《信息论与编码》教学大纲

《信息论与编码》教学大纲一课程简介课程编号：04254002课程名称：信息论与编码Informatics&Coding课程类型：基础课必修课学时：32学分：2开课学期：第六学期开课对象：通信、电子专业先修课程：概率论与数理统计、信号与系统、随机信号原理。参考教材：信息论与编码，陈运，周亮，陈新，电子工业出版社，2002年8月二课程性质、目的与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。内容提要：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。三教学基本内容与基本要求本课程总学时为32。其中理论教学为28，实验学时为4。主要的理论教学内容包括：离散信源和连续信源的熵、条件熵、联合熵和平均互信息量的概念及性质；峰值功率受限和平均功率受限下的最大熵定理和连续信源熵的变换；变长码的霍夫曼编码方法，熟悉编码效率和平均码长的计算；最大后验概率准则和最大似然译码准则等。实验内容主要包括：离散无记忆信道容量的迭代算法，循环码的编译码。四教学内容与学时分配课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排备注第1章引论1通信系统的模型C信息论研究的对象和基本方法C第2章信源、熵和互信息6信源的分类C离散信源和连续信源的熵、条件熵、联合熵和平均互信息量的概念及性质A☆峰值功率受限和平均功率受限下的最大熵定理和连续信源熵的变换A☆△剩余度和熵功率的概念C第3章离散信源无失真编码4等长码、变长码、奇异码、非奇异码、唯一可译码的概念A☆等长信源编码定理和变长信源编码定理的涵义BKraft不等式A☆变长码的霍夫曼编码方法，熟悉编码效率和平均码长的计算A☆△课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排备注Shannon-Fano-Elias码、算术码和LZ码的编码方法。A☆第4章信道及其容量5信道的分类C掌握信道的数学模型和信道容量的概念A☆熟悉准对称信道、串联信道、并联信道的信道容量计算B掌握离散无记忆信道的迭代算法A☆理解信息不增原理和Shannon公式的涵义。B△第5章信道编码定理5掌握最大后验概率准则和最大似然译码准则A☆熟悉最大后验概率准则和最大似然译码准则下平均错误概率的计算B理解费诺不等式和信道编码定理的涵义。B△第6章网络信息论2了解通信网信道的分类C相关信源编码的涵义私多址接入信道的信道容量区域概念。B第7章差错控制编码9掌握信道编码的基本概念，即差错控制刀式、分类、信道编码的基本思想、编码效率等A☆掌握生成矩阵、监督矩阵、汉明距离、汉明重量、线性分组码的纠错能力等概念A☆掌握循环码的特点，生成多项式、生成矩阵、监督矩阵及编译码方法A☆△掌握卷积码的状态图、篱笆图描述和维特比译码算法A☆△了解Turbo码的编译码方法C7.2ATM协议结构A☆△7.3IP/ATM集成交换C第8章电信网与因特网的结合28.1因特网接入的几种方式C8.2因特网话务对PTSN的影响及解决方案C8.3综合业务交换平台C（教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解）五实习、实验项目及学时分配1．离散无记忆信道容量的迭代算法2学时要求用Matlab编写计算离散信道容量的实用程序并调试成功，加深对信道容量的理解。2．循环码的编译码2学时要求用Matlab编写程序，用软件完成循环码的编译码算法。六教学方法与手段常规教学与多媒体教学相结合。七参考书目1、信息论:基础理论与应用，傅祖芸，电子工业出版社，2001年2、信息理论基础，周荫清，北京航空航天大学出版社，2002年3、信息论与编码，陈运，周亮，陈新，电子工业出版社，2002年8月4、信息论与编码，曹雪虹，张余橙，北京邮电大学出版社，2001年8月八大纲编写的依据与说明本课程大纲是根据通信工程专业本科生培养目标和要求，参考网络查询的多个兄弟院校本课程教学大纲，结合本课程的性质、要求和实际学时制定，并经学院教学委员会审定。