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1、绪论1.1 什么是通讯 1.2 通讯系统的组成 1.3 通讯系统的分类及通讯方式 1.4 信息及其度量 1.5 通讯系统的主要目的 1.1 什么是通讯 1、通讯:完成信息的转换和传输。2、通讯系统：以电(光)信号作为信息转换和传输系统。3、通讯例子：电报、可视、广播、电视、雷达、遥测遥控系统等。.2 通讯系统的组成 通讯系统模型通讯系统模型 通讯系统可以用以下图模型加以笼统概括。通讯系统可以用以下图模型加以笼统概括。信号源信号源发送设备发送设备信信 道道接纳设备接纳设备受信者受信者噪声源噪声源 发送端接纳端接纳端信息源把各种能够音讯转换成原始电信号。语声、事件场景、数据记录 麦克风、摄象机、光
2、驱、软盘。发送设备将原始电信号变换成利于在信道传输的信号。广播电台、电视发射塔、计算机COM口。信道信号传输通道。空间、电线。接纳设备从接纳信号恢复相应的原始信号。收音机、电视机、计算机COM口。受信者将原始电信号转换成音讯。喇叭、TV显象管、显示器。噪声源信道中噪声及分散在通讯系统其它各处的噪声集中表示。上述模型是通讯系统的普通表示，反映了通讯系统的共性，通讯原理的讨论是围绕着通讯系统的模型展开的。系统模型中的各个组成部分模拟通讯系统模型模拟通讯系统模型 信号源调制器解调器受信者噪声源信 道基 带 信 号频 带 信 号数字通讯系统模型数字通讯系统模型 频带信号频带信号基带信号基带信号编编 码
3、码 器器 噪噪 声声 源源加加 密密 器器信信 息息 源源调调 制制 器器信信 道道受受 信信 者者解解 密密 器器译译 码码 器器 解 调 器数字通讯系统的优点 抗干扰性能 便于加密 灵敏性与通用性便于现代终端接口 便于大规模集成 便于采用现代数字信号处置.3通讯系统的分类1、按音讯的物理特征分类业务、按音讯的物理特征分类业务 如电报、数据、图像通讯系统如电报、数据、图像通讯系统2、按调制方式分类、按调制方式分类 Base-band vs Frequency-band数字信号：数字信号：PCM、M 等等 脉冲数字调制脉冲数字调制AM、DSB、SSB、VSBFM、PM模拟信号模拟信号模拟信号：
4、模拟信号：PAM、PDM、PPM 脉冲模拟调制脉冲模拟调制正弦波调制正弦波调制脉冲调制脉冲调制频带频带通讯系统分类通讯系统分类数字信号：数字信号：ASK、FSK、PSK、DPSK 数字调制数字调制3、按信号特征分类、按信号特征分类 最常用分为模拟与数字通讯系统两大类最常用分为模拟与数字通讯系统两大类4、按传输媒介分类、按传输媒介分类 最常用分为有线包括光纤与无线最常用分为有线包括光纤与无线5、按信号复用方式分类、按信号复用方式分类频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围时分复用：不同的信号占据不同的时间区间时分复用：不同的信号占据不同的时间区间码分复用：
5、用一组包含正交码字的码组携带多路信息码分复用：用一组包含正交码字的码组携带多路信息6、按通讯方式分类、按通讯方式分类 单工、半双工与双工单工、半双工与双工1.3 信息及其度量信息及其度量 1.4.1 信息的描画信息的描画传输信息的多少用信息量衡量传输信息的多少用信息量衡量信息：音讯中有意义的内容，音讯了解为信源信息：音讯中有意义的内容，音讯了解为信源对由假设干个相互独立事件构成音讯，有：对由假设干个相互独立事件构成音讯，有：I p(x1)p(x2)=I p(x1)+I p(x2)+2取取 a=2 I：bit 比特比特取取 a=e I：net 奈特奈特取取 a=10 I：哈特莱：哈特莱由信息论知
6、：音讯出现的概率愈小，所包含的信息量愈大由信息论知：音讯出现的概率愈小，所包含的信息量愈大 1 1定义：信息量为定义：信息量为 I I、音讯出现的概率为、音讯出现的概率为 p(x)p(x)那么 I=p(x)I 是p(x)函数)(log)(logxpxp1 1Iaa-=I I 与与 P(x)P(x)间的关系必满足间的关系必满足1 1、2 21.4.2 信息的度量信息的度量 bitxpI1211log)(1log212 1、等概率、等概率1设有二进制，等概率出现的离散音讯设有二进制，等概率出现的离散音讯 0、1 音讯音讯 p(x1)=p(x2)=1/2 定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为
