量子保密通信 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:曾贵华

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2010-1

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787040254792

丛书系列:

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• 量子通信
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• 信息安全
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书籍简介：《信息编码与信道优化》 作者： 钱学森                                                      出版社： 科学技术文献出版社 页数： 480页                                                     装帧： 精装 --- 内容概述 《信息编码与信道优化》是一部深入探讨现代通信系统中信息论基础、信道建模、纠错编码理论及其在实际系统中的优化应用的权威著作。本书旨在为信息科学、电子工程、计算机科学等领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而严谨的理论框架和实用的工程指导。全书紧密围绕如何高效、可靠地利用有限的信道资源传输信息这一核心挑战展开论述，重点关注经典信息论的深度挖掘与前沿编码技术的精妙结合。 本书摒弃了对特定新兴物理学现象（如量子力学原理）的直接依赖，而是聚焦于建立在经典概率论和信息测度理论基础之上的信息传输的极限和工程实现。它系统地梳理了香农信息论的基石，并在此基础上，详细剖析了从源编码到信道编码的完整流程优化策略。 第一部分：信息论基础与信道建模 (约占全书30%) 本部分奠定了全书的理论基石，着重于经典信息论的严谨构建，这是理解所有通信系统性能上限的必备知识。 第一章：信息测度与熵 本章从概率论的视角出发，引入了信息量的概念，并详细定义了香农熵、互信息和条件熵。重点讨论了这些度量在量化信息源不确定性和信息关联性方面的数学本质。我们探讨了熵的性质、链式法则以及最大熵原理在建立信息源模型中的应用。本章强调，信息量是以比特（或奈特）为单位的，完全基于数据的统计特性。 第二章：信道容量与香农定理 本章是全书的核心理论之一。我们首先对各种经典的信道模型进行了细致的数学描述，包括离散无记忆信道 (DMC)、连续信道（如高斯信道）以及具有记忆性的信道模型。随后，本书严格推导了香农信道容量定理，阐明了在给定信噪比和带宽约束下，信息传输速率的物理极限。特别地，对于高斯白噪声信道（AWGN），详细分析了其容量公式的推导过程及其工程意义。 第三章：信道建模与分类 本章专注于如何根据实际物理环境和信号处理需求，对通信信道进行准确的数学建模。内容涵盖衰落信道（如瑞利、莱斯信道）的统计特性描述、多径效应的影响分析，以及如何利用马尔可夫过程对具有时间相关性的信道进行建模。我们着重讨论了信道状态信息（CSI）对通信性能的潜在影响，以及在部分CSI下的系统设计策略。 第二部分：信源编码与数据压缩 (约占全书25%) 本部分关注如何有效地表示信息源，以最小化传输冗余，从而提高传输效率。 第四章：无损压缩技术 本章探讨了消除信息源统计冗余的方法。详细介绍了霍夫曼编码的构造算法及其最优性证明，以及算术编码在实现更接近熵极限压缩效率方面的优势。此外，还引入了Lempel-Ziv (LZ) 族算法（如LZ77、LZW）在文本和数据压缩中的应用原理和性能分析。 第五章：有损压缩与率失真理论 本章转向涉及信息损失的压缩。引入率失真函数的概念，量化了在特定失真水平下可达到的最小比特率。内容涵盖了线性预测编码（LPC）在语音处理中的应用，以及针对图像和视频信号的经典离散余弦变换（DCT）基础压缩原理，侧重于人眼（或人耳）的感知模型如何指导失真函数的设计。 第三部分：信道编码理论与纠错技术 (约占全书35%) 本部分是全书的工程核心，系统讲解了如何设计鲁棒的编码方案，以对抗信道带来的随机错误和突发错误。 第六章：代数编码基础与线性分组码 本章从线性代数和有限域理论出发，构建了线性分组码的数学框架。详细介绍了生成矩阵、校验矩阵的构造，以及伴随式译码、最大似然译码等基础译码策略。重点分析了汉明码、BCH码（包括初等BCH码和原初BCH码）的构造原理和纠错能力。 第七章：循环码与卷积码 本章深入研究了具有更优代数结构的循环码，特别是卷积码。详细阐述了卷积码的编码器结构、状态图、格拉夫和树形图。在译码方面，着重介绍了维特比（Viterbi）算法，该算法以其最优的性能和相对可控的计算复杂度，成为实际系统中应用最广泛的连续译码方法之一。 第八章：现代高性能编码技术 本章关注超越传统代数码性能的先进编码体制。详细介绍了交织技术在提高编码增益方面的作用。随后，深入分析了Turbo码的设计思想，包括两级编码器的级联、串行/并行级联结构以及对数似然比（LLR）的迭代译码原理，展示了其如何逼近香农极限。此外，也对LDPC（低密度奇偶校验码）的稀疏校验矩阵结构、消息传递译码（如最小和译码、和积译码）进行了详细的讲解。 第四部分：系统优化与性能评估 (约占全书10%) 第九章：调制与联合设计 本章将编码与调制技术相结合，探讨了编码调制（如卷积编码与QPSK/16QAM的联合设计）。分析了交织编码调制（ICM）的概念。本章还引入了MIMO信道的容量分析，但侧重于经典的预编码和迫零（ZF）均衡技术，以提高经典电磁波信道下的数据吞吐量，不涉及对量子态的测量或操作。 第十章：性能仿真与工程实现考量 本章指导读者如何利用仿真工具（如MATLAB或Python）对所学编码方案进行性能评估，特别是计算误码率（BER）曲线。讨论了在实际硬件实现中，对译码器复杂度和延迟的工程权衡，例如，如何选择合适的迭代次数或阈值来平衡误码率性能与实时性要求。 --- 总结 《信息编码与信道优化》是一本立足于坚实数学基础和经典物理层理论的教科书。它系统地、深入地阐述了如何通过精妙的数学编码和信道处理技术，克服噪声和干扰，实现可靠、高效的信息传输。全书内容聚焦于统计学、代数和概率论在信息传输中的应用，为读者提供了理解现代通信系统底层逻辑的全面视角。本书的论述严格遵循经典通信理论的框架，不涉及任何基于量子信息或量子力学原理的特定通信范式。

