第2讲 通信系统分类、信息与其度量课件.ppt

通信原理电子教案;《通信原理》电子教案;1. 3 通信系统分类及通信方式; 2. 按信道中所传信号特征分：模拟通信系统与数字通信系统； 3. 按工作频段分：长波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。地波、天波、反射波、视距波 4. 按调制方式分：基带传输和频带传输（AM、SSB、DSB、VSB；ASK、FSK、PSK、DPSK；PAM、PCM、△M等）； 5. 按业务的不同分：话务通信和非话务通信； ●电话业务在电信领域中一直占主导地位，它属于人与人之间的通信。 ●非话务通信主要包括数据传输、计算机通信、电子信箱、电报、传真、可视图文及会议电视、图像通信等。 电话通信最为发达，其它通信常借助于公共的电话通信系统进行。未来的综合业务数字通信网中，各种用途的消息都能在一个统一的通信网中传输。 ●另:从广义的角度来看，广播、电视、雷达、导航、遥控、遥测等也应列入通信的范畴。但已从通信中派生出来，形成了独立的学科。 ;6. 按收信者是否运动分：移动通信和固定通信。 另外，通信还有其它一些分类方法，如按多地址方式可分为频分多址通信（FDMA）、时分多址通信（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）通信等；按用户类型可分为公用通信和专用通信等。 ;1. 3. 2 通信方式 1. 按消息传送的方向与时间分 通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。 ; 2. 按数字信号排序分 可将通信方式分为串序传输和并序传输。 ; 3. 按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方式、分支方式和交换方式。 ;注： ●分支方式及交换方式均属网通信的范畴。 与点与点直通方式相比，有其特殊的一面。例：通信网中有一套具体的线路交换与消息交换的规定、协议等；通信网中既有信息控制问题，也有网同步问题等。 ●网通信的基础仍是点与点之间的通信。 ●本课程只研究：点对点通信，而不涉及通信网的其它问题（移动通信、计算机通信、程控交换等）。 ;1. 4 通信系统的主要性能指标; 对于模拟通信来说，系统的有效性和可靠性具体可用系统频带利用率和输出信噪比（或均方误差）来衡量。 对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可用误码率和传输速率来衡量。 ;1. 4. 2 信息及其度量 （1）信息 定义：消息中包含的有意义的内容。 “信息”一词在概念上与消息的意义相似，但它的含义却更具普遍性、抽象性。消息可以有各种各样的形式，但消息的内容可统一用信息来表述。 （2）信息量 传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量。 ●在一切有意义的通信中，虽然消息的传递意味着信息的传递，但对接收者而言，某些消息比另外一些消息的传递具有更多的信息。 例:非常可能发生的事情：“今年秋季比去年秋季冷”。 极不可能发生的事情：“今年秋季比去年冬季冷”。 事件愈不可能发生，愈会使人感到意外和惊奇，信息量就愈大。;（2）信息量 ●事件愈不可能发生，愈会使人感到意外和惊奇，信息量就愈大。 ●度量消息中所含的信息量的方法，必须能够用来估计任何消息的信息量，且与消息种类无关。 ●消息中所含信息的多少也应和消息的重要程度无关。 另：由概率论可知，事件的不确定程度，可用事件出现的概率来描述：事件出现（发生）的可能性愈小，则概率愈小；反之，概率愈大。 ●基于这种认识，得：消息中的信息量与消息发生的概率紧密相关。消息出现的概率愈小，则消息中包含的信息量就愈大。且概率为零时（不可能事件）信息量为无穷大；概率为1时（必然事件）信息量为0。 ;综上：信息量与消息出现的概率有关，具体可以描述为如下规律： （1）消息中所含信息量是消息出现概率的函数： ;信息量 I 和消息出现概率P(x)的关系为：; 例1.1 设二进制离散信源，数字0或1以相等的概率出现，试计算每个符号的信息量。 解: 二进制等概率时 ;式中，P=1/M 为每一个符号出现的概率。一般情况下M=2K，则上式可改写成;（3）平均信息量 当各个符号出现的概率不相等时，计算消息的信息量，常用到平均信息量的概念。 平均信息量定义：每个符号所含信息的平均值。用符号 表示。 多进制时，设各符号出现的概率为：;显然，当信源中每个符号独立等概出现时，式（1.4-6）即成为（1.4-4）。可以证明，此时信息源的熵为最大值。 ;1. 4. 3 有效性指标的具体表述 数字通信系统的有效性可用传输速率来衡量，传输速率越高，系统的