《信息论与编码技术》教学大纲
一、课程信息
课程代码：T0808007
课程名称：信息论与编码技术
英文名称：Information Theory and Coding Techniques
课程类别：拓展课
总学时：36 学时
理论学时：36 学时
实践学时：2 学时
学分： 2 学分
开设学期：第6学期
适用对象: 通信工程本科专业学生
考核方式：考查
先修课程：信号与系统，数字信号处理，通信原理，概率论与数理统计
大纲拟定人：张岩
大纲审定人：吴顺伟
二、课程简介
《信息论与编码技术》课程是通信工程专业的专业拓展课，是通信工程专业的选修课程。本课程的主要内容是应用概率统计方法来研究信息的传输、存储和处理，建立通信系统的统计模型，对系统中的每个部分进行系统地描述，信息论理论应用于信源和信道就是编码。信息论与编码技术是一门对现代科学技术的发展具有重大的影响学科。本课程的教学目的是让学生了解香农信息论的基本内容，掌握其中的基本公式和基本运算，培养利用信息论的基本原理分析和解决实际问题的能力，为进一步学习通信和信息以及其他相关领域的高深技术奠定良好的理论基础。
第一章：概论
教学目标和要求：了解信息论的发展的历史，特别是香农信息论的发展；了解本书的主要内容；了解通信系统的模型，信息的传递，概率统计模型。
教学重点与难点：通信系统的数学模型
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论2学时实践0学时
第一节信息论的发展概况
信息的一般概念；香农信息定义；信息论与编码发展简史、数字通信系统模型
第二节信息论与编码理论的主要内容
第二章：信息熵
教学目标和要求：掌握熵的定义及其性质，掌握各种信源信息熵的相关理论，会计算各种信源的信息熵。
教学重点与难点：信息熵的定义及各种熵的计算
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论10学时实践0学时
第一节单符号离散信源
信源的数学模型及分类：信源的数学模型；信源的分类，离散信源的信息熵及其性质。自信息；信源的信息熵；熵的基本性质。
第二节多符号离散信源
离散无记忆信源的扩展信源，离散平稳信源，平稳信源的概念；二维平稳信源；一般离散平稳信源
第三节连续信源
单符号连续信源的熵；波形信源的熵；最大熵定理。
第四节离散无失真信源编码定理
第三章：信道容量
教学目标和要求：了解信道容量的定义，掌握各种信道的信道容量的计算方法
教学重点与难点：特殊信道的信道容量；连续信道的信道容量。
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论6学时实践0学时
第一节信道的数学模型与分类
信道的数学模型；信道的分类。
第二节信道疑义度与平均互信息
信道疑义度；平均互信息；平均互信息的性质。
第三节离散无记忆信道的扩展信道
第四节离散信道的信道容量
信道容量的定义；简单离散信道的信道容量；对称离散信道的信道容量；离散无记忆N次扩展信道的信道容量。
第五节连续信道的信道容量
连续单符号加性高斯噪声信道的信道容量；多维无记忆加性连续信道的信道容量；限频限时限功率的加性高斯白噪声信道的信道容量；
第六节信源与信道的匹配
第七节信道编码定理
第四章：信息率失真函数
教学目的与要求：了解信息率失真函数的相关定义，掌握各种信息率失真函数的计算方法。
教学重点与难点：失真函数，平均失真度，信息率失真函数定义及其计算
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论6学时实践0学时
第一节失真测度：系统模型；失真度和平均失真度
第二节信息率失真函数
信息率失真函数的定义；信息率失真函数的性质。
第三节离散无记忆信源下的信息率失真函数的计算
具有等概率、对称失真信源的计算；信息率失真函数的参量表述及计算（可选）。
第四节连续无记忆信源的信息率失真函数
连续无记忆信源的信息率失真函数的定义；高斯信源的信息率失真函数；连续无记忆信源信息率失真函数的参量表述（可选）；差值失真度量下连续无记忆信源信息率失真函数的计算（可选）。
第五节保真度准则下的信源编码定理
第五章：信源编码
教学目的与要求：掌握离散信源的各种编码方法，了解连续信源的编码。
教学重点与难点：香农编码；菲诺编码；霍夫曼编码
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论6学时实践0学时
第一节编码器及相关概念
码的分类；码树；Kraft不等式。
第二节最佳变长编码
香农码；费诺码；霍夫曼码。
第三节限失真信源编码
第四节实用信源编码方法：
游程编码；算术编码；预测编码；变换编码
第六章：信道编码
教学目的与要求：掌握相关概念、线性码、循环码的编码方法。
教学重点与难点：循环码的编码与解码
实践环节：无
建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授
教学学时：理论6学时实践0学时
第一节信道编码的概念
信道编码的分类；与信道编码有关的基本概念；检错与纠错原理；检错与纠错方式和能力。
第二节线性分组码
基本概念；矩阵表示；线性分组码的译码；线性分组码检错纠错能力；汉明码。
第三节循环码
循环码的多项式描述；循环码的生成矩阵；系统循环码；多项式运算电路；循环码的编码电路；循环码
的译码电路；常用循环码。
第四节卷积码
卷积码的编码；卷积码的译码。
四、大纲参考资料
教材：《信息论与编码技术》冯桂等编著，清华大学出版社， 2007年。
主要参考书目：
1、Thomas M.Cover, Joy A.Thomas，<<信息论基础>>（Elements of Information Theory, 英文影印版）,清华大学出版社，2003年
2、Robert J.McEliece,<<信息论与编码理论>>(The Theory of Information and Coding, (第2版),电子工业出版社, 2005年.
