本课程的教学以解决通信的有效性问题和可靠性问题为导向,从信息量概念的引入、信息的度量开始,采用概率论、随机过程等数学方法,按香农三大定理的顺序介绍在通信系统中进行信息处理的基本原理和一般过程,在此基础上,介绍信源编码和信道编码的设计原理,以及多种经典编码算法。
我们将介绍狭义信息论(即香农信息论)和信源编码、信道编码理论的基本概念,包括信息的定义,信息的度量,信源熵、信道容量和信息率失真函数等;信源编码部分重点讲解信源编码的基本理论和方法,以及经典的Huffman编码、字典编码、算术编码的基本方法;信道编码部分重点讲解信道编码的基本方法及其在信息传输中的应用,重点讲授线性分组码的编、译码方法;循环码的编、译码方法和卷积码的编、译码方法。
《信息论与编码》课程的学习,对培养学生的科学思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力,都有重要的作用。本课程的教学目标是通过本课程的学习,使学生牢固掌握信源和信道的基本理论和一般方法,为进一步学习后续课程打下坚实的基础。
第一章 信源与信源编码
1.1 信息论概述
1.2 信源熵及其性质
1.3 熵与互信息
1.4 数据压缩与信源编码定理
1.5 典型无失真信源编码方法
典型无失真信源编码(一):Huffman编码
典型无失真信源编码(二):字典编码
典型无失真信源编码(三):算术编码
典型无失真信源编码(四):游程编码
典型无失真信源编码(五):分布式无失真编码-Slepian-Wolf编码
1.6 限失真信源编码
1.7 常用压缩标准与压缩技术
讨论
第一章单元测验
参考资料
1. 香农经典论文:通讯的数学原理
第二章 信道容量与信道编码
2.1 信道与信道容量
2.2 几种特殊信道的信道容量
2.3 一般离散无记忆信道的信道容量
2.4 波形信道的信道容量
奈氏准则与香农公式
2.5 错误概率、译码规则和有噪信道编码定理
讨论1
讨论2
第二章单元测验
第三章 差错控制与线性分组码
3.1 纠错码的概念
3.2 分组码的概念和纠错能力
3.3线性分组码及其矩阵表示
3.4校验阵和生成矩阵的关系
3.5伴随式及标准阵列译码
3.6汉明码
讨论
第三章单元测验
第四章 循环码
4.1 循环码的概念和多项式描述
4.2 循环码的基本定理及矩阵描述
4.3 循环码的编码
4.4 循环码的译码
4.5 CRC校验码
4.6 循环码的仿真
讨论
第四章 单元测试
第五章 BCH码
5.1 二元域的扩展
5.2 最小多项式
5.3 BCH码的编码
5.4 BCH码的译码
讨论
第五章 单元测试
第六章 卷积码
6.1 卷积码的概念
6.2 卷积码的编码方法
6.3 卷积码常见的表示方法
6.4 卷积码的译码
6.5 卷积码性能影响因素
6.6 卷积码-MATLAB与Simulink仿真
讨论
第六章 单元测试
第七章 新型信道编码与应用
7.1 LDPC码
7.2 Polar码(极化码)
7.3 灵活速率调制与编码
7.4 应用实例 - 相干光通信技术
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2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
1、Ranjan Bose,《信息论、编码与密码学》(第二版),机械工业出版社,2010。
2、曹雪虹,张宗橙编著,《信息论与编码》(第3版),清华大学出版社,2016。