沈连丰《信息论与编码》课件及答案（Searim版）

简介：
《信息论与编码》是由沈连丰编写的教学辅助资料，包含了课程讲义和习题解答两部分，适用于采用Searim版本教材的信息理论相关课程。 《信息论与编码》是沈连丰教授主讲的一门课程，主要涵盖了信息论的基本概念、编码理论及其在通信系统中的应用。这门课程对于理解信息传输的原理和提高通信效率至关重要。信息论是由克劳德·香农在20世纪40年代创立的，它的出现彻底改变了我们对通信系统效率和可靠性的认识。 1. **信息论基础**：信息论的核心概念包括熵、互信息和自信息等。熵是衡量信息不确定性的度量，它定义了一个随机变量的平均信息量。互信息则反映了两个随机变量之间的关联程度，自信息则是指一个事件发生的特定信息量。 2. **信源编码**：信源编码的主要目的是减少无用信息，压缩数据，以便更高效地传输。常见的信源编码技术有霍夫曼编码、算术编码和游程编码等，这些方法都能在保持信息完整性的同时减小数据的体积。 3. **信道编码**：信道编码是为了对抗信道中的噪声和干扰，确保信息在传输过程中的可靠性。常见的信道编码有奇偶校验码、卷积码和Turbo码等。这些编码方式通过添加冗余信息来检测和纠正错误，提高通信的稳定性。 4. **信道模型**：通信系统通常被建模为由信源、信道和接收器三部分组成。信源产生信息，信道是信息传输的媒介，可能存在各种形式的噪声和干扰，而接收器则负责解码并恢复原始信息。 5. **容量定理**：香农容量定理是信息论的基础理论之一，它指出在给定条件下存在一个最大传输速率。超过这个速率时，通信将变得不可靠。这是设计通信系统的重要依据。 6. **编码与解码技术**：前向纠错（FEC）和自动重传请求（ARQ）是两种常用的错误控制策略。前者通过发送端添加冗余信息来实现接收端的纠错功能；后者则在接收到带有错误的数据时要求重新传输数据，以确保信息准确无误。 7. **实际应用**：信息论与编码技术广泛应用于无线通信、卫星通信、数据存储和图像压缩等领域。例如，在JPEG和MPEG等标准中就运用了这些原理来实现高效的图像及视频压缩处理。 沈连丰教授的《信息论与编码》课程提供了深入学习该领域的资源，帮助学生理解理论知识并通过练习题巩固应用能力。通过研究这些资料，不仅可以掌握信息论的基本原理，还能学会如何在实际通信系统中运用相关技术提升对通信技术的理解和认识。