信息論與編碼技術（MATLAB實現）

朱春華

女，1976年8月出生，南陽人，副教授，碩士生導師，CCF會員。
分別於2000年、2004年、2013年畢業於鄭州大學，獲得工學學士、工學碩士和工學博士學位。
2004年6月至今於河南工業大學任教，主講本科生和研究生的《信息論與編碼》、
《鎖相技術》、《高頻電子線路》等課程。
近五年來獲河南工業大學骨乾教師、教師、工會工作者、就業先進個人等榮譽稱號。
先後主持河南工業大學骨乾教師項目1項，
創新人才項目1項，河南省教育廳項目2項、河南省科技廳項目3項、
國家自然科學基金應急管理項目1項、
國家自然科學基金面上項目1項，獲河南省教育廳成果獎一等獎1項、二等獎1項。
一作者在國內外期刊和國際會議發表論文20餘篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄9篇。
國家發明專利11項。
主要研究方向為寬帶無線通信和糧食信號處理，目前的研究興趣是無線層析成像技術在倉儲糧食異常糧情檢測中的應用。

目錄
第1章概論
1.1信息論的起源
1.2信息的定義
1.2.1信息的一般含義
1.2.2信息的本質
1.3信息論的基本思路
1.3.1非決定論觀點
1.3.2形式化假說
1.3.3不確定性
1.4通信系統的基本模型
1.5信息論的研究內容及應用
習題

第2章信源與信源熵
2.1離散信源的數學模型與分類
2.1.1離散單符號無記憶信源
2.1.2離散序列無記憶信源
2.1. 3離散序列有記憶信源
2.1.4離散無記憶信源的MATLAB建模
2.2離散信源的信息熵
2.2.1自信息
2.2.2信息熵
2.2.3聯合熵和條件熵
2.2.4熵的性質
2.2.5離散信源大熵定理的MATLAB實現
2.3離散序列信源熵
2.3.1離散無記憶信源的序列熵
2.3.2離散有記憶平穩信源的序列熵
2.3.3離散平穩信源極限熵
2.3.4馬爾可夫信源的熵
2.4連續信源熵
2.4.1連續信源的差熵
2.4.2連續信源的大熵定理
2.5連續平穩信源和波形信源熵
2.5.1連續平穩信源N維熵
2.5.2波形信源的熵率
2.6冗餘度
習題

第3章通道與通道容量
3.1互信息
3.1 .1互信息量
3.1.2平均互信息量與平均條件互信息量
3.1.3平均互信息的特性
3.1.4平均互信息凸性的MATLAB分析
3.2離散通道的數學模型與分類
3.2.1通道的分類
3.2.2通道的數學模型
3.3通道容量及其一般計算方法
3.3.1特殊離散通道的通道容量
3.3.2對稱離散通道的通道容量
3.3.3一般離散通道的通道容量
3.3.4 N次離散擴展通道的平均互信息與通道容量
3.3.5並聯通道的平均互信息與通道容量
3.3.6串聯通道的平均互信息與通道容量
3.3.7對稱離散通道的通道容量MATLAB分析
3.3.8離散無記憶通道的通道容量MATLAB分析
3.4連續通道和波形通道的通道容量
3.4.1單符號高斯加性通道
3.4.2限帶高斯白噪聲加性波形通道
3.4.3高斯通道的MATLAB建模
3.4.4多徑衰落通道的MATLAB建模
3.5信源與通道的匹配
習題

第4章限失真信源編碼
4.1平均失真和信息率失真函數
4.1.1失真度與平均失真度
4.1.2信息率失真函數
4.1.3信息率失真函數的特性
4.2離散信源的信息率失真函數
4.2.1二元信源的信息率失真函數
4.2.2離散對稱信源的信息率失真函數
4.3連續信源的信息率失真函數
4.4限失真信源編碼定理(香農三定理)
4.5常見的限失真信源編碼方法
4.5.1向量量化的MATLAB實現
4.5.2預測編碼
4.5.3變換編碼
習題

第5章無失真信源編碼
5.1編碼的基本概念
5.1.1編碼器的定義
5.1.2即時碼的碼樹構造法
5.1.3可譯碼與克拉夫特不等式
5.1.4碼性能評價參數
5.2無失真信源編碼定理
5.2.1定長編碼定理
5.2.2變長編碼定理(香農一定理)
5.2.3佳變長編碼及MATLAB實現
5.3實用的無失真信源編碼方法
5.3.1遊程編碼及其MATLAB實現
5.3.2算術編碼及其MATLAB實現
5.3.3 MH編碼及其MATLAB實現
5.3.4無損壓縮的JPEG標準
習題

第6章通道編碼
6.1通道編碼的基本概念
6.1.1差錯和差錯控制系統分類
6.1 .2通道差錯概率與譯碼規則的關係
6.1.3通道差錯概率與編碼方法的關係
6.1.4編碼後的信息傳輸率變化
6.1.5通道編碼的分類
6.2線性分組碼
6.2.1線性分組碼的編碼
6.2.2線性分組碼的譯碼
6.2.3完備碼
6.2.4線性分組碼的實現與模擬
6.3循環碼
6.3.1循環碼的定義
6.3.2循環碼的多項式描述
6.3.3循環碼的編碼
6.3.4循環碼的編碼電路
6.3. 5循環碼的譯碼
6.3.6循環碼的模擬實現
6.4捲積碼
6.4.1捲積碼的編碼
6.4.2捲積碼的譯碼
6.4.3捲積碼的模擬實現
6.5 Turbo碼
6.5.1 Turbo碼的編/譯碼原理
6.5.2 Turbo碼的模擬實現
6.6 LDPC碼
6.6.1 LDPC碼的編碼原理
6.6.2 LDPC碼的譯碼原理
習題
附錄A Turbo碼編譯碼實現的一個MATLAB程序實例
附錄B二進制LDPC編碼校驗矩陣對角化的一個MATLAB程序實例