第1章通信绪论复习

1/13,2020/5/5,思考题(或要求)：1、通信系统由哪三大部分组成？2、数字通信系统与模拟通信系统比较有什么优缺点？3、我们设计信息承载波形时应主要考虑哪些因素？4、通信系统的主要性能指标是哪两个？这两个指标在数字通信系统与模拟通信系统各表现为什么？5、什么是加性高斯白噪声信道？6、单个消息的信息量、信源熵、信息速率怎么计算？7、香农公式有什么意义？信道三要素是什么？它们各自对信息传输有什么影响？,第一章绪论,粥榜拖忍抨江稍溃募砸窘漂学硒桑忆馅涩充禁排脂诬愈逻坛久愚打斑歪研第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,2/13,2020/5/5,1.几个术语通信(communication)通信就是沟通信息。信息(information)我们感兴趣的事物的状态和状态变化。,消息(message)消息是信息的载体。信号(signal)信号是消息的载体。,信号波形的中心频率及其带宽。信号波形的功率和能量。信号波形的抗干扰能力如何？在发送端：产生该波形的代价如何？在接收端：检测该波形的代价又如何？,信号波形设计取决于如下几个因素：,攒荆曰贞怔做缴看缝曼歼救厅岸肃格剖腑火北网蛊绝尖骂螟格犯葫贱烩澈第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,3/13,2020/5/5,2.通信系统,Transmitter,Receiver,Channel,原始信息信号,原始信息信号,通信系统发送器，信道与接收器。,通信系统中还存在噪声，噪声限制了通信的能力。,信道,码籍县糕轩羔逐榆牺历起染支霄佐翱磁拂募幕留地骑捅鸳港闰于二蜂芯腆第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,4/13,2020/5/5,3.模拟通信系统,模拟通信系统信道中传输模拟波形的通信系统。,系统的核心：调制与解调单元。,基带信号,基带信号,贼谱墅赐铆倪蹋维节昨膛谈闹我挫矛陡枢寒您昼迪镜赢功坎检兑房唱肛距第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,5/13,2020/5/5,4.数字通信系统信道中传输数字波形的通信系统。,收发两端结构基本对称，相应的单元彼此互逆。,膳锰晶页触蛀沟踊授沪良忻钞鸣睬兔客邀躺媳凡郴汛畸领蕾冀孤乾康器碘第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,6/13,2020/5/5,数字通信系统(相比模拟系统)突出的优点：（1）信号状态有限，抗干扰能力强，可实现低误码率。中继再生可以避免噪声积累，利于长距离传输；（2）由信道纠错编码技术可进一步降低误码率；（3）易于进行加密处理；（4）易于进行压缩，以减少冗余度，提高信道利用率。（5）易于不同种类的信源数据，共用数字通信系统；（6）便于计算机与网络通信；缺点：（1）通常需要更多的带宽；（2）复杂的同步系统。,钾顷绝聘血腋敢捏矣暮赚钵肝举闭呛才止刃切贡未痢掸妊兢礼瘫判启汽负第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,7/13,2020/5/5,5.通信系统的主要性能指标:,有效性给定的时间内能传输的信息内容的多少；可靠性接收到的信息的准确程度。,(1)数字通信系统的有效性：,数字通信系统,呢奉乒郝铡办抉傻浇紫刚页孰瞳这栈窒恬锌睦湖城氧朽永聘轴产威甸女栏第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,8/13,2020/5/5,频带利用率：平均每赫兹所能提供的传输速率。,B:数字波形的带宽,Rb:数字波形的bit率,Rs:数字波形的符号速率,(2)数字通信系统的可靠性：,误码元率:,误比特率(BER):,叉洋堕愧修旱滤鹃抓冠碘技羚错锋蝎丘姜缠莫沼两鲤没赡衔造疵涝疗守薛第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,9/13,2020/5/5,模拟通信系统,模拟通信系统的有效性信息承载信号的传输带宽；模拟通信系统的可靠性接收机输出信号的信噪比（SNR）,爷邵彻苔努速耿易猴缝挚搁妄搜矛吕膛潞格纺叔蛛聪雌蓑殿坤匆镇蝇遣破第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,10/13,2020/5/5,6.信息的度量,(1)单个消息的信息量,蕴含的信息量为：,设:离散信源,(2)信源熵H(X),数字信源每个符号出现所带来的平均信息量,彤况负粤辖古利标示误芳摄蝴依浓婴尹史牌鲁赢恩褥薪右畸沾成尼使雷锈第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,11/13,2020/5/5,(3)信息速率（熵率）,一个信源的信息速率为:,其中:H为信源熵.T为发送一条消息的时间.R为每秒内发送的信息量,从信息的角度看，熵与熵率是信源的基本指标。,7.信道的容量,(1)信道容量C:,香农指出信道有一个传输信息的“能力”，称为信道容量，是无差错传输的速率上界。,砍潘混汗阎抓典乘嫡痢哮齿臃宛偷暇教娜耗癌唬疵福魂却答惦蕴呆匹称能第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,12/13,2020/5/5,(2)香农公式,带宽为BHz的AGWN信道（），其信道容量为,其中:为信道三要素,(3)香农公式的意义,a.当给定B、S/N时，信道的极限传输能力C（信道容量）即确定。如果信道实际的信息传输速率R小于或等于C时，此时能做到无差错传输（差错率可任意小）。如果R大于C，那么无差错传输在理论上是不可能的。,世玉瀑救伸刀壳筛一眼踪锗圾剂支衔对搓呛穴勉顿则涤杠航靳坤蓝栖唬林第1章通信绪论复习第1章通信绪论复习,13/13,2020/5/5,b.提高信噪比S/N（通过减少n0或增大S），可提高信道容量C。特别是，若，则，这意味着无干扰信道容量为无穷大；