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《信息论基础》课程教学大纲
课程编号课程性质：专业方向课
先修课程：概率论与数理统计、线性代数
适用专业：电子信息工程
开设学期：第五学期
考核方式：闭卷考试
总学时：54
学分：3
（一）课程教学目标
本课程是一门专业选修基础课，也可作为高年级学生的先修课程。通过本课程的学习，学生应掌握信息论的基本概念及香农的编码定理等内容，使学生具备了学习有关通信、数字信号处理与传输等后续课程所必须的信息论与编码的基本知识。该课程现在已经成为信息学科的基础理论之一。并在各种工程应用中经实践检验卓有成效的应用技术，如编码技术、多媒体技术、通信技术的发展反过来又丰富了信息论与编码技术的理论内涵。这些理论对于从事相关领域进行研究和工程应用的科技人员具有很高的参考价值。
（二）课程的目的与任务
本课程是信息类及通信专业本科高年级学生选修的一门比较重要的专业基础课。专业基础课。本课程采用概率论与随机过程等数学方法研究信息的统计度量、信道容量以及信源与信道编码等理论问题；主要目的是让学生了解香农信息论的基本内容，掌握其中的基本公式和和基本运算，培养利用信息论的基本原理分析和解决实际问题的能力，为进一步学习通信和信息以及其他相关领域的技术奠定良好的理论基础。应掌握数字通信系统的基本原理和理论，掌握无失真信源编码的编码方法及信道编码的基本概念和编译码方法。是更好掌握其它专业课的必备基础。
（三）理论教学的基本要求
信息论与编码技术的理论现在已经成为信息学科的基础理论之一，特别是数字信号的处理与传输的理论及技术基础。信息论基础这一课程作为通信工程与计算机工程的专业主干课程。而在各种工程应用中经实践检验卓有成效的应用技术，如编码技术、多媒体技术、通信技术的发展反过来又推动了信息论与编码技术的发展。
在教学环节中,重点讲授信源的信息量的计算、信源编码、信道容量的计算及信道编码。另外，教师可以根据具体情况适当调整大纲的学时分配。
（四）实践教学要求
18个学时的实践教学，按照《信息论基础》课内实验实验课程标准安排。
实验项
目编号
实验项
目名称
实验内容提要
学时分配
实验
类型
每组人数
必开/选开
0421172301
绘制二进制熵函数曲线
1、二进制符号熵的计算；
2、MATLAB的应用；
3、MATLAB计算平台绘制二进制熵函数曲线
3
验证性
1
必开
0421172302
计算信息量
算离散随机变量的熵
联合熵；
条件熵；
4、互信息
3
综合性
1
必开
0421172303
二元对称信道平均互信息的图形分析
1. %信源w固定，当w=0.5时,互信息随信道转移概率P的变化情况
2. %信道P固定，当P取值不是0.5,互信息随信源w的变化情况
3. %信道P固定，当p=0.5,互信息随信源w的变化情况
3
综合性
1
必开
0421172304
无失真信源编码技术在数据压缩中的应用
1、随机产生一个信源概率集合；
2、基于给定英文材料，以26个英文字母为信源消息符号，构建该信源的数学模型。
3、统计26个英文字母出现的频数；
4、计算26个英文字母出现的频率，并以频率近似概率；
3
设计性
1
必开
0421172305
实现判断输入码组是否为唯一可译码
设C为码字集合，按以下步骤构造此码的尾随后缀集合F：
(1)考查C中所有的码字，若Wi是Wj的前缀，则将相应的后缀作为一个
尾随后缀放入集合F0中；
(2)考查C和Fi两个集合，若Wj∈C是Wi∈Fi的前缀或Wi∈Fi是Wj∈C
的前缀，则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi+1中；
(3)F包含于Fi即为码C的尾随后缀集合；
(4)若F中出现了C中的元素，则算法终止，返回假(C不是唯一可译码)；
3
设计性
1
必开
0421172306
利用香农编码方法进行编码，并计算信源熵和编码效率
（1）将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列：
p（x1）≥p（x2）≥···≥p（xn）
（2）确定满足下列不等式整数码长Ki：
-log2p(xi)≤Ki＜-log2p(xi)+1
（3）为了编成唯一可译码，计算第i个消息的累加概率；
（4）将累加概率Pi变成二进制数；
（5）取Pi二进制数的小数点后Ki位即为该消息符号的二进制码字。
3
设计性
1
必开
（五）教学学时分配数
章次
各章名称
总学时
学时分配
讲课
实验
上机
课外
小计
第一章
绪论
2
2
2
第二章
信源熵
16
10
6
16
第三章
信道容量
10
7
3
10
第四章
信源编码
12
9
3
12
第五章
信息率失真函数
6
3
3
6
第六章
信道编码
8
5
3
8
总计
54
54
18
54
（六）大纲内容
第1部分???绪论
具体内容:
1)明确本课程的内容、
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