7、定义：传送两个等概的二进制波形之一的信息量为 1 bitMMI22log11log 2 对对M进制，等概率出现的离散音讯进制，等概率出现的离散音讯 0，1，2,M-1 音讯音讯 p(x1)=p(x2)=1/M从波形上看，从波形上看，M进制有进制有M种波性，每一种波形等概率出现种波性，每一种波形等概率出现 所以所以M 是波形数，是波形数，p(xi)=P 是每一波形出现的概率是每一波形出现的概率2、非等概率、非等概率设音讯由设音讯由 n n 个相互独立的符号组成，称为符号集个相互独立的符号组成，称为符号集)(iixpx 对对应应 )()()(2121nnxpxpxpxxx且每个符号包含的信息量均不
8、相等且每个符号包含的信息量均不相等 所以用统计平均的方法来描画一个符号所含的信息量所以用统计平均的方法来描画一个符号所含的信息量)(log)()(log)()(log)()(2_22_212_1nnxpxpxpxpxpxpXH niiixpxp12_)(log)(定义信息源的熵定义信息源的熵 H(X)H(X)dxxfxfXHe)(log)()(_ 平平均均信信息息1.4.3 延续音讯的信息量延续音讯的信息量 用概率密度来描画用概率密度来描画 f(x)，为为，它它们们出出现现的的概概率率分分别别、组组成成：例例：信信息息源源有有四四个个符符号号81414183321032110021020300
9、1213130020201，求求某某个个信信息息且且每每个个信信息息量量相相互互独独立立的的信信息息量量210120100032312010002102023010解：方法一解：方法一bitI33831log2323020 次次：出出现现bitI28411log1414121 次次：出出现现bitI21811log77323 次次：出出现现bitI26411log1313222 次次：出出现现因音讯共因音讯共57个符号，一个符号含有算术平均信息量为个符号，一个符号含有算术平均信息量为方法二方法二81log8141log4141log4183log832222 41_)(log)()(iiixp
10、xpxH统统计计平平均均符符号号bit906.1 bitIIIII1083210 总总)(64.10857906.157)(bitxHI 总总symbolbitIH/89.157/10857/1.4 1.4 主要性能目的主要性能目的 主要性能目的：有效性、可靠性主要性能目的：有效性、可靠性模拟系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量模拟系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量模拟系统模拟系统模拟系统的可靠性用接纳端最终输出信噪比来度量模拟系统的可靠性用接纳端最终输出信噪比来度量有效性：速度有效性：速度可靠性：质量可靠性：质量数字系统性能目的：传输速率数字系统性能目的：传输速率(有效性有效性)和过失
11、率和过失率(可可靠性靠性)数字信号的描画：二进制：数字信号的描画：二进制：0、1 两个形状两个形状 N 进制：进制：0、1、2 N-1 N个形状个形状1、传输速率、传输速率 码元传输速率：每秒钟传送码元的数目。码元传输速率：每秒钟传送码元的数目。信息传播速率：每秒钟传送的信息量信息传播速率：每秒钟传送的信息量不同进制的码元速率转换关系不同进制的码元速率转换关系 知知 N 进制信号进制信号 ，码元速率为，码元速率为 ，单位：波特，单位：波特 假设将其转化为二进制信号，码元速率为假设将其转化为二进制信号，码元速率为 ，那么那么 kN2 NBRBRNRRNBB2log 码元速率与信息速率的关系码元速
12、率与信息速率的关系HRRNBb2、过失率：误码率、误信率、过失率：误码率、误信率 误码率误码率 ：码元在传输系统中被传错的概率。即接纳的错误码元：码元在传输系统中被传错的概率。即接纳的错误码元数在传送总码元数中所占的比例数在传送总码元数中所占的比例 误信率：码元的信息量在传输系统中被丧失的概率。即接纳中丧误信率：码元的信息量在传输系统中被丧失的概率。即接纳中丧失信息量在传送信息总量中所占的比例失信息量在传送信息总量中所占的比例例题,作业1-4一个由字母A，B，C，D组成的字，对于传输的每个字母用2进制脉冲编码，00，01，10，11分别代表A，B，C，D。每个脉冲宽度为5ms。1)各字母等能够出现，求平均信息传输速率。2没字母出现能够性分别为 求传输平均信息速率。解 1每字母传输时间为10ms，所以 2)每字母平均信息量103414151DCBAP，P，PPsbitxHRRsynbolbitxHBuadRBbB/200)(/24log)(100101014423sbitxHRRsynbolbitxHBb/5.198)(/985.1103log10341log4141log4151log51)(42222
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