編碼理論(第三版)

編碼理論(第三版)

本書講解信源壓縮編碼、信道糾錯編碼、密碼編碼及組合編碼等的基本原理及套用

圖書簡介

《編碼理論(第三版)》是西安電子科技大學出版社出版的一本圖書。

內容簡介

本書系統地介紹了信源壓縮編碼、信道糾錯編碼、密碼編碼及組合編碼等的基本原理及套用,同時簡單介紹了學習本書所需的信息理論、數論及近代代數的相關知識。

圖書目錄

•第1章 緒論 1

•1.1 信息傳輸系統 1

•1.1.1 信息傳輸的目標 1

•1.1.2 信息傳輸系統模型 1

•1.2 信息編碼的發展 3

•1.2.1 信源壓縮編碼的發展 3

•1.2.2 信道糾錯編碼的發展 4

•1.2.3 密碼編碼的發展 5

•1.3 信息編碼的研究目標 7

•1.3.1 信源壓縮編碼的目標 7

•1.3.2 信道糾錯編碼的目標 7

•1.3.3 密碼編碼的目標 8

•1.3.4 組合編碼的目標 8

•習題 9

•第2章 信源及其信息度量 10

•2.1 信源分類 10

•2.2 基本離散信源及其信息度量 11

•2.2.1 數學模型 11

•2.2.2 自信息量 11

•2.2.3 信息熵及其性質 13

•2.3 離散平穩信源及其信息度量 21

•2.3.1 數學模型 22

•2.3.2 自信息量 24

•2.3.3 聯合熵及條件熵 25

•2.3.4 各種熵之間的關係 26

•2.3.5 離散平穩無記憶信源的信息熵 28

•2.3.6 離散平穩記憶信源的信息熵 29

•2.3.7 離散平穩記憶信源信息熵的性質 30

•2.4 連續信源及其信息度量 33

•2.4.1 數學模型 34

•2.4.2 信源熵 34

•2.4.3 信源熵的性質 35

•2.5 信源的相關性和剩餘度 36

•習題 38

•第3章 信道及其信道容量 41

•3.1 信道分類 41

•3.2 離散信道的數學模型 42

•3.2.1 基本離散信道的數學模型 42

•3.2.2 離散無記憶擴展信道的數學模型 43

•3.3 互信息量和平均互信息量 46

•3.3.1 互信息量的基本概念 46

•3.3.2 信道疑義度和平均互信息量 47

•3.3.3 平均互信息量的性質 48

•3.3.4 多個隨機變數的互信息量 52

•3.4 離散信道的信道容量 55

•3.4.1 信道容量的基本概念 55

•3.4.2 簡單離散信道的信道容量 55

•3.4.3 一般離散信道的信道容量 57

•習題 62

•第4章 信源壓縮編碼原理 65

•4.1 信源編碼的基本原理 65

•4.1.1 信源編碼器 65

•4.1.2 碼的類型 66

•4.1.3 Kraft不等式 67

•4.1.4 唯一可解碼的判別準則 68

•4.1.5 即時碼的樹圖構造 69

•4.2 無失真信源編碼原理 71

•4.2.1 等長碼及其編碼定理 71

•4.2.2 變長碼的平均碼長及編碼效率 74

•4.2.3 變長碼的特點 75

•4.2.4 變長信源編碼定理 76

•4.2.5 統計匹配碼 78

•4.3 限失真信源編碼原理 79

•4.3.1 失真函式及保真度準則 79

•4.3.2 信息率失真函式 83

•4.3.3 信息率失真函式的定義域及性質 84

•4.3.4 信息率失真函式的參量表述 88

•4.3.5 離散信源信息率失真函式的計算 89

•4.3.6 保真度準則下的信源編碼定理 91

•習題 92 [1]

