信息论基础：无线通信中的信息、编码与密码学

“鑫源编码课件，主要涵盖了无线通信、信息论、编码和密码学等内容，由华侨大学信息科学与工程学院的杨毅明教授讲解。课程旨在使学生深入理解信息论的基本概念和定理，掌握描述信息的数学工具，培养问题解决和分析能力。” 在信息论中， Claude Elwood Shannon 被视为奠基人，他在1948年发表的论文《通信的数学理论》中奠定了这一领域的基础。信息论是一门研究信息的量化、存储和传播的学科，它涉及如何有效地编码和传输信息，以及如何在有干扰或不确定性的情况下恢复信息。 信息与消息、信号之间的区别是信息论中的基本概念： 1. 消息（Message）：指的是描述事件或事物状态的符号，可以是语言、文字、图像等形式。消息是信息的载体，承载着实际要传达的信息。同一信息可以用不同的消息形式表达，而一个消息也可以包含不同数量的信息。 2. 信号（Signal）：是将消息转化为适合在通信信道中传输的物理量，如电信号、光信号或声音信号。信号是信息的传输媒介，它携带着消息，但本身不是信息。同样的信息可以由不同的信号表示，而一个信号也可以传递不同的信息。 课程中，杨毅明教授将逐步讲解信息论的核心概念，例如信息熵、互信息、信源编码和信道编码等。信息熵是衡量信息不确定性的度量，它描述了平均每个符号携带的信息量。互信息则用于量化两个随机变量之间的相互依赖程度。信源编码是关于如何高效地压缩数据，减少冗余，而信道编码则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。 此外，编码理论是信息论的重要应用，特别是在无线通信中，编码技术如Turbo码、LDPC码等被广泛用于提高通信系统的抗干扰能力和传输效率。密码学则是信息论的另一个关键领域，它涉及到数据的加密和解密，确保信息安全传输。 通过这门课程的学习，学生不仅会掌握信息论的基本理论，还能了解到编码和密码学的实际应用，从而具备解决实际通信问题的能力。每次课讲10页的内容设计，使得学习过程更为系统且易于消化，有助于逐步建立起对信息论的深入理解和应用技巧。