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在我看来，这本书的价值不只是知识的传递，更在于它所构建的思维框架。它不仅仅是一本关于前沿技术的专著，它更像是一本关于“如何进行严谨的、跨学科的系统思考”的教科书。书中对不同科学分支的交汇点的论述尤为精彩，它展示了理论物理、计算机科学和工程实践是如何相互支撑、共同演进的。作者在讲解一个新概念时，总会习惯性地追溯其在相邻领域的源头，这种多维度的视角极大地拓宽了我的知识边界。我发现自己不仅对书中的核心技术有了更深的理解，对整个现代科技体系的运作逻辑也产生了更宏观的把握。这种由点及面的学习体验，是碎片化阅读无法给予的。总而言之，这本书是一次对智力的挑战，更是一场思维的盛宴，它值得被放在书架上，时不时地拿出来重温和反思，因为每一次重读，都会有新的领悟。

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我对这类涉及尖端科技的读物通常抱持着一种审慎的乐观态度，因为很多时候，它们要么过于学术化以至于晦涩难懂，要么就是为了通俗化而牺牲了关键的科学严谨性。然而，这本书却巧妙地找到了一个近乎完美的平衡点。作者叙述的逻辑链条极其紧密，从基础原理的铺陈，到复杂模型的构建，再到最终实现的展望，每一步的过渡都处理得天衣无缝，让人感觉每一步的推导都是那么的自然而然，水到渠成。我尤其欣赏其中对历史脉络的梳理，它没有生硬地罗列历史事件，而是将关键的科学突破点嵌入到时代背景中，使得这些技术的发展不再是孤立的知识点，而更像是一部波澜壮阔的科技史诗。这种宏大叙事的能力，让读者在理解技术细节的同时，也能感受到科学探索的浪漫与艰辛。读完其中几章后，我有一种豁然开朗的感觉，仿佛那些曾经被认为高不可攀的理论，已经被作者温柔而有力地搬到了我的面前，让我可以亲自触摸和审视。

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这本书给我带来的最大震撼，在于它对“未来图景”的描绘。它不仅仅是在解释“是什么”和“为什么”，更是在大胆而审慎地探讨“将走向何方”。我感觉自己像是一个被邀请到未来技术沙龙的观察者，书中对未来应用场景的描绘，充满了细节和可操作性，而不是空泛的口号。比如，它没有停留在理论的层面，而是深入探讨了在实际网络架构中部署这些新范式的技术难点和经济可行性，这些都体现了作者超越纯理论研究的广阔视野。读完之后，我发现自己看待现有信息安全体系的眼光都变得不一样了，总会下意识地去审视其中的潜在漏洞和升级空间。这种思维方式的重塑，远比记住几个专业术语更有价值。它成功地将一个高度专业化的领域，转化为了一种可以激发大众想象力和前瞻性思考的强大工具。

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这本书的封面设计简直是一次视觉的盛宴，那种深邃的蓝与偶尔闪烁的银色光点，仿佛将人瞬间拉入了一个充满无限可能的微观宇宙。我一拿到手，就被那种沉甸甸的质感所吸引，显然作者在装帧上也是下了不少功夫的，让人有一种珍视的冲动。装帧的精致程度，常常能侧面反映出内容打磨的用心程度，而这本书无疑给人一种“精品”的预期。内页的排版清晰流畅，字体选择恰到好处，即便是对于初次接触这类前沿科学概念的读者来说，也不会产生阅读上的疲劳感。更值得称赞的是，书中穿插的一些抽象概念的插图，没有采用那种冷冰冰的公式堆砌，而是用更具艺术性和启发性的图形来辅助理解，极大地降低了知识的门槛。我花了很长时间只是沉浸在这些设计细节中，就好像在欣赏一件艺术品，这为接下来的阅读体验打下了非常愉悦的基调。这种对细节的极致追求，往往预示着作者在核心内容上也会秉持同样的严谨和深度。

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这本书的语言风格，用“老道的叙事者”来形容最为贴切。它不像某些科普读物那样急于灌输知识，而是更像一位经验丰富的导师，引导着你一步步深入迷宫。他深知哪些地方需要放慢脚步，用通俗的比喻来稳固基础；也明白在关键转折点，必须精准而有力地抛出核心的数学或物理概念，以保证知识的准确性。我注意到，作者在处理那些极具争议或仍在发展中的研究方向时，表现出了极高的学术克制力。他不会夸大其词，而是客观地陈述现状、存在的挑战，以及未来可能的发展路径，这种不偏不倚的态度，极大地增强了文本的可信度。阅读过程中，我几次停下来，不是因为理解困难，而是因为被作者精准的措辞所触动——那种用最少的文字表达最丰富内涵的能力，是需要多年功力沉淀才能达到的境界。这种文字功底，让原本可能枯燥的技术讨论，焕发出一种难以言喻的魅力。

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