通信原理 第1章-绪论幻灯片.pptVIP

电子科技大学通信学院 电子科技大学通信学院 通信原理 1.1 通信的基本概念 1.2 历史回顾 1.3 信源与常见的消息 1.4 信道 1.5 频带与电波传播 1.6 数字与模拟 通信系统 1.7 通信网络（自学） 视距的计算： 在地面应用时，地球表面的弯曲限制了传播的距离。 （自学） 1.5.3 无线频谱及其管理 无线信道是人类共有的自由空间，开放给所有发送与接收用户的共享资源。 为了维护秩序，协调通信应用，减少干扰，各个国家都建立了有关政府部门进行管理。 国际机构为国际电信联盟（ITU）负责，其前身是:国际电话与电报咨询委员会（CCITT）和国际无线电咨询委员会（CCIR）。 Frequency Division Multiplexing 管理无线频带的基本方法 1.5.4 频分复用 （FDM） 频分复用 —— 多个信号错开频率位置共用频带的方法 FDM这种思想也大量用在有线信道内。 从FDM可见，带宽是信道本质上的资源。 1.6.1 模拟通信系统 模拟通信系统——信道中传输模拟波形的通信系统。 信源 调制器 发射机 信道 接收机 解调器 信宿 噪声 发送设备 接收设备 系统的核心：调制与解调单元。 基带信号 基带信号 调制——借助于正弦载波形成频带信号： R(t) 或θ(t)（或两者同时）随信息m(t)变化。 调制： 基带信号 频带信号 modulation 依据变化方式的不同，调制有各种制式，相应的带宽与抗噪声能力也不同。 解调——调制的逆过程。 解调： 频带信号 基带信号 demodulation 调制解调器（modem） 1.6.2 数字通信系统 数字通信系统——信道中传输数字波形的通信系统。 一个较为完善的现代数字通信系统： 基本的——白色实线框；可选的——灰色虚线框。 收发两端结构基本对称，相应的单元彼此互逆。 数字消息——用离散型随机变量描述 N元消息 源: 数字消息序列 —— 随机序列 1.3.2 随机信号与确定信号 随机性——信息对于接收者必须是新的，即事先未知的且无法预知的。 数字信号（波形） —— 随机波形 模拟消息——用连续型随机变量描述 模拟消息信号是随机过程 x(t)，概率密度函数 fx(t)(x) 通信系统中的确定信号：正弦波与矩形脉冲等，用于协助传送消息信号 通信系统中常常传送： 1.3.3 信息的度量 单个消息的信息量 设: 离散信源 X 蕴含的信息量为： 消息携带的信息量的大小与消息出现的不确定程度有关。 以2为底时单位是“比特”（bit — binary unit的缩写） 以e为底时单位是“奈特”（nat—nature unit的缩写） 以10为底时单位是“哈特”（Hart — Hartley的缩写） 注意：对于单条消息，其pi越小，则Ii越大；Ii大小与消息的内容是否有实际意义无关 3. 信息速率（熵率） 一个信源的信息速率为: 其中 : H 为信源熵 . T 为发送一条消息的时间. R 为每秒内发送的信息量 从信息的角度看，熵与熵率是信源的基本指标。 2 . 信源熵 H(X) 数字信源每个符号出现所带来的平均信息量 entropy 例1.1 二元消息源X1、X2与X3的取值概率为： 解： 例1.2 数字信源X — 4元等概， Y — 2元等概，求它们的熵。 解： 例： 计算信息速率。某电话键盘: 0, 1, … 9 ,* ,#，其中P[*]=P[#]=0.005 ，P[0]= P[1]=… =P[9]=0.099。如果按键速率为 2keys/s, 计算该信源的信息速率 解: 作业：1.2 1.4 1.6 （自学） 要求：了解各种消息源的特点及基本指标 模拟消息 模拟消息 模拟消息 数字消息 信道——介于发信者与收信者之间，供消息信号经过的通道，是传输电、电磁波或光信号的物理媒质。 两大类： （1）有线信道：普通导线、电话线、电缆、波导与光纤； （2）无线信道：大气、真空与海水等。 引入乘性噪声 1.4.1 信道的影响 1. 加性噪声——以