通信原理讲稿第一章资料.ppt

1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类 1.4 信息及其度量 1.5 主要性能指标 本课程的学习要领;1.3通信系统分类与通信方式;按消息的物理特征：话音、数据、可视图文、图像通信等。 按调制方式分类：详见表 1 – 1 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统。 传输媒质分传输媒质：有线通信系统和无线通信系统。 有线通信--导线、架空明线、同轴电缆、光纤、波导 无线通信--短波电离层、微波视距传播、卫星中继 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用和码分复用。;通信方式;1.2 通信系统的组成模型;通信系统的一般模型;信源;定义——产生消息的来源。 作用——把各种消息转换成原始电信号。 距离——电话机、摄像机、电传机、计算机等。 分类———模拟信源、数字信源;——信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号使信源和信道匹配。发送设备的变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式。对数字通信系统，发送设备常常又包括编码器与调制器。;信道是指传输信号的物理媒质。 无线信道中，信道可以是大气（自由空间） 有线信道中，信道可以是明线、 电缆或光纤。 第3章讨论信道;功能是完成发送设备的反变换， 即进行解调、译码、解码等。 它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。;信宿是传输信息的归宿点， 其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。;干扰源是通信系统中各种设备以及信道中所固有的，并且是人们所不希望的。干扰的来源是多样的，它可分为内部干扰和外部干扰，而且外部干扰往往是从信道引入的，因此，为了分析方便，把干扰源视为各处干扰的集中表现而抽象加入到信道。 ;模拟通信模型和数字通信模型;连续信号及其抽样;离散信号及其连续载波调制;模拟通信系统模型;图 1-2 模拟通信系统模型;数字通信系统模型;数字信源; 1) 信源编码与译码;2） 信道编码与译码;3） 加密与解密;4） 数字调制与解调;5） 同步与数字复接;说明;数字通信的主要特点;数字通信的缺点;1.4 信息及其度量;事件的不确定性可用事件出现的概率来描述。可能性越小，概率越小；反之，概率越大。因此，消息中包含的信息量与消息发生的概率密切相关。消息出现的概率越小，消息中包含的信息量就越大。假设P(x)是一个消息发生的概率，I是从该消息获悉的信息，I与P(x)之间的关系反映为如下规律：  ; （1） 信息量是概率的函数， 即  I=f［P(x)］  （2） P(x)越小， I越大； 反之， I越小， 且  P(x)→1时， I→0 P(x)→0时， I→∞; （3） 若干个互相独立事件构成的消息， 所含信息量等于各独立事件信息量之和，也就是说，信息具有相加性， 即 I［P(x1)P(x2)…］=I［P(x1)］+I［P(x2)］+… ; 综上所述， 信息量I与消息出现的概率P(x)之间的关系应为  I=loga 1/P(x) =-loga P(x) 信息量的单位与对数底数a有关。 a=2时， 信息量的单位为比特(bit)；a=e时，信息量的单位为奈特(nat)； a=10时， 信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。目前广泛使用的单位为比特。 ;例 1 – 1 设二进制离散信源， 以相等的概率发送数字0或1，则信源每个输出的信息含量为 I(0)=I(1)= - log2 (1/2) =log22=1 (bit) 可见，传送等概率的二进制波形之一（P=1/2）的信息量为1比特。由此，通常把一个二进制脉冲波形称为一个比特。由此可见，比特的定义的含义。; 综上所述，对于离散信源，M个波形等概率（P=1/M）发送，且每一个波形的出现是独立的，即信源是无记忆的，则传送M进制波形之一的信息量为 I=-log2 (1/M ) =log2 M (bit); 如果是非等概情况，设离散信源是一个由n个符号组成的符号集，每个符号xi(i=1, 2, 3, …, n)出现的概率为P(xi)， 且有 P(xi)=1, 则x1, x2, …, xn 所包含的信息量分别为-log2 P(x1), -log2 P(x2)， …，-log2 P(xn)。于是，每个符号所含信息量的统计平均值，即平均信息量为;H(x)=P(x1)［log2 P(x1)］ +P(x2)［log2 P(x2)］+…