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1、信息论与编码课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：通信工程本科课程代码：23E00815学时分配：44=36理论+8实验赋予学分：2先修课程：概率论与数理统计，信号与系统后续课程：语音信号处理、数字图像处理二、课程性质与任务本课程是通信工程的专业必修课程，是更好掌握其它专业课的基础。通过本课程的学习， 使学生掌握信息理论与编码技术的基本原理及典型方法，认识信息传输本质以及通信的有效性 与可靠性问题。为信息类专业学生奠定良好的通信学科理论基础和分析方法，使其能运用信息 理论解释通信工程的规律，分析基本的编码技术，进一步明确信息理论在通信中的指导作用。三、教学目的与要求教学目的：通过本课程的学习
2、，使学生掌握Shannon信息论的基本概念和原理，掌握数据压缩编码和 纠错编码的基本原理及典型方法，并使学生能对信息的概念、信息传输的本质以及通信的有效 性与可靠性有一个初步的认识。进而能运用信息理论解释通信工程的规律，掌握基本的编码技 术及性能分析方法。同时结合实验作业加强学生对知识的理解，并提高实际设计与编程能力。具体要求：1 . 了解信息论的体系，以及信息论在信息系统中的主要作用，包括信息论的开展史、研究 的主要问题。2 .理解信息论的主要概念及其对应的物理意义和相关性质。尤其是信源燧的概念、信源冗 余度的物理意义、信道容量的、信息率失真函数的作用。理解信源编码和信道编码及其在信息 传输
3、中的作用。3 .掌握信源熠和信道容量的计算，掌握常用的信源编码方法（如：赫夫曼编码）和常用的 信道编码方法（如：循环码）。4 .能熟练运用香农三大定理来分析编码问题。四、教学内容与安排（一）课时分配按照课程内容，分成7个教学专题，各专题的课时安排如下表:序号专题名称讲授实验小计1概论222离散信源崎8193无失真离散信源编码64104离散信道容量6175纠错编码82106信息率失真函数447习题课22课时合计36844（二）教学内容安排第1章概论（理论2学时）【教学内容】1.1 信息的概念和分类1.2 信息论的起源和开展1.3 信息论的研究内容【教学重点及难点】信息的概念和信息论研究的主要内容
4、。【基本要求】理解信息的基本概念，理解信息论的研究对象、目的和内容；了解信息论的形成和开展； 了解典型的通信系统模型以及信息论在通信系统中的作用。第2章 离散信源燧（理论8学时，实验1学时）【教学内容】2.1 基本概念2.2 离散信源燧的基本概念和性质2.3 多符号离散平稳信源蜡【教学重点及难点】自信息概念及其物理意义的理解；信息燧概念及其物理意义的理解；各种熠之间的关系、离散平稳信源条件燧和极限嫡；马尔可夫信源的特点【基本要求】掌握信源的数学模型，了解信源的分类及马尔可夫信源；掌握离散信源及商和信息焙的基本 性质；掌握离散序列信源信息崎的求法。第3章 无失真离散信源编码（理论6学时，实验4学
5、时）【教学内容】3.1 基本概念3.2 离散无失真信源编码定理3.3 香农编码3.4 费诺编码3.5 赫夫曼编码3.6 游程组合编码【教学重点及难点】离散无失真信源编码定理；信源编码的作用；赫夫曼编码；定长编码定理和变长编码定理 的含义【基本要求】了解码的分类方法如：定长码和变长码，奇异码和非奇异码，即时码和非即时码等；理解 定长编码定理和变长编码定理；了解几种编码方法：香农编码方法、费诺编码方法、MH编码及 算术编码；掌握赫夫曼编码方法；会确定编码效率。第4章 离散信道容量（理论6学时，实验1学时）【教学内容】4.1 互信息量和平均互信息量4.2 单符号离散信道的信道容量4.3 多符号离散信
6、道的信道容量【教学重点及难点】平均互信息的概念、物理意义及其性质；信道容量定义及计算【基本要求】掌握信道的数学模型，了解信道的分类；掌握平均互信息的定义，了解平均互信息的特性; 了解离散信道信道容量的一般计算方法，会计算对称离散信道的信道容量；理解信源与信道匹 配的意义。第5章纠错编码（理论8学时，实验2学时）【教学内容】5.1 纠错编码的基本概念5.2 线性分组码5.3 循环码5.4 卷积码【教学重点及难点】有噪信道的编码定理；三种典型的译码规那么、线性分组码【基本要求】了解几种译码规那么；理解有噪信道的编码定理及联合信源信道编码定理；掌握汉明码的编 译码方法；了解其他线性分组码的概念。第7
7、章信息率失真函数（理论4学时）【教学内容】7.1 基本概念7.2 离散信源信息率失真函数【教学重点及难点】率失真函数的含义、保真度准那么下的信源编码定理【基本要求】理解平均失真和信息率失真函数的定义、R（D）的定义域和单调性等性质；理解限失真信源 编码定理及其实用意义。五、教学设备和设施课堂教学要求多媒体教室六、课程考核与评估本门课程考核成绩按百分计，采取多种考核方式，包括：课堂提问与课堂讨论、平时作业、 实验操作、期末开卷等形式并用。课程考核成绩=平时成绩x 20%+实验成绩X 20%+期末考核成绩X 60%七、附录教学参考文献目录1傅祖芸编，信息论一基础理论与应用（第4版），电子工业出版社，20152王育民编，信息论与编码理论（第2版），高等教育出版社，20133田宝玉编，信息论基础（第2版），人民邮电出版社，2016