3、王育民李晖梁传甲，<<信息论与编码理论>> (第1版)，高等教育出版社， 2009年
信息论与编码知识点总结 信息论与编码 随着计算机技术的发展，人类对信息的传输、存储、处理、交换和检索等的研究已经形成一门独立的学科，这门学科叫做信息论与编码。我们来看一下信息论与编码知识点总结。 二、决定编码方式的三个主要因素 1。信源—信息的源头。对于任何信息而言，它所包含的信息都是由原始信号的某些特征决定的。 2。信道—信息的载体。不同的信息必须有不同的载体。 3。编码—信息的传递。为了便于信息在信道中的传输和解码，就需要对信息进行编码。三、信源编码（上） 1。模拟信号编码这种编码方式是将信息序列变换为电信号序列的过程，它能以较小的代价完成信息传送的功能。如录音机，就是一种典型的模拟信号编码。 2。数字信号编码由0和1表示的数字信号叫做数字信号。在现实生活中，数字信号处处可见，像电话号码、门牌号码、邮政编码等都是数字信号。例如电话号码，如果它用“ 11111”作为开头，那么这串数字就叫做“ 11”位的二进制数字信号。数字信号的基本元素是0和1，它们组成二进制数，其中每一个数码都是由两个或更多的比特构成的。例如电话号码就是十一位的二进制数。 我们平常使用的编码方法有： A、首部-----表明发送者的一些特征，如发送者的单位、地址、性别、职务等等B、信源-----表明信息要发送的内容C、信道-----信息要通过的媒介D、信宿-----最后表明接受者的一些特征E、加密码----对信息进行加密保护F、均
匀量化----对信息进行量化G、单边带----信号只在一边带宽被传输H、调制----将信息调制到信号载波的某一特定频率上I、检错---- 信息流中若发生差错，则输出重发请求消息 ，比如表达公式时，可写成“ H=k+m-p+x”其中H=“ X+m-P-k”+“ y+z-p-x”+“ 0-w-k-x”，这样通过不断积累，就会发现：用无 限长字符可以表达任意长度的字符串；用不可再分割的字符串表达字符串，且各字符之间没有空格等等，这些都表明用无限长字符串表达字符串具有很大的优越性，它的许多优点是有限长字符串不能取代的。同样的，在无线传输中也应采用无限长字符串作为无线数据帧的一个字符。用有限长字符串表达字符串，可提高信息存储容量，减少通信系统中数据传输的带宽，减少频谱占用的面积。
信息论及编码技术在通信领域中的应用研究 当今社会，信息技术日新月异，人们的生活和工作中离不开信息的传输和处理。而通信领域作为信息技术的重要组成部分，在实现信息交流、媒体传播、商业交易等方面都发挥着至关重要的作用。信息论及编码技术作为通信领域中的核心科技之一，受到了广泛的应用。 信息论是研究如何在信息传输中尽可能地减少误差，并提高传输效率，保证信 息传输的正确性和可靠性的一门学科。信息论主要研究信息的度量和传输方法。信息的度量可以理解为信息的表达方式，它是一个既定的数学模型。在实现信息传输过程中，为保证信息传输的正确性与可靠性，一般需要采用编码技术，以确保信息在传输过程中不受干扰，并且能够准确地达到接收端。编码技术是将信息进行编码，在传输过程中经过加密，其中涉及乱码、差错控制等技术，是保障信息传输的安全性的核心技术。 信息论及编码技术在实现数字通信、数字电视、移动通信、互联网等方面应用 非常广泛，下面就具体介绍一下它们的应用领域。 首先，数字通信领域是信息论及编码技术的最早应用领域之一。数字通信领域 中大量使用的编码技术包括循环冗余校验码(CRC)、海明码及卷积码等，并且采用 了调制技术，如调制线性调制(PSK、QAM)、载波调制(AM、FM)等用于数字信号 的调制。而在数字通信领域中采用的调制技术和编码技术的目的并不是解码，而是在目标信号源到目标接收器中传输时，使得信号的质量得到最佳改善，降低数据传输时的误码率。 其次，数字电视是信息论及编码技术的另一个应用领域。利用编码技术可以将 模拟电视制式转换成为数字电视制式，从而实现同一频段下提供更多的电视频道。数字电视广播采用的是MPEG-2编码，其中核心技术是转换、编码/解码、压缩、 差错控制等技术，可以实现在有限的带宽下，提高信号的清晰度、音质及色彩还原度。
信息论与编码第三版答案 《信息论与编码》是一本非常经典的书籍，已经成为了信息科 学领域中的经典教材。本书的第三版已经出版，相比于前两版， 第三版的变化不小，主要是增加了一些新内容，同时也对一些旧 内容做了修改和完善。 作为一本教材，上面的题目和习题都是非常重要的，它们可以 帮助读者更好地理解书中的相关概念和知识点，同时也可以帮助 读者更好地掌握理论和技术。因此，本文将介绍《信息论与编码》第三版中部分习题的答案，方便读者快速查阅和学习。 第一章：信息量和熵 1.1 习题1.1 Q：两个随机变量的独立性和无关性有什么区别？ A：独立性和无关性是两个不同的概念。两个随机变量是独立的，当且仅当它们的联合概率分布等于乘积形式的边缘概率分布。两个随机变量是无关的，当且仅当它们的协方差等于0。
1.2 习题1.7 Q：什么样的随机变量的熵等于0？ A：当随机变量的概率分布是确定的（即只有一个概率为1，其余全为0），其熵等于0。 第二章：数据压缩 2.5 习题2.9 Q：为什么霍夫曼编码比熵编码更加高效？ A：霍夫曼编码能够更好地利用信源的统计特征，将出现频率高的符号用较短的二进制编码表示，出现频率低的符号用较长的二进制编码表示。这样一来，在编码过程中出现频率高的符号会占用较少的比特数，从而能够更加高效地表示信息。而熵编码则是针对每个符号分别进行编码，没有考虑符号之间的相关性，因此相比于霍夫曼编码更加低效。
