通信原理——Chapter1
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电子科技大学通信原理李晓峰版课件-第1章绪论
信息的度量与性质
信息的度量
除了信息量之外，还有其他一些度量信息的方法，如冗余度、互信息等。冗余度衡量了信息中重复内容的多少， 而互信息则表示两个随机变量之间的相关性。
信息的性质
信息具有可压缩性、可加性和不确定性。可压缩性意味着可以通过编码技术减少信息的位数；可加性意味着多个 信息源的信息可以合并；不确定性则与信息的不确定性有关。
03
CATALOGUE
信息论基础ห้องสมุดไป่ตู้
信息量的定义与计算
信息量的定义
信息量是衡量信息多少的量，通常用熵来表示，熵是系统不 确定性的量度。在通信中，信息量用来衡量传输的信号所包 含的信息量大小。
信息量的计算
信息量的计算基于概率论，通过计算随机变量的不确定性来 得出信息量。在离散随机变量中，信息量等于各个事件发生 的概率的对数之和；对于连续随机变量，信息量等于概率密 度函数的积分对数的面积。
电子科技大学通信原理李 晓峰版课件-第1章绪论
CATALOGUE
目 录
• 通信系统概述 • 信号与信道 • 信息论基础 • 通信原理的发展历程
01
CATALOGUE
通信系统概述
通信系统的基本组成
信息源
产生需要传输的信息 ，如声音、图像、文 字等。
发送设备
将信息转换为适合传 输的信号形式，如调 制器、编码器等。
01
02
03
04
传输速率
单位时间内传输的信息量，单 位为比特/秒（bps）。
误码率
传输过程中出现错误的概率， 单位为比特/千比特（bit/kb
）。
频带利用率
单位频带内传输的信息量，单 位为比特/秒/赫兹（bps/Hz
）。
《通信原理》课后习题答案及每章总结(樊昌信,国防工业出版社,第五版)第一章
《通信原理》习题参考答案第一章1-1. 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解： )(25.3105.01)(log 2bit E I ==)(97.8002.01)(log 2bit X I == 题解：这里用的是信息量的定义公式)(1log x P I a =注：1、a 的取值：a ＝2时，信息量的单位为bita ＝e 时，信息量的单位为nita ＝10时，信息量的单位为哈特莱2、在一般的情况下，信息量都用bit 为单位，所以a ＝21-2. 某信息源的符号集由A ，B ，C ，D 和E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4，1/8，1/8，3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：方法一：直接代入信源熵公式：)()()()()(E H D H C H B H A H H ++++=516165316163881881441log log log log log 22222++++=524.0453.083835.0++++= 符号）/(227.2bit =方法二：先求总的信息量I)()()()()(E I D I C I B I A I I ++++= 516316884log log log log log 22222++++= 678.1415.2332++++= )(093.12bit =所以平均信息量为：I/5＝12.093/5＝2.419 bit/符号题解：1、方法一中直接采用信源熵的形式求出，这种方法属于数理统计的方法求得平均值，得出结果的精度比较高，建议采用这种方法去计算2、方法二种采用先求总的信息量，在取平均值的方法求得，属于算术平均法求平均值，得出结果比较粗糙，精度不高，所以尽量不采取这种方法计算注：做题时请注意区分平均信息量和信息量的单位：平均信息量单位是bit/符号，表示平均每个符号所含的信息量，而信息量的单位是bit ，表示整个信息所含的信息量。
通信原理第一章zjsPPT课件
二 通信系统
1.消息
消息是物质或精神状态的一种反映，在不同的时期有不同的表现形式。
例如：文字、数据…、话音、音乐、图形、图象… 前者称为离散消息—消
息的状态是可数或离散的；后者称为连续消码息元—消息的状态是连续变化的
2.信息
消息的有效内容。不同消息t可有相同内容
t
3.信号
信号是消息传递的物质载体，与消息一一对应的电参数。消息是寄托
塞缪尔·莫尔斯
(Samuel Finley Breese Morse，1791~1872)
一名成功的画家。 1826年至1842年任美 国画家协会主席
在一次远洋旅途中，莫尔斯结 识了杰克逊医生(一位电学博士)。 闲聊中谈到电磁感应现象从此， 莫尔斯走上了科学发明的崎岖道 路。终于在1837年9月4日，莫尔 斯制造出了一台电报机
在号；电若信该号的参某量一是个连参续量取上值，的若则该称t参连量续是信离号散或取模值拟的信就号称离散信号或数字信t 4.通信系统
