通信原理(第2版)王琪-(1)40页.ppt

二０一一年八月;第1章;中包含信息，是信息的载体，通过收到消息从而获得信息。

从通信的观点，能够构成消息的各种形式必须具有两个条件：;1.2通信系统的组成;

2、发送设备：基带信号一般需要通过调制过程，将信源产生的

基带信号变换成适合于在信道中传输的电信号。发送设备完成信号

的调制并将信号送入信道传输。

3、信道：信道是传输信号的物理通道，即信号的传输媒质。信

道可分为有线信道和无线信道两类。;5;1.2.2模拟通信系统;模拟通信系统模型：;

模拟通信的优点是：信号在信道中传输所占用的频谱比较窄，

因此可通过多路复用使信道的利用率得到提高。

模拟通信的缺点是：传输的信号是连续的，不容易消除叠加在

其上的噪声，抗干扰能力较差；不容易实现必威体育官网网址通信；设备不容易

大规模集成；不能适应快速发展的计算机通信的要求。;1.2.3数字通信系统

1、数字通信系统模型

数字通信系统是利用数字信号传递消息的通信系统，系统模型

如图所示。; 数字通信系统比模拟通信系统的组成要复杂一些，其中包括了

信源编码、信号加密、信道编码、数字调制、信道解调、信号解密、

信源译码等一些区别于模拟通信系统的问题。;接收到加密信号再用相同方法或不同的方法进行还原的过程。;2、数字通信的主要特点

主要优点：;1.3通信系统的分类;根据是否将信源信号进行调制，可将通信系统分为基带传输系; (1)单工通信，是指消息只能单方向传输的工作方式，发送端只能

发送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息。

(2)半双工通信，是指可以实现双向的通信，但不能在两个方向上; 串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每

一位数据占据一个固定的时间长度，只需要少数几条线就可以在系

统间交换信息。

并行通信是指一组数据的各数据位在多条线上同时被传输，其特

点是传输速度快、效率高，多用在实时、快速的场合，;1.4通信技术发展概况;真空二极管。; 1948年香农发表了著名的论文《通信中的数学理论》，提出了

信息熵、信道容量等概念，定量地揭示了通信的实质问题，成为信

息论的开端。;光相比，激光谱线很窄，方向性及相干性极好，是一种理想的相干

光源和光载波。它的出现是光通信发展的重要一步。;第三代移动通信是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的;由于传统的通信技术在必威体育官网网址安全方面存在隐患，因此近年来基于量子计算技术的量子通信受到日益重视，其理论和应用成为世界研究热点。

我国在量子通信研究领域取得重要成果，2016年，我国成功发射世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”，这使我国在全球首次实现卫星和地面之间的量子通信，从而构建天地一体化的量子必威体育官网网址通信与科学实验体系。;1.5信息的量度;量表示，即某离散消息x所携带的信息量为; 信息量的大小与消息出现的概率之间存在如下对应关系：

(1)事件出现的概率越小，消息中包含的信息量越大。

(2)事件出现的概率等于0，即属于不可能出现的事件时，对应

的信息量等于无限大；反之，事件出现的概率等于1，即属于必然

出现的事件时，对应的信息量等于0。

(3)如果消息是由若干个独立事件所构成，那么消息总的信息量

等于这些独立事件信息量的总和，数学关系可表示成;【例1-1】;传输四进制波形之一的信息量为2bit。

;因此每一个信号的信息量为;为;式中P(xi)表示符号xi出现的概率，ni表示符号xi出现的次数，由此

得到;1.5.2平均信息量

信息源平均信息量是指传输的每个符号所含信息量的统计平均

值。

设离散信息源由M个独立的符号组成，每个符号xi出现的概率

为P(xi)。M个符号的平均信息量定义为;【例1-3】计算【例1-2】信息源的平均信息量。

【解】由式(1.5-9)，平均信息量为

;消息序列都很长，采用熵的概念比较方便。

如果信息源发出的消息是连续可变的，则需要引入连续消息出

现的概率密度f(x)，这时平均信息量可用下面的积分计算;1.6通信系统的性能指标;1.6.2数字通信系统有效性与可靠性

1、有效性

对数字通信系统，有效性用码元传输速率或频带利用率来度量。

码元传输速率RB定义为单位时间(秒)内传输的码元数目，其单位

为波特(Baud)。如果传输每个码元所需要的时间是T秒，则码元速

率为; 数字通信的频带利用率η定义为：所传输的信息速率Rb或码元速

率RB与系统带宽B之比值，其单位为bit/(s·Hz)或Baud/Hz，即; 信息速率

2、可靠性

数字信号码元在传输过程中，由于信道不理想以及噪声的干扰等

因素，使接收到的码元可能会出现错误，这称之为误码。误码的多

少用误码率Pe来衡量，表示