第四章：信道编码 4.2 习题4.5 Q：在线性块码中，什么是生成矩阵？ A：在线性块码中，生成矩阵是一个包含所有二元线性组合系 数的矩阵。它可以用来生成码字，即任意输入信息序列可以通过 生成矩阵与编码器进行矩阵乘法得到相应的编码输出序列。 4.3 习题4.12 Q：简述CRC校验的原理。 A：CRC校验是一种基于循环冗余校验的方法，用于检测在数 字通信中的数据传输错误。其基本思想是将发送数据看作多项式 系数，通过对这个多项式进行除法运算，得到余数，将余数添加 到数据尾部，发送给接收方。接收方将收到的带有余数的数据看 做多项式，使用同样的多项式除以一个预先定义好的生成多项式，
信息理论与编码 第一讲 1、信息论与编码的关系（重要） 信息论研究的是编码极限，首先要通讯就要编码，编码有各种方法，选取好的，压缩数据，从编码有效性来说，数据最短的最好，信息论告诉我们什么样的情况数据最短。 2、编码与通讯的关系 通讯就是把信息从A点传到B点的过程，信息要进行传递必须把信息加载到一定载体上而把信息指代给载体的过程就是编码，如果要通讯就一定要进行编码。 3、什么是摩尔斯码？ 摩尔斯码是人类第一个使用的编码，摩尔斯码是由点和划来表示常用的英文字母、标点符号以及10个阿拉伯数字的编码，通过这个编码就可以把通常的电报内容用电码形式传递出来。 4、SOS的含义 这三个救急信号是摩尔斯码里的“———”，不是英文缩写。 5、信息论的发展简史 1917年频分复用（载波）； 1924年采样定理；模拟—数字信号 1932年摩尔斯电报系统；
1948年Shannon发表论文“通讯的数学理论”，从而“信息论”诞 生了。 6、什么是加密编码？举例说明。 7、编码需要解决通讯中的哪三个问题？ 1)压缩数据； 2)检错和纠错； 3)通讯过程中的加密。 8.加密编码在信息通讯中的作用。举例说明（重要） 1）网上银行数字证书 2）二次世界大战美国人没有破译日本人的密码就会有更多人牺牲 IT时代信息的保密十分重要 1、什么是信息科学、信息论 信息科学是研究所有信息现象的一门学科，信息论研究通讯中的信息 传递、加密、压缩、纠错。 2、信息论和信息科学的关系、区别（重要） 信息论只要讲通讯里的信息处理问题（如信息传递、加密、收缩、纠错），范围窄；信息科学讲的是所有领域的信息处理问题，例如知识论等，范围广。信息论是信息科学中的一部分。 3、信息科学研究的范围和具体内容
学习信息论与编码心得范文三篇 学习信息论与编码心得范文三篇 学习信息论与编码心得1 作为就业培训，项目的好坏对培训质量的影响十分大，常常是决定性的作用。关于在学习java软件开发时练习项目的总结，简单总结为以下几点： 1、项目一定要全新的项目，不能是以前做过的 2、项目一定要企业真实项目，不能是精简以后的，不能脱离实际应用系统 3、在开发时要和企业的开发保持一致 4、在做项目的时候不应该有参考代码 长话短说就是以上几点，如果你想要更多的了解，可以继续往后看。 一：项目的地位 因为参加就业培训的学员很多都是有一定的计算机基础，大部分都具备一定的编程基础，尤其是在校或者是刚毕业的学生，多少都有一些基础。 他们欠缺的主要是两点：
（1）不能全面系统的、深入的掌握某种技术，也就是会的挺多，但都是皮毛，不能满足就业的需要。 （2）没有任何实际的开发经验，完全是想象中学习，考试还行，一到实际开发和应用就歇菜了。 解决的方法就是通过项目练习，对所学知识进行深化，然后通过项目来获取实际开发的经验，从而弥补这些不足，尽快达到企业的实际要求。 二：如何选择项目 项目既然那么重要，肯定不能随随便便找项目，那么究竟如何来选择呢?根据java的研究和实践经验总结，选择项目的时候要注意以下方面： 1：项目不能太大，也不能太小 这个要根据项目练习的阶段，练习的时间，练习的目标来判断。不能太大，太大了做不完，也不能太小，太小了没有意义，达不到练习的目的。 2：项目不能脱离实际应用系统 项目应该是实际的系统，或者是实际系统的简化和抽象，不能够是没有实战意义的教学性或者是纯练习性的项目。因为培训的时间有限，必须让学员尽快地融入到实际项目的开发当中去。任何人接受和掌握一个东西都需要时间去适应，需要重
信息论与编码的应用与发展 通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。信息论的内容之一。信道编码大致分为两类：①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。不是所有信道的编码定理都已被证明。只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明；其他信道也有一些结果,但尚不完善。 信道编码技术 数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。 提高数据传输效率,降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少,信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元,从而达到在接收端进行判错和纠错的目的,这就是我们常常说的开销。这就好象我们运送一批玻璃杯一样,为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况,我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来,这种包装使玻璃杯所占的容积变大,原来一部车能装5000各玻璃杯的,包装后就只能装4000个了,显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。