课程概述

本课程是研究信息传输和信息处理的基础理论,是通信工程、信息工程、信息安全等专业的一门专业基础课。本课程围绕通信系统的需求阐述信息论的理论理论,包括信息及其度量、信道及其容量、无失真信源编码、率失真理论等。通过课程学习,使学生能够较深刻地理解信息传输的基本理论,初步建立信息传输系统的整体概念,为后续专业课学习打下坚实的理论基础。 

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

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。


预备知识

信息论是运用概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、加密学、数据压缩等问题的应用数学学科,也是通信与信息系统学科的一门专业基础课程,在基础课和专业课之间起承上启下作用,因此本课程需要先修概率论与数理统计、随机过程、信号与系统等课程。

 

授课大纲

1.绪论

章节导引

1.1 信息论的对象与方法

1.2 信息论的主要研究内容

1.3 Shannon信息的定义

1.4 Shannon的大师风范

第一章单元测试

2.信息量与熵

章节导引

2.1 离散变量的非平均互信息

2.2 离散变量的非平均自信息

2.3 离散集的平均自信息-熵

2.4 离散集的平均互信息

2.5 连续随机变量的微分熵

2.6 连续随机变量的互信息

第二章单元测试

3.信源及其信息测度

章节导引

3.1 离散无记忆信源的数学模型

3.2 离散无记忆信源的信息测度

3.3 离散有记忆信源的信息测度

3.4 连续信源的数学模型及其信息测度

习题课-熵和平均互信息的应用

第三章单元测试

4.信道及其容量

章节导引

4.1 信道的数学模型及分类

4.2 信道及其容量

4.3 离散无记忆信道的容量

4.4 组合信道的容量

4.5 时间离散的连续信道的容量

4.6 波形信道的容量

习题课-信道及其容量

第四章单元测试

5.无失真信源编码理论

章节导引

5.1 DMS等长编码理论

5.2 DMS不等长编码理论

5.3 Huffman编码

5.4 算术编码

5.5 LZ编码

习题课-无失真信源编码

第五章单元测试

6.信道编码理论

章节导引

6.1 信道编码基本概念

6.2 几种常见的译码准则

6.3 信道编码定理

6.4 分组码基本概念

6.5 线性分组码之代数基础

6.6 线性分组码

6.7 卷积码

6.8 LDPC码

习题课-信道编码理论

第六章单元测试

7.率失真理论

章节导引

7.1 率失真函数的定义

7.2 率失真函数的性质

7.3 率失真函数的计算

7.4 率失真函数的参量描述

7.5 连续信源的率失真

习题课-率失真理论

第七章单元测试

参考资料

推荐教材:

  《信息论与编码理论》,王育民、李晖编,高等教育出版社

参考书:

[1] 王新梅、肖国镇编,《纠错码——原理与方法》,西安电子科技大学出版社,2001.

[2] Cover, T. M, Elements of Information Theory, Beijing: Tsinghua University Press, 2003.11.

[3] Robert J. McEliece, The Theory of Information and Coding, 2nd Edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2002.