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第1章 绪论1

1.1 信息论的形成与发展1

1.2 通信系统的模型3

1.3 信息论研究的内容6

第2章 信源与信源熵8

2.1 背景知识8

2.2 信源的数学模型和分类12

2.2.1 信源输出的消息由随机变量描述12

2.2.2 信源输出的消息由随机矢量描述14

2.3 离散信源的熵与互信息17

2.3.1 非平均信息量17

2.3.2 平均信息量24

2.4 熵的性质34

2.5 离散信源序列的熵37

2.5.1 消息序列信息量的一般表达式37

2.5.2 离散无记忆信源的熵38

2.5.3 离散有记忆信源的熵39

2.5.4 马尔可夫信源的熵46

2.6 连续信源的熵与互信息量49

2.6.1 幅度连续单个符号信源49

2.6.2 波形信源51

2.6.3 最大熵定理51

2.7 信源相关性与冗余度52

小结54

习题54

第3章 信道与信道容量58

3.1 信道分类58

3.2 单符号离散信道及其容量59

3.2.1 数学模型59

3.2.2 信道容量61

3.2.3 离散信道容量的迭代算法72

3.3 离散序列信道及其容量76

3.4 信源与信道的匹配80

3.5 连续信道及其容量80

3.5.1 连续单符号加性信道80

3.5.2 多维无记忆加性连续信道82

3.5.3 加性高斯白噪声波形信道85

小结86

习题87

第4章 离散信源编码理论89

4.1 信源编码的基本概念89

4.2 渐近等同分割性91

4.3 信源无失真编码94

4.4 信息率失真函数及性质104

4.4.1 失真测度104

4.4.2 信息率失真函数的定义107

4.4.3 信息率失真函数的性质110

4.5 信息率失真函数的计算115

4.6 信息率失真函数的迭代算法121

4.7 香农第三定理122

小结124

习题125

第5章 信源编码技术127

5.1 最佳变长编码127

5.1.1 香农码127

5.1.2 费诺码129

5.1.3 哈夫曼码130

5.2 编码的实现133

5.3 编码方法简介136

5.3.1 游程编码137

5.3.2 算术编码138

5.4 变换编码142

5.4.1 变换基本原理143

5.4.2 常用变换144

5.5 现代静态图像编码技术151

5.5.1 编码原理151

5.5.2 编码效率151

5.5.3 一般框架152

5.5.4 EZW算法152

5.5.5 SPIHT算法154

5.5.6 图像压缩国际标准JPEG2000156

5.6 星载图像压缩系统设计162

5.6.1 小波变换的硬件实现162

5.6.2 SPIHT的硬件实现164

5.6.3 JPEG2000的硬件实现164

5.7 文本编码简介166

小结167

习题167

第6章 有噪离散信道编码170

6.1 差错、差错控制系统分类170

6.2 纠错码的基本概念174

6.3 译码规则177

6.3.1 两种译码规则177

6.3.2 错误译码概率179

6.3.3 费诺不等式182

6.4 联合典型序列与联合渐进等分割定理184

6.5 香农第二定理186

6.5.1 有噪信道编码定理186

6.5.2 错误概率的上界189

小结189

习题190

第7章 信道编码技术192

7.1 线性分组码192

7.1.1 生成矩阵和校验矩阵194

7.1.2 一些特殊的线性分组码197

7.1.3 循环码199

7.1.4 BCH码、RS码207

7.1.5 线性分组码的硬判决译码208

7.2 卷积码212

7.2.1 卷积码编码及描述方式213

7.2.2 维特比译码215

7.2.3 卷积码译码错误概率分析220

7.2.4 删余卷积码225

7.2.5 码率匹配删余卷积码（RCPC）226

7.3 TCM码与级联码227

7.3.1 TCM码227

7.3.2 级联码229

7.4 Turbo码与LDPC231

7.4.1 Turbo码231

7.4.2 LDPC234

小结237

习题237

第8章 图论基础240

8.1 图的基本概念240

8.1.1 图中常用术语定义240

8.1.2 图的同构243

8.1.3 道路和回路243

8.2 树与图的生成树245

8.3 割集246

8.3.1 割集定义246

8.3.2 割集的性质246

8.4 网络流247

8.4.1 基本概念247

8.4.2 切割248

8.5 极大流－极小割定理250

8.6 确定极大流的标记算法251

8.7 最佳路径问题254

8.8 图论在通信网络中的应用257

小结258

习题259

第9章 网络编码理论261

9.1 网络编码理论简介261

9.1.1 网络编码理论的提出261

9.1.2 网络编码的基本概念261

9.1.3 网络编码研究现状262

9.2 网络编码性能分析264

9.2.1 网络编码的增益264

9.2.2 网络编码复杂度分析265

9.2.3 网络编码对组播通信性能的影响266

9.3 网络编码的基本原理268

9.3.1 网络编码模型268

9.3.2 线性网络编码270

9.3.3 随机网络编码272

9.4 网络编码的构造算法272

9.4.1 集中式网络编码算法272

9.4.2 分布式（随机）网络编码算法280

小结282

习题283

第10章 网络编码理论284

10.1 网络编码在P2P（对等）网络中的应用284

10.1.1 P2P的基本概念284

10.1.2 P2P应用实例——Aralanche286

10.2 网络编码在无线网络中的应用288

10.2.1 网络编码在无线自组织网络中的应用288

10.2.2 网络编码在无线网状网络中的应用289

10.2.3 网络编码在无线传感器网络中的应用291

10.3 网络编码在安全方面的应用293

10.3.1 网络安全编码的提出及发展现状293

10.3.2 基于计算复杂性理论的网络安全编码293

10.4 网络编码在其他方面的应用300

小结301

习题301

参考文献303