同样,在带宽固定的信道中,总的传送码率也是固定的,由于信道编码增加了数据量,其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。将有用比特数除以总比特数就等于编码效率了,不同的编码方式,其编码效率有所不同。 数字电视中常用的纠错编码,通常采用两次附加纠错码的前向纠错（FEC）编码。RS编码属于第一个FEC,188字节后附加16字节RS码,构成（204,188）RS码,这也可以称为外编码。第二个附加纠错码的FEC一般采用卷积编码,又称为内编码。外编码和内编码结合一起,称之为级联编码。级联编码后得到的数据流再按规定的调制方式对载频进行调制。 前向纠错码（FEC）的码字是具有一定纠错能力的码型,它在接收端解码后,不仅可以发现错误,而且能够判断错误码元所在的位置,并自动纠错。这种纠错码信息不需要储存,不需要反馈,实时性好。所以在广播系统（单向传输系统）都采用这种信道编码方式。 下面是纠错码的各种类型: 1、RS编码 RS码即里德-所罗门码,它是能够纠正多个错误的纠错码,RS码为（204,188,t=8）,其中t是可抗长度字节数,对应的188符号,监督段为16字节(开销字节段）。实际中实施（255,239,t=8）的RS编码,即在204字节（包括同步字节）前添加51个全“0”字节,产生RS码后丢弃前面51个空字节,形成截短的（204,188）RS码。RS的编码效率是：188/204。 2、卷积码 卷积码非常适用于纠正随机错误,但是,解码算法本身的特性却是：如果在解码过程中发生错误,解码器可能会导致突发性错误。为此在卷积码的上部采用RS码块, RS码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发性错误。所以卷积码和RS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。卷积码分为两种： (1)基本卷积码: 基本卷积码编码效率为,η＝1/2, 编码效率较低,优点是纠错能力强。 (2)收缩卷积码: 如果传输信道质量较好,为提高编码效率,可以采样收缩截短卷积码。有编码效率为：η＝1/2、2/3、3/4、5/6、7/8这几种编码效率的收缩卷积码。 编码效率高,一定带宽内可传输的有效比特率增大,但纠错能力越减弱。 3、Turbo码 1993 年诞生的Turbo 码,单片Turbo 码的编码/解码器,运行速率达40Mb/s。该芯片集成了一个32×32 交织器,其性能和传统的RS 外码和卷积内码的级联一样好。所以Turbo码是一种先进的信道编码技术,由于其不需要进行两次编码,所以其编码效率比传统的RS+卷积码要好。 4、交织 在实际应用中,比特差错经常成串发生,这是由于持续时间较长的衰落谷点会影响到几个连续的比特,而信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才最有效（如RS只能纠正8个字节的错误）。为了纠正这些成串发生的比特差错及一些突发错误,可以运用交织技术来分散这些误差,使长串的比特差错变成短串差错,从而可以用前向码对其纠错,例如：在DVB-C系统中,RS(204,188)的纠错能力是8个字节,交织深度为12,那么纠可抗长度为8×12＝96个字节的突发错误。 实现交织和解交织一般使用卷积方式。 交织技术对已编码的信号按一定规则重新排列,解交织后突发性错误在时间上被分散,使其类似于独立发生的随机错误,从而前向纠错编码可以有效的进行纠错,前向纠错码加交积的作用可以理解为扩展了前向纠错的可抗长度字节。纠错能力强的编码一般要求的交织深度相对较低。纠错能力弱的则要求更深的交织深度。 下图是交织的原理图： 一般来说,对数据进行传输时,在发端先对数据进行FEC编码,然后再进行交积处理。在收端次序和发端相反,先做去交积处理完成误差分散,再FEC解码实现数据纠错。另外,从上图可看出,交积不会增加信道的数据码元。 根据信道的情况不同,信道编码方案也有所不同,在DVB-T里由于由于是无线信道且存在多径干扰和其它的干扰,所以信道很“脏”,为此它的信道编码是：RS＋外交积＋卷积码＋内交积。采用了两次交积处理的级联编码,增强其纠错的能力。RS作为外编码,其编码效率是188/204（又称外码率）,卷积码作为内编码,其编码效率有1/2、2/3、3/4、5/6、7/8五种（又称内码率）选择,信道的总编码效率是两种编码效率的级联叠加。设信道带宽8MHZ,符号率为 6.8966Ms/S,内码率选2/3,16QAM调制,其总传输率是27.586Mbps,有效传输率是27.586*(188/204)*(2/3)=16.948Mbps,如果加上保护间隔的插入所造成的开销,有效码率将更低。 在DVB-C里,由于是有线信道,信道比较“干净”,所以它的信道编码是：RS＋交积。一般DVB-C的信道物理带宽是8MHZ,在符号率为 6.8966Ms/s,调制方式为64QAM的系统,其总传输率是41.379Mbps,由于其编码效率为188/204,所以其有效传输率是41.379*188/204=38.134Mbps。 在DVB-S里,由于它是无线信道,所以它的信道编码是：RS＋交积＋卷积码。也是级联编码。 下图是DVB-T、DVB-C、DVB-S各自的信道编码方式： 5、伪随机序列扰码 进行基带信号传输的缺点是其频谱会因数据出现连“1”和连“0”而包含大的低频成分,不适应信道的传输特性,也不利于从中提取
