭代译码器的建模 191
8.1.2 迭代译码器消息传递机制 192
8.1.3 迭代译码器EXIT收敛性分析 193
8.2 Turbo码 195
8.2.1 MAP译码算法 196
8.2.2 SOVA算法 198
8.2.3 Turbo码的性能与应用 199
8.2.4 双二进制Turbo码 200
8.3 TPC码 202
8.3.1 TPC码的构造 202
8.3.2 TPC迭代译码算法 203
8.3.3 TPC码的性能分析 204
8.4 LDPC码 205
8.4.1 LDPC码的概念及图模型 205
8.4.2 基于消息传递机制的LDPC码迭代译码算法 206
8.4.3 IEEE 802.1 6e中的LDPC码 209
8.4.4 DVB-S2 中的LDPC码 211
8.5 喷泉码 215
8.5.1 LT编码 215
8.5.2 Raptor码 216
8.5.3 标准中的Raptor码 218
8.6 网络编码 220
8.6.1 随机网络编码 221
8.6.2 物理层网络编码 222
8.6.3 模拟网络编码 223
8.6.4 复数域网络编码 224
本章小结 224
习题八 225
综合拓展题 225
相关小知识——LDPC码的发明人R.G.Gallager 225
参考文献 227
英文缩写名词对照表 230