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XuetangX

信息论

via XuetangX

Overview

1.研究生信息论MOOC课程借助于各种媒体平台 采用线上线下的混合模式有机地覆盖了教学的各个环节,预习、重点讲授、课后辅导练习、强化训练以及提高思维创新扩展训练五部分。希望帮助学生梳理各个知识节点之间的脉络,优化课程体系框架结构,力求该门课知识体系系统化,知识要点条理化,抽丝剥茧,厘清概念,旨在建构起自己对该门课程的知识图谱。

2.该门课增加了思维冲浪线下辅导辅助课程, 是该门课的一大特色,基于线上的视频课程讲授的难点与重点问题,与该门课程的基本技巧与技能,结合我们该门课的辅助辅导材料--思维冲浪提高训练,采用混合课程合作学习模式,旨在提高学生的探究式学习能力与创新思维能力,立足于培养学生提炼问题、分析问题以及解决问题良好科研习惯;此外,该辅导课程涉及的题目,都是与目前该领域的最新科研进展的相互结合,在算法方面特别注重课程与人工智能、大数据、深度机器学习等方面的深度融合;课程与实践的结合方面:注重凸显5G、6G技术中,关于大规模MIMO技术、复杂信道的信道容量估计以及网络信息论的结合,突出该门课程的实践应用和前言进展;为学生孵化培养了探索新知识的学习情境。很大的程度上,有助于帮助读者触摸到信息论知识的核心脉络的能力。

3.鉴于该门课的特点,该视频课程中强化了优化方法在该门课程中应用:特别是QCQP, QCOP, NP-hard以及 KKT等优化算法的引入,有效解决帮助学生深入理解与掌握信道容量的估算,信息传输系统的设计,信源编码的推理等复杂问题。旨在培养学生慎密思考问题能力与解决实际工程问题的实践能力,体现该门的对信息处理的掌控力。

4.将等效类比的方法引入信息论课程的教学,复杂问题简单化,注重线上与线下的互动。对于信息论中很多难点问题,我们给出了等效类比方法巧妙地解决许多难以理解的概念与定理,帮助学生直观地理解如马尔科夫信源的熵率计算、信道容量的估计,率失真函数的估算以及信道编码等重要概念,提高了学生触类旁通,有效迁移、在特定情境中深刻理解分析复杂问题的能力。 

5.落实“以学生的学习”为中心的理念,改变课程评价由终结性评价向过程性评价的让渡。

    研究生(硕士 博士)信息论在某种程度上来说是一门难度的课程,对于初学者来说,课程涉及的定理概念很难一次精准地理解到位 ,为帮助学员精准把握信息论涉及的概念,课程组采用了将典型案例与课程的难重点相结合的方法,并注意为学生提供解决问题的脚手架。

    课程组通过线上视频引导与线下案例巩固相互结合的方式,将课程重难点渗透到典型的案例中,帮助学生更为直观地触摸到该课程的核心层次的知识构架,引导学生从不同的角度深层次的理解课程中所涉及的概念、定理与算法,提高学生发现问题,解决问题与分析问题的能力。同时注重过程性评价,改变期末考试一考定成绩的终结性评价模式;学生的成绩由单元测试+期末考试+思维冲浪三部分组成,重在评价学生的学习过程,从多维度、多层面考核学生对该门课的掌握程度,注重学生自我价值的塑造,个人能力的培养以及创新思维的培养。特别注重培养学生之间有效的沟通交流探讨,密切合作,深入钻研思考复杂科学问题的能力。