《信息论与编码》课程总结 吴腾31202130 通信1204 信息论与编码是一门应用概率论、随机过程和数理统计等方法来研究信息的存储、传输、处理、控制和利用一般规律的科学。它主要研究如何提高信息系统的可靠性、有效性、保密性和认证性，以使信息系统最优化。 本书系统地论述信息论与纠错编码的基本理论。共9章,内容包括:信息的定义和度量；离散信源和连续信源的信息熵；信道和信道容量；平均失真度和信息率失真函数；三个香农信息论的基本定理:无失真信源编码定理、限失真信源编码定理和信道编码定理；若干种常见实用的无失真信源编码方法，以及信道纠错编码的基本内容的分析方法。 第1章首先讨论处信息的概念，进而讨论信息论这一学科的研究对象，目的和内容，并简述本学科的发展历史，现状和动向。本章需掌握的大多是记忆性内容，主要记住香农（C.E.Shannon）在1948年发表的论文《通信的数学理论》为信息论奠定了理论基础。通信系统模型以及其五个部分（信息源，编码器，信道，译码器信宿） 第2章首先讨论信源，重点研究信源的统计特性和数学模型，以及各类离散信源的信息测度—熵及其性质，从而引入信息理论的一些基本概念和重要结论。本章内容是香农信息论的基础。重点要掌握离散信源的自信息，信息熵（平均自信息量），条件熵，联合熵的的概念和求法及其它们之间的关系，离散无记忆的扩展信源的信息熵。另外要记住信源的数学模型。 第3章首先讨论离散信息信道的统计特性和数学模型，然后定量的研究信道传输的平均互信息及其性质，并导出信道容量及其计算方法。重点要掌握信道的数学模型，平均互信息的性质和算法以及与信息熵，条件熵之间的关系，会求一些特殊信道的信道容量，如：无噪无损信道，对称信道，准对称信道以及一般信道的信道容量的求法。 第4章讨论随机波形信源的统计特性和它的信息测度，以及波形信道的信道容量等问题。重点要掌握连续信源的差熵，联合差熵，条件熵，平均互信息的性质和求法以及它们之间的关系。注意：连续差熵与离散熵求法之间的区别。另外还要掌握均匀分布连续信源，指数分布，正太分布连续信源的熵以及信道容量的求法。 第5章着重讨论对离散信息源进行无失真编码的要求，方法及理论的极限，并得出一个极为重要的极限定理----香农第一定理。重点要掌握等长码，变长码，奇异码，非奇异码的定义，回即时码得树图构造法，惟一可译码的判断法，克拉夫特不等式的应用以及求码的平均长度。
信息论与编码的研究进展 ——量子信息学的研究进展
摘要 量子信息学，是量子力学与信息科学相结合的产物，是以量子力学的态叠加原理为基础，研究信息处理的一门新兴前沿科学。量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面，近年来在理论和实验上都取得了重大的突破。在此对于量子密码术、量子通信、量子计算机的研究成果进行基本介绍。 关键词：量子密码术、量子通信、量子计算机 正文 信息科学在推动社会文明进步和提高人类生活质量方面发挥着令人惊叹的作用。随着人类对信息需求的日益增加，人们也在不断地推进信息技术的发展，但是现有信息系统的功能已接近于极限值。电子计算机在过去30年中，每个芯片上集成的晶体管数目随时间呈指数增长，这个被称为摩尔定律的经验法则预示着，10多年以后计算机存储单元将是单个原子，电子在电路中的行为将不再服从经典力学规律，取而代之的是量子力学规律。于是就提出了量子效应究竟会对计算机运算速度产生什么样影响的问题。因此，信息科学的进一步发展必须借助于新的原理和新的方法。 由于量子特性在信息领域中有着独特的功能，在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有的经典信息系统的极限，因而量子力学便首先在信息科学中得到应用，一门新的学科分支——量子信息学也应运而生。该学科是量子力学与信息科学相结合的产物，是以量子力学的态叠加原理为基础，研究信息处理的一门新兴前沿科学。量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面，近年来在理论和实验上都取得了重大的突破。 1. 量子密码术 加密是保障信息安全的重要手段之一。当前最常用的加密技术是用复杂的数
信息论与编码_杭州电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.【图片】该信道的信道容量是（）bit/符号。 参考答案: log4-H(1/3,1/3,1/6,1/6); 2.对于离散无记忆平稳信源的N次扩展信源，其熵为扩展前信源熵的N倍。 参考答案: 正确 3.对应对称的DMC信道，当输入呈什么分布时，信道到达信道容量。 参考答案: 等概率分布 4.在X-Y-Z的信息传递中，信息不增性原理表示为I(X;Z)>=I(Y;Z)。 参考答案: 错误 5.信道容量随信源输出的概率分布的变化而变化。 参考答案: 错误 6.已知8个码组为（000000）、（001110）、（010101）、（011011）、 （100011）、（101101）、（110110）、（111000），若只用于检错，可检测出（）位错码。
