(四)编码问题

所谓编码就是把信息变换成信号的措施。信息发出消息,在其被送入信道前往往要经过编码过程,消息之所以要经过编码,是因为:①信源发出的原始消息不适于直接在信道上传输,只有经过编码,才能使消息成为适合在信息上传送的具体形式。如,打电报,把文字符号转换成莫尔斯电码。②为了对抗信道中的噪声干扰,需要把消息编码成不易被干扰破坏的具体形式, 以免在接收端再现消息时引起失真。③信源发出消息经过编码后,使信息熵的传输速度接近于信道容量。所以编码问题是从理论上说明,如何编码,使信源发出的消息能充分表达,信息的容量能被充分利用,并能在接收端无失真地再现消息,以提高通信系统的有效性与可靠性。

编码定理是信息论中的重要组成部分。申农从提高通信系统的有效性与可靠性出发,提出了有关的三个编码定理。申农的第一定理是无失真信源编码定理,研究了信息熵与编码长度之间的关系;第二定理为信源编码定理, 指出在给定信道的条件下,总可能找到一种编码方法,使译码的错误概率任意小;第三定理为限失真的信源编码定理,指出在限定失真的条件下,失真度与信息传输率之间的关系。这三个定理在当时是对信息论的两个基本问题

(有效性与可靠性)的一种理论上的解释。

从 60 年代以后直到目前,申农信息论发展比较活跃的方向是信源编码理论和多路通信理论。这些研究进展是与计算机网络、大系统、系统工程的实际需要相关的。此外,近些年来关于申农理论中信息量的研究也十分活跃, 如各种广义信息量理论的出现,以及现有信息量如估值、判决、滤波(非线性)、识别理论的应用等等。