•第5章 信源壓縮編碼方法 96

•5.1 無失真信源編碼方法 96

•5.1.1 霍夫曼編碼 96

•5.1.2 香農編碼 100

•5.1.3 費諾編碼 102

•5.1.4 香農費諾埃利斯碼 103

•5.1.5 算術編碼原理 106

•5.1.6 算術編碼方法 111

•5.1.7 不做乘法的算術編碼 115

•5.1.8 遊程編碼 116

•5.1.9 統計特性未知信源的編碼方法 118

•5.2 限失真信源編碼方法 123

•5.2.1 量化編碼 123

•5.2.2 預測編碼 126

•5.2.3 變換編碼 131

•習題 135

•第6章 數學理論基礎 138

•6.1 基礎知識 138

•6.1.1 基本概念 138

•6.1.2 基本模運算 138

•6.2 群、域及環 141

•6.2.1 群及其性質 141

•6.2.2 子群及陪集 143

•6.2.3 置換群及循環群 145

•6.2.4 域、環及有限域 146

•6.2.5 子環及理想 147

•6.3 多項式環、域及群 148

•6.3.1 基本概念 148

•6.3.2 多項式剩餘類環 150

•6.3.3 多項式域 151

•6.3.4 有限域GF(2m)中的計算 152

•6.3.5 多項式群 153

•6.3.6 極小多項式 155

•6.4 線性空間及子空間 159

•6.4.1 線性空間 159

•6.4.2 子空間 159

•習題 160

•第7章 信道糾錯編碼原理 162

•7.1 信道編碼的基本概念 162

•7.1.1 基本概念 162

•7.1.2 平均錯誤機率 163

•7.1.3 費諾不等式 165

•7.2 解碼準則 166

•7.2.1 最大後驗機率解碼準則 166

•7.2.2 最大似然解碼準則 167

•7.3 編碼原則 169

•7.3.1 編碼的功能 169

•7.3.2 最小漢明距離解碼準則 171

•7.3.3 編碼原則 173

•7.4 抗干擾信道編碼定理 174

•7.4.1 抗干擾信道編碼定理 174

•7.4.2 抗干擾信道編碼定理的逆定理 174

•習題 174

•第8章 線性分組碼 177

•8.1 線性分組碼的基本原理 177

•8.1.1 基本概念 178

•8.1.2 碼的重量和碼的距離 179

•8.1.3 碼的檢錯及糾錯能力 179

•8.1.4 線性分組碼的性質 181

•8.2 線性分組碼矩陣表述 182

•8.2.1 生成矩陣 182

•8.2.2 監督矩陣 183

•8.2.3 等價碼及系統碼 184

•8.2.4 對偶碼及縮短碼 185

•8.3 線性分組碼的編碼及解碼 187

•8.3.1 線性分組碼的編碼 187

•8.3.2 標準陣列及解碼 188

•8.3.3 伴隨式及錯誤檢測 191

•8.4 漢明碼及其他糾錯碼 195

•8.4.1 漢明碼 195

•8.4.2 漢明碼的構造 196

•8.4.3 漢明碼的變形 197

•8.4.4 完備碼 199

•習題 200

•第9章 循環碼 204

•9.1 循環碼的多項式表述 204

•9.1.1 基本概念 204

•9.1.2 循環碼的生成方法 205

•9.1.3 多項式表述 206

•9.2 循環碼的矩陣表述 208

•9.2.1 生成矩陣 208

•9.2.2 監督矩陣 208

•9.2.3 檢錯能力 209

•9.3 循環碼的編碼 210

•9.3.1 編碼原理 210

•9.3.2 編碼實現電路 214

•9.4 循環碼的解碼 215

•9.4.1 解碼原理 215

•9.4.2 接收碼字伴隨式計算 216

•9.4.3 梅吉特解碼 218

•9.5 捕錯解碼及大數邏輯解碼 222

•9.5.1 捕錯解碼 222

•9.5.2 改進的捕錯解碼 223

•9.5.3 大數邏輯解碼 225

•9.6 BCH碼 229

•9.6.1 多項式表述 229

•9.6.2 矩陣表述 233

•9.7 RS碼及Goppa碼 234

•9.7.1 RS碼 234

•9.7.2 Goppa碼 235

•習題 236

•第10章 卷積碼和其他糾錯碼 239

•10.1 卷積碼的解析表示法 239

•10.1.1 離散卷積表述 239

•10.1.2 矩陣表述 241

•10.1.3 轉移函式矩陣表述 244

•10.2 卷積碼的編碼 248

•10.2.1 串列編碼電路 248

•10.2.2 Ⅰ型並行編碼電路 250

•10.2.3 Ⅱ型並行編碼電路 251