参考答案: 2 7.突发差错始终以相等的概率独立发生于各码字、各码元、各比特。 参考答案: 错误 8.(7,3)码的监督矩阵有3行，生成矩阵有4行。 参考答案: 错误 9.根据香农容量公式可知，通过增大带宽可以无限的提高信道容量，只是提高 的速度会变慢 参考答案: 错误 10.二进制对称信道中，当信道转移概率中正确、错误的概率相等时，此信道不 能传递信息。 参考答案: 正确 11.某信道输入熵为H(X)，输出熵为H(Y)，若信道为无噪有损信道，其容量为 H(X)。 参考答案: 正确
12.连续信源限峰值条件下正态分布具有最大熵。 参考答案: 错误 13.关于信息熵在通信系统中的描述，以下错误的是（）。 参考答案: 条件熵H(X|Y)可以看作是信道上的干扰和噪声使接收端获得Y之后对X还有的平均不确定度，又称为噪声熵。 14.必然事件和不可能事件的自信息量都是0 。 参考答案: 错误 15.通常所说的符号差错概率（误码元率）是指信号差错概率，而误比特率是指 信息差错概率。 参考答案: 正确 16.当离散信源输出服从（）分布时，其熵为最大 参考答案: 等概率分布 17.信源变长编码的核心问题是寻找紧致码（或最佳码），霍夫曼编码方法构造 的是最佳码。
A10电信汪艳 100403139 电子信息工程导论 —信息论与编码基础理论之学习 【摘要】随着计算机技术、通信技术和网络技术等信息技术的快速发展，信息技术已经成为当今社会应用范围最广的高新技术之一。信息论是信息技术的主要理论技术基础之一，它的一些基本理论在通信、计算机、网络等工程领域中得到了广泛的应用。目前，信息论所研究的范畴已经超过了通信及其相近学科，在其他学科应用也很广泛。本学期我们开设了“电子信息工程导论”这一课程，我在其中对信息论的基础理论有了初步的了解，借此文对信息论基本理论及应用问题进行论述。 【关键词】信息论电子信息工程通信网络 Basic Theory Study Of Information Theory And Coding Abstract: With the rapid development of information technologies such as computer technology, communication technology and network technology, information technology has become one of the most advanced technologies widely used in modern society. Information theory is one of the main theoretical base of information technology. Some of its basic theories are widely used in engineering fields like communication,computer and network.Recently,the categories of the study of information theory has exceeded communication and similar disciplines,and is widely used in other disciplines.This term,we’re offered the course" Electronic And Information Engineering Introduction ",I have a preliminary understanding about the basic theory of information theory.This paper is to discuss the basic theories and application problems
信息论与编码课程设计 一、课程背景 信息和通信技术的快速发展，使得我们的生活变得越来越依赖于数字信息处理。在现代通信系统中，信息的传输、存储、处理和安全性等方面的问题得到了广泛的关注和研究。而信息论和编码技术作为数字通信系统的基础知识和技能之一，对于了解数字通信和信息处理领域具有重要的意义。 二、课程目标 本门课程旨在使学生掌握以下内容： 1.熟悉信息论的基本概念和理论框架； 2.理解信源编码和信道编码的基本原理和实际应用； 3.掌握一些典型的编码技术，如香农编码、哈夫曼编码、CRC 等； 4.能够分析和评估不同的编码方案，并设计实际的编码系统； 5.熟练掌握 MATLAB 编程，通过编程实现和模拟不同的编码方案。 三、课程教学方式 本门课程采用讲授理论基础、案例分析、编码设计实践、编程实现等多种教学 方式相结合，注重理论与实践的结合，充分激发学生的学习兴趣和创新思维。 四、课程内容 1. 信息论基础 信息的概念和量化，信息的熵和条件熵，信息的熵编码和香农编码，信道容量 和误差概率等内容。
2. 信源编码 离散无记忆信源的编码，霍夫曼编码，自适应霍夫曼编码，算术编码等内容。 3. 信道编码 编码和译码的基本概念，线性块编码，循环冗余校验码CRC，卷积码，卷积码译码等内容。 4. 码量与码率控制 码率控制的概念，码率控制的基本方法，码率控制的实现等内容。 5. 信道编码的应用 无线通信系统中信道编码的应用，如GSM和CDMA系统等，数字电视的信道编码等内容。 五、课程设计 1. 课程设计目标 本门课程设计的目标是让学生通过实际的编码设计和仿真实现对课程所学理论知识的理解和掌握，提高学生的创新能力和实际应用能力。 2. 课程设计内容 1.实际编码案例的分析和评估； 2.编码方案的设计和实现； 3.编码方案的性能分析和比较； 4.编码系统的仿真和调试。 3. 课程设计时间安排 •第一周：课程设计介绍和案例选题； •第二周：方案设计和实现；