Syllabus

  • 第一章 信息论概述与基本概念
    • 第一讲 信息论课程介绍以及信息论的概念 描述
    • 第一章 学习材料
    • 第一章 作业
    • 同步阅读训练 关于中国新型肺炎数学模型的建立
  • 第二章 信源与信息熵率、冗余度与冗余压缩编码
    • 第二讲 离散熵 离散互信息 连续随机变量的熵与互信息
    • 第三讲 熵函数的定义
    • 第四讲 熵函数的上凸性证明 案例的思考与扩展 熵函数的进一步讨论
    • 第五讲二元变量的联合熵 联合熵的几种情形的讨论 联合熵不等式的证明
    • 第六讲 互信息的定义 互信息的公式推导 平均互信息的几种情形的讨论
    • 第七讲多变量平均互信息关系式证明 互信息函数的性质 互信息函数公式的进一步研究
    • 第八讲 连续随机的熵函数与互信息
    • 第九讲 鉴别信息
    • 第二章 课程课件PPT
    • 第二章 作业练习与思考
  • 第三章 信源的熵率、冗余度与马尔科夫信源编码
    • 第十讲 平稳 离散 无记忆稳恒信源
    • 第十一讲 定长编码定义与渐进等同分割定理
    • 第十二讲 唯一可译码定理以及前缀码的构造
    • 第十三讲 变长编码的平均码长定理
    • 第十四讲 Huffman编码
    • 第十五讲 平稳有记忆Markov信源
    • 第十六讲 Markov信源的变长编码以及案例介绍
    • 第三章 学习材料课件
    • 第三章 作业练习与思考
  • 第四章 信道与信道容量与信道的有效利用
    • 第十七讲 信道、 信道模型以及分类
    • 第十八讲 前向信道状态转移概率矩阵引入与平均互信息
    • 第十九讲 离散无记忆信道的信道容量以及传输速率
    • 第二十讲 信道容量解的充分必要条件以及优化方法的介绍
    • 第二十一讲 对称离散无记忆信道
    • 第二十二讲 准对称离散无记忆信道 删除信道 案例分析
    • 第二十三讲 准对称离散无记忆信道案例分析
    • 第二十四讲 串联信道的信道容量
    • 第二十五讲 并联信道信道分类
    • 第二十六讲 连续信道
    • 第二十七讲 高斯分布函数在信道估计中的应用
    • 第二十八讲 重要定理的证明过程(重点关注证明过程技巧 如等效 与对数不等式的应用)
    • 第二十九讲 并联信道的信道容量费用函数优化建模以及在MIMO中的应用(5G 6G中应用)
    • 第三十讲 模拟信道下的信道容量费用函数
    • 第四章 学习材料课件
    • 第四章 课外阅读材料 衰落信道描述 优化方法及介绍 5G 6G介绍
    • 第四章 作业练习与思考
  • 第五章 信源的信息率失真函数与墒压缩编码
    • 第三十一讲 熵压缩编码与信源的信息速率失真函数
    • 第五章 学习材料课件
    • 第五章 作业
  • 第六章 信道编码
    • 第三十二讲 错误概率与译码似然准则
    • 第三十三讲 有噪信道编码以及最大似然准则引入
    • 第三十四讲 信道编码基本概念介绍
    • 第三十五讲 线性分组码的数学支撑 线性空间的引入
    • 第三十六讲 线性分组码的生成矩阵与校验矩阵引入
    • 第三十七讲 伴随式 、错图样与译码
    • 第三十八讲 循环码及其多项式描述 生成多项式引入
    • 第三十九讲 循环码及其矩阵描述
    • 第四十讲 循环码的构造
    • 第四十一讲 卷积码基本概念介绍
    • 第四十二讲 卷积码及其图形描述 篱笆图 树形图
    • 第四十三讲 卷积码的译码过程
    • 第六章 学习材料课件
    • 第六章 课外阅读材料 卷积码 阅读材料
    • 第六章 作业练习与思考
    • 翟永智关于Fano不等式以及Shannon第二定理 抗干扰定理知识点的详细解读
  • 第七章 最大熵原理以及最小鉴别信息原理
    • 第四十四讲 最小鉴别信息原理与最大熵原理
    • 第七章 讨论
    • 第七章 学习材料课件
    • 第七章 作业练习与思考
  • 各章主观性课后习题(学员用笔作答)计算证明+期终考试(各学习期终考试试题以及答案)
    • 强化训练
    • 第二三四章计算证明题,请大家点击并下载 2020-2021期末考试试题以及答案
    • 2020年专家讲座PPT
  • 教学大纲
    • 课内实验
  • 期末考试
    • 信息论课程思政内容建设专栏
      • 信息论创始人Shannon探索精神对学生将来科研的借鉴
    • 信息论领域人才献身科学报效祖国的先进

      Taught by

      Xi’an University of Posts&Telecommunications

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