通信原理-全套PPT课件.pptx

辽宁省精品资源共享课电子教案;;;;噪声源;模拟通信系统模型;模拟通信系统模型;已调信号有三个基本特征： 携带有信息； 适合在信道中传输； 信号的频谱具有带通形式(中心频率远离零频，带宽远小于载频)。已调信号又称带通信号或频带信号。;⑴模拟信号数字化传输系统模型;⑵数字基带传输系统模型;数字带通传输系统模型;优点 抗干扰能力强，可再生而消除噪声积累； 差错可控； 易于使用现代数字信号处理技术； 易于加密； 信息综合传输。 缺点 占据更宽的系统频带； 对同步要求高； 系统设备复杂等。;;通信系统分类;常见的调制方式表; 调 制 方 式 ;通信波段与常用传输媒质;频率范围 ;指通信双方之间的工作方式和信号传输方式。分为： 单工：消息只能单方向传输，占用一个信道； 半双工：消息双向传输，占用一个信道； 全双工：消息双向传输，占用二个信道。;;信息及其度量;首先，让我们从常识的角度来感觉三条消息： ① 太阳从东方升起； ② 太阳比往日大两倍； ③ 太阳将从西方升起 。 第一条几乎没有带来任何信息， 第二条带来了大量信息，第三条带来的信息多于第二条。 究其原因，第一事件是一个必然事件，人们不足为奇； 第三事件几乎不可能发生，它使人感到惊奇和意外，也就是说，它带来更多的信息。因此，信息含量是与惊奇这一因素相关联的，这是不确定性或不可预测性的结果。 越是不可预测的事件， 越会使人感到惊奇，带来的信息越多。;信息量：是衡量信息多少的量，用I表示。 I与P密切相关，P越小，I就越大。I与P(x)之间的关系规律： ;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(nit)； a=10时，信息量的单位为哈特莱。 目前广泛使用的单位为比特：;对于M进制离散信源，M = 2K，M个波形独立等概率(P=1/M)发送，则传送M进制波形之一的信息量为 I = -log2(1/M)=log2M = K (bit);设离散信源是一个由n个符号xi(i=1, 2, 3, …, n)组成的符号集，每个符号出现的概率为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为 H(x)=P(x1)[-log2P(x1)]+P(x2)[-log2P(x2)]+…+P(xn)]log2 P(xn)];信源熵的最大值;当信源中M个符号独立等概出现时，P(x1) =P(x2)=…=P(xn)=1/M， 且M = 2K，此时： H(x)=P(x1)[-log2P(x1)]+P(x2)[-log2P(x2)]+…+P(xM)]log2 P(xM)] = M×(1/M)×log2M = log2M = K(bit) 此时信源熵取得最大值，即：;n个符号构成的消息，其信息量总和为：或： ;每个符号的算术平均信息量为;;通信系统的主要性能指标;码元速率RB（简称传码率，又称符号速率） --单位时间内传输码元的数目，单位是波特（Baud），简记为B。 码元也称为符号或字母，码元的持续时间T称为码元长度、码周期或码元时间。;信息速率Rb：简称传信率，又称比特率等。 --单位时间内传输的信息量（比特数），单位是比特/秒，可记为bit/s ，或 b/s ，或bps。 码元速率和信息速率的关系： ;对于M进制信源，等概传输时，熵有最大值log2M，信息速率也达到最大，即 Rb =（Rb）max = RBlog2M (b/s);频带利用率η 真正衡量数字通信系统传输效率的应当是 单位频带内的码元传输速率：;误码率Pe：指码元在传输系统中被传错的概率，即 ;例1.1-2;⑴信源熵： = (1/4)×log24+2× (1/8)×log28+(1/2)×log22 = (1/4)×2+(1/4)×3+(1/2)×1=1.75 bit/symbol ⑵ Rb=RB·H(x)= 1000×1.75=1750 (b/s) 码元宽度T=1/RB= 1/1000 = 1ms I=t×Rb=3600×1750=6300000 bit ⑶ (Rb)max=RB·(H(x))max= RB·log2M=1000·log24=2000 (b/s) Imax= t×(Rb)max= t×RB×log2M=3600×1000×log24=7200000 bit ;辽宁省精品资