计算机科学中的信息论与编码信息论与编码是计算机科学中的重要理论，它们对于信息的传输、 存储和处理起着至关重要的作用。信息论主要研究信息的度量和传输 的可靠性，而编码则是将信息以有效的方式表示和传递的技术手段。 本文将介绍信息论和编码在计算机科学中的应用，并探讨其对现代计 算机技术的影响。 一、信息论的基本概念 信息论是由香农在1948年提出的一门学科。它通过熵和信息量的 概念，量化了信息的度量和传输的质量。熵是信息理论中的关键概念，用来表示一个随机变量的不确定性和信息量的平均值。计算机系统中 的信息可用二进制表示，因此信息的度量单位是比特（bit）。 二、信息论的应用 1. 数据压缩 信息论的一个重要应用是数据压缩。利用信息论的原理，可以设计 出高效的压缩算法，将大量的数据压缩成较小的文件。常见的数据压 缩算法有哈夫曼编码、LZ编码等。这些算法通过统计字符或者字符组 合出现的频率，将频率高的字符用较短的编码表示，从而实现数据的 有损或无损压缩。 2. 信道编码
信道编码是信息论的另一个重要应用领域。在数据传输过程中，由 于信道噪声等原因，数据容易出现误码。为了提高传输的可靠性，可 以使用信道编码技术。常见的信道编码方案有纠错码和调制码，它们 可以通过增加冗余信息或者改变信号的特性，提高传输系统的容错能力。 三、编码的基本原理 编码是将信息转换成特定的符号或者编码字，以便能够有效地表示 和传输。在计算机科学中，常见的编码方式有ASCII码、Unicode和UTF-8等。ASCII码是一种最早的字符编码方式，它将每个字符映射为 一个7位的二进制数。Unicode是一种全球通用的字符编码标准，它使 用16位或32位的二进制数表示字符。UTF-8则是Unicode的一种变体，它采用可变长度的编码方式，可以表示任意字符。 四、编码的应用 1. 信息存储 编码在信息存储中起着关键作用。计算机系统中的文件和数据都需 要以某种方式进行编码才能存储和读取。不同的数据类型使用不同的 编码方式，例如图片可以使用JPEG、PNG等图像编码格式，音频可以 使用MP3、AAC等音频编码格式。 2. 网络通信
《信息论与编码技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：B022303 课程名称：信息论与编码技术 英文名称：Information Theory and Coding 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、信号与系统 适用专业：通信工程 课程类别：专业教育选修课程/拓展课程 课程总学时/学分：32/2 （其中理论32学时，实验0学时） 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1．理解信息、平均互信息的定义和性质、各种熵的定义及其之间的关系，掌握离散平稳信源条件熵和极限熵、信道容量、率失真函数的含义，掌握香农编码、费诺编码、哈夫曼编码等常见信源编码以及线性分组码、循环码、卷积码等常见信道编码的基本理论。 2．能够运用信息论的基本理论研究分析通信领域的工程问题，通过信源编码和信道编码实现通信的有效性和可靠性。 3．通过对信息论的学习，提升运用科学方法分析解决实际问题的能力、逻辑思维能力、数学推理能力以及数学表达能力，培养创新意识和反思精神。 四、教学内容、要求及重难点 第一章绪论（2学时） 教学要求： 1．了解信息论的产生、发展、应用，为以后学习打下基础。 2．掌握通信系统模型及模型中各部分的作用。
教学重点： 信息的概念和信息论研究的主要内容；通信系统模型。 教学难点： 信息、消息与信号的联系与区别。 第二章信源与信息熵（6学时） 教学要求： 1．掌握信源的分类。 2．熟练掌握离散信源自信息量、互信息量等的定义。 3．掌握离散无记忆信源、有记忆信源的序列熵。 4．了解连续信源熵和互信息；理解冗余度的概念。 教学重点： 平均互信息的定义和性质；各种熵的定义及其之间的关系；离散平稳信源条件熵和极限熵；马尔可夫信源的特点及其极限熵的求解。 教学难点： 各种熵之间的关系；最大连续熵定理和离散无失真信源编码定理。 第三章信道与信道容量（4学时） 教学要求： 1．掌握信道的分类、信道容量的定义。 2．掌握无干扰离散信道、对称DMC信道、准对称DMC信道容量计算方法。 3．掌握限时限频限功率的加性高斯白噪声信道容量的计算公式。 4．了解一般DMC信道、离散序列信道容量的计算方法；了解连续单符号加性信道、多维无记忆加性连续信道容量的计算。 5．理解信源与信道相匹配的含义。 教学重点： 信道分类及信道模型；无干扰离散无记忆信道；加性干扰无记忆信道。 教学难点： 离散序列信道及容量。 第四章信息率失真函数（4学时） 教学要求： 1．理解失真函数、平均失真的定义。 2．熟练掌握信息率失真函数R(D)的定义及性质。 3．理解信息率失真函数与信道容量的区别。 4．了解离散信源和连续信源的R(D)计算。 教学重点：
信息论与编码的应用与发展前景成都理工大学 啊 信息论与编码的应用与 发展前景 信道编码的研究 余雪涛 2010 成都理工大学信息工程学院 2 信息论与编码的应用与发展前景 信息论与编码的应用与发展前景目录 1.信道编码的现状 ................................... 3 2.传统编码方法 ..................................... 4 3.现有信息理论的缺 陷 ............................... 5 (1)信息对象的层次区分没有得到重视。 .. (5) (2)对产生和构成信息存在的基本要素、对象及关系区分不
