通信原理第1章(第七版)剖析.pptx

第1章 绪 论 通信的基本概念 §1.1 。。。 。。。 1.1.1 通信的发展 1837年莫尔斯 1876年贝尔 1936年 声音 音频信号 将音频信号放大、调制，产生 AM信号，并耦合到发射天线 接收天线将电磁波转换为 AM信号（含有噪声） 将AM信号解调还原为音频信号，再经音频功放后，驱动扬声器，还原为声音。 发射天线将AM信号感应成 可以辐射到大气中的电磁波 （无线电波） 1.1.2 消息 信息 信号 信号参量取值连续 信号参量取值离散 语音、温度、图像 数据、文字、符号 连续消息： 离散消息： 信号 消息 信息 信号 消息 信息 传输 载体 模拟信号 数字信号 表现形式 内涵 QA 三者关系 ① 模拟信号 和 数字信号: 话筒（声音传感器）把声音转变成音频信号； 数字终端把符号转变成数字信号； 摄像机把图像转变成视频信号； 热敏电阻（温度传感器）把温度转变成电信号。 ② 消息 ~ 电信号的转换: 基于以上对 消息 、信息 和 信号 的理解： 通信 通信系统模型 §1.2 1.2.1 通信系统一般模型 消息 → 电信号 如 电话机的话筒 把声音→音频信号 电信号 → 消息 如电话机的听筒 把音频信号→声音 原始电信号→适合在信道中传输的信号。如 编码、调制 其功能与发送设备相反。 如 译码、解调 destination source transmitter receiver channel noise 能传输信号的 各种物理媒介 模拟消息  原始电信号（基带） 基带信号  已 调 信号（带通） 1.2.2 模拟通信系统模型 两对重要变换： 信源编码： 模/数转换 提高有效性 信道编码： 增强抗干扰能力 1.2.3 数字通信系统模型 抗干扰能力强，且噪声不积累； 传输差错可控； 便于处理、变换、存储； 便于将来自不同信源的信号综合传输； 易于集成；易于加密。 可能需要较大的传输带宽； 对同步要求高。 优点 缺点 1.2.4 数字通信的特点 通信系统分类 与 通信方式 §1.3 详见表3-1 按复用方式划分：频分、时分、码分复用。 同一个通信系统可以分属于不同分类。  AM广播系统——中短波通信、模拟通信、 带通传输系统（调制系统）。 1.3.1 通信系统分类 单工通信： （单向） 半双工通信： （双向、不同时） 全双工通信： （双向、同时） 按传输方向和时间分： 1.3.2 通信方式 在并行信道上同时传输 n 个比特信息。 按数字码元传输时序分： 并行传输： 0 1 1 0 0 1 0 0 1 101010 串行传输： 数字码元序列按时间顺序一个接一个地在一条信道中传输。 信息及其度量 §1.4 信息是消息的内涵； 通信的目的在于传输消息中所包含的信息； 消息中不确定的内容才构成信息； 信息量就是对这种不确定性的定量描述。 引言 信息具有以下特性： 在当今信息社会中，信息是最宝贵的资源之一。 原则： 度量方法与消息的种类无关。 与消息的重要程度无关。 举例： “美国世贸大楼被炸（9.11事件）”（时效性） “明天下雨” 可见： 消息中所含信息量和不可预测性或不确定性有关。 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。 如何度量消息中所含的信息量 ? 根据概率论知识：事件的不确定性 可用事件出现的概率来描述。 ？ 原则： 度量方法与消息的种类无关。 与消息的重要程度无关。 举例： “美国世贸大楼被炸（9.11事件）”（时效性） “明天下雨” 可见： 消息中所含信息量和不可预测性或不确定性有关。 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。 如何度量消息中所含的信息量 ? ？ 根据概率论知识：事件的不确定性 可用事件出现的概率来描述。 信息量 I 可用概率 P 来度量： I = f [P(x)] P 1，I0 P 0，I P(x) P(y), I(x) I(y) 相加性 a= 2，比特(bit) ，简记为b a= e，奈特(nat) a=10，哈特莱(Hartley) 1 nat=1.44 b 1. 离散消息 x 的信息量 概率相同，每个符号蕴含的信息量也相同； 二进制的每个码元含 1 （b) 四进制的每个码元含 2 （b)