•10.3 卷積碼的圖形表示法 252

•10.3.1 狀態流圖 252

•10.3.2 格線圖 254

•10.4 卷積碼的維特比解碼 256

•10.4.1 卷積碼的最大似然解碼 256

•10.4.2 維特比解碼的基本原理 257

•10.5 秩距離碼 258

•10.5.1 基本概念 258

•10.5.2 矩陣表述 259

•10.5.3 秩循環碼 260

•10.6 突發錯誤的糾正 261

•10.6.1 基本概念 261

•10.6.2 糾突發錯誤的碼 262

•習題 262

•第11章 密碼學理論基礎 265

•11.1 密碼系統的基本理論 265

•11.1.1 密碼系統的分類 265

•11.1.2 密碼系統的數學模型 267

•11.1.3 密碼系統的基本概念 271

•11.1.4 偽密鑰和唯一解距離 273

•11.1.5 完善保密與實際保密 275

•11.1.6 複雜性理論 276

•11.2 訊息認證系統的信息理論 278

•11.2.1 認證系統模型及構成 279

•11.2.2 模仿攻擊及代替攻擊 280

•11.2.3 認證碼欺騙機率下界 283

•11.2.4 安全性 284

•習題 285

•第12章 密碼編碼算法 286

•12.1 分組密碼 286

•12.1.1 分組密碼的基本原理 286

•12.1.2 數據加密標準DES算法 287

•12.1.3 高級數據加密標準AES算法 294

•12.1.4 國際數據加密標準IDEA算法 302

•12.2 RSA公鑰密碼 305

•12.2.1 數學理論基礎 305

•12.2.2 公鑰密碼的基本概念 309

•12.2.3 體制表述及參數計算 310

•12.2.4 安全性 311

•12.3 EIGamal公鑰密碼 312

•12.3.1 體制表述及參數計算 312

•12.3.2 安全性 313

•12.4 橢圓曲線上的公鑰密碼 313

•12.4.1 有限域上的橢圓曲線 313

•12.4.2 橢圓曲線密碼體制表述及安全性 314

•習題 315

•第13章 Hash算法及認證方案 318

•13.1 Hash算法 318

•13.1.1 基本概念 318

•13.1.2 Hash算法MD4 319

•13.1.3 Hash算法SHA1 320

•13.2 認證方案 321

•13.2.1 身份認證 321

•13.2.2 數字簽名的基本概念 322

•13.2.3 RSA數字簽名 323

•13.2.4 EIGamal數字簽名 323

•13.2.5 DSS數字簽名 324

•13.2.6 不可否認簽名 325

•13.2.7 門限數字簽名 327

•習題 330

•第14章 組合編碼 331

•14.1 級聯碼及交織碼 331

•14.1.1 級聯碼 331

•14.1.2 交織碼 332

•14.2 Turbo碼 334

•14.2.1 基本概念 334

•14.2.2 Turbo碼編碼 334

•14.2.3 Turbo碼解碼 335

•14.3 TCM碼 337

•14.3.1 基本概念 337

•14.3.2 格線編碼調製器的一般構成 338

•習題 341

•第15章 現代編碼技術 342

•15.1 現代信源編碼技術 342

•15.1.1 分形編碼 342

•15.1.2 模型編碼 343

•15.1.3 小波編碼 344

•15.2 密碼學研究現狀及趨勢 344

•15.2.1 公鑰密碼 344

•15.2.2 分組密碼 345

•15.2.3 序列密碼 345

•15.2.4 密鑰管理 346

•15.2.5 PKI和VPN 346

•15.2.6 量子密碼 347

•15.3 多媒體信息偽裝 348

•15.3.1 信息隱藏 348

•15.3.2 數字水印 349

•15.3.3 數字指紋 350

•15.3.4 疊像術 350

•15.3.5 潛信道 350

•15.4 人工神經網路 351

•習題 352

•第16章 信息編碼的套用 353

•16.1 信源編碼的套用 353

•16.1.1 信源編碼在檔案傳真中的套用 353

•16.1.2 信源編碼在視頻壓縮編碼中的套用 355

•16.1.3 信源編碼在JPEG標準中的套用 356

•16.2 糾錯碼在GSM中的套用 356

•16.3 數字簽名在電子郵件中的套用 357

•習題 358

•參考文獻 359 [1]

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