清。 ............................................................... .. (5) (3)适用于复杂信息系统的理论比较少。 ............................... 6 4.信道编码的发展与前景 ............................. 7 5.Turbo码与其 他技术的结合 .......................... 8 6.信道编码的研 究 (9) 7. turbo码 10 (1)turbo码的信道编码方式及研究 (10) (2)Turbo码在第三代无线通信中的应用 (10) (3)Turbo码与其他技术的结合 .......................................... 11 8.结束语 (12) 2 余雪涛201005010313 3 信息论与编码的应用与发展前景 1.信道编码的现状 信道编码是通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方 法，是信息论的内容之一。信道编码大致分为两类:?信道编码定理，从理论上解决
信息论与编码 信息论与编码是计算机科学、信号处理、通信等领域研究的重要内容。它是通信原理、符号编码、数字信号处理、信息安全等学科的基础，也是计算机科学及其相关领域的重要方法和工具。 一般而言，信息论是一门与数据传输相关的学科，它研究的主要内容是信息的编码、转换以及数据传输失真的评估和抑制。信息论的主要概念是信息量，这是一种衡量信息传输效率的指标，它表示发送者可以从被发送消息中获得的信息。 编码是指把信息从一种形式转换成另一种形式来进行信息传输。编码和信息论之间有着密切的联系，因为编码可以把源信息转换成可传输的信号，这可显著降低传输中的信息丢失。另外，编码还具有加密的功能，即增加发送和接收的隐私性和安全性，从而防止被盗用。 信息论和编码的结合使传输信息的速率、质量、容量等因素都得到了极大的提高。在现代通信技术中，随着技术发展节省空间、改善质量和提高数据速率等方面，信息论和编码技术都变得越来越重要。 具体来说，信息论主要包括信息熵(Entropy)，信息量(Information)，香农编码(ShannonCoding)和信道容量(ChannelCapacity)等概念，而编码主要涉及数据编码(DataCoding)，符号编码(SymbolCoding)，纠错编码(ErrorCoding)和时间码(TimeCoding)等概念。 信息的熵是衡量信息量的量度，它可以度量一段信息在传输中可能单位时间所达到的最大速率。而在符号编码中，编码器会根据符号
出现的概率将信息转换成最短的比特序列，从而有效地减少传输时的信息丢失。除此之外，纠错编码技术也可以有效地提高传输的可靠性，尤其是在无线通信领域，很多现代无线通信设备都采用了纠错编码技术。 另外，时间码也可以帮助传输系统更好的处理时延的问题。有些时间码是可以精确知道传输信息的起点和终点的，它可以使得信号的传输更加有效，在节省时间和空间的同时提高了传输效率。 总之，信息论和编码技术在计算机科学、信号处理和通信等有关领域都有广泛的应用，它们为信息传输提供了卓越的支持，也为信息传输的准确性提供了强有力的技术支持。信息论和编码技术不仅使传输的效率受益，而且还能有效地提高信息的可靠性和安全性，从而实现数据的有效传输。
《信息论与编码》教学大纲 一、课程基本信息 1.课程中文名称：信息论与编码 2.课程英文名称：Informatics and Coding 3.课程类别：必修 4.适用专业：信息工程 5.总学时：36学时 6.总学分：2 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 信息论在理论上指出了建立最佳编码、最佳调制和最佳接收方法的最佳系统的理论原则，它对通信体制和通信系统的研究具有指导意义。提高信息传输的可靠性和有效性始终是通信工作所追求的目标。因此，信息论与编码是从事通信、电子系统工程的有关工程技术人员都必须掌握的基本理论知识。 本课程包括狭义相对论和提高通信可靠性的差错控制编码理论。信息论所研究的主要问题是在通信系统设计中如何实现有效性和可靠性。 三、理论教学内容与教学基本要求 1.第一章绪论（2学时） 教学内容：信息论的形成与发展，信息论研究的主要内容，通信的一般模型及相关的基本概念 教学基本要求：理解信息、消息概念的关系；了解通信系统的模型及各部分的作用。 教学重难点：信息、消息概念的关系，通信系统的模型及各部分的作用 2.第二章信源与信息熵（10学时） 教学内容：信源的描述与分类—无记忆信源、有记忆信源的特点，描述方法，介绍概率论的相关知识，自信息量、互信息量概念及计算方法，熵的概念和计算方法，熵的性质及相互关系，连续信源的熵和互信息量的概念与计算 教学基本要求：掌握离散信源的信息量、熵、条件熵等的计算；连续信源的信息量和熵的计算；理解熵的意义，熵、信息量等参数之间的关系；了解熵的性质和意义；数据处理定理。 教学重点：离散信源、连续信源的信息量、熵、条件熵等的计算 教学难点：离散信源、连续信源的信息量、熵、条件熵等的计算