传输信息所需的一切技术设备的总称
三 通信的发展简史
1.第一阶段 － 信号、语言
古代通信的起源 —烽火戏诸侯
相传，周幽王为博取爱妃褒 姒一笑，曾在骊山烽火台举烽 火戏弄诸侯。而当犬戎攻入骊 山，幽王再次下令点燃烽火时， 各诸侯却无人来救，幽王被杀， 褒姒被掳，西周灭亡
一 什么叫通信？
1.传统的理解
信息的传输。通信的目的就是传递消息中所包含的信息
2.现代通信
一般是指“电通信”，通常以语音、图象、数据为媒体，通过电信号 (光信号)将信息由一个地方传到另一个地方
通信包括传输、复用、交换和网络等四大技术，本课程主要涉及传输 原理
3.电通信
消息的传递通过电信号来实现。用电信号携带所要传递的信息，然后 经过各种电信道进行传输，达到通信的目的
通信原理课件第一章.pptx
第1章 绪 论
第三代移动通信系统是向未来个人通信发展的一个重要阶 段，具有里程碑和划时代的意义，让我们关注其发展态势， 迎接它的到来。
目前，我国电话网的规模和技术层次均有质的变化，已初 步建成了以光缆为主，微波、卫星综合利用，固定电话、移动 通信、多媒体通信多网并存，覆盖全国城乡，通达世界各地， 大容量、 高速度、 安全可靠的电信网。
通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通 信、光缆通信等。无线通信形式较多，常见的有微波通信、 短波通信、 移动通信、 卫星通信、 散射通信等。
第1章 绪 论
2. 按信道中传输的信号分类
凡信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、 相位， 脉冲 波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值， 且直接与消 息相对应的，称为模拟信号。 模拟信号有时也称连续信号， 这个连续是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个 值)， 而不一定在时间上也连续这里指的某一参量是指我们关 心的并作为研究对象的那一参量，绝不是仅指时间参量。当然， 对于参量连续变化、时间上也连续变化的信号，毫无疑问是模 拟信号，如强弱连续变化的语言信号、亮度连续变化的电视图 像信号等都是模拟信号。
用途
音频、电话、数据终端、长距离导航、 时标
导航、信标、电力线通信
调幅广播、移动陆地通信、业余无线电
移动无线电话、短波广播、定点军用通 信、业余无线电 电视、调频广
播、空中管制、车辆通信、导航、集群 通信、无线寻呼
300MHz~3GHz
100 10cm
特高频
波导
电视、空间遥测、雷达导航、点对点通
UHF 分米波无线电
第1章 绪 论
1.2 通 信 的 概 念
1.2.1 通信的定义
通信原理第1章
2019/2/19
14/81
噪声源
发信者 发送器 信道 接收器 收信者
噪声源
要强调的是在通信中， 信息是接收方所未知的，消息越感出乎意料，信息量
就越大。 通信系统中还存在噪声，噪声也是无法预知的，噪声 限制了通信的能力。
2019/2/19
15/81
信号波形设计取决于如下几个因素：
• 信号波形的带宽。 • 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？
2019/2/19 6/81
7. John G. Proakis , Masoud Salehi. Communication systems engineering, 2nd ed. 改编版，高等教育出版社 8. Simon Haykin著. 沈连丰等译. 通信系统（第4版）. 北京：电
子工业出版社
信息论与通信理论的发展 通信朝着数字化、宽带化、网络化、综合化、移动与个人 化方向发展
12/81
2.
通信系统
（Communication Systems）
通信系统——发送器，信道与接收器。
原始信息信号 Transmitter Channel 原始信息信号 Receiver
终端：1）发信者——信源
Information source 信源： 一个换能器 其他能量
2019/2/19
2）收信者——信宿
1.1 通信的基本概念
2019/2/19
11/81
1. 几个术语
通信 (communication) 通信就是沟通信息。 信息 (information) 信息是我们感兴趣的（新的）事物的状态及状态变化。
第1章 通信原理课件
,
PxM
且有
M
P (xi) 1
i1
则x1 , x2, x3,…, xM 所包含的信息量分别为
l o g 2 P ( x 1 ) ， l o g 2 P ( x 2 ) ， ， l o g 2 P ( x M )
于是，每个符号所含平均信息量为
H (x ) P (x 1 )[ lo g 2P (x 1 )] P (x 2 )[ lo g 2P (x 2 )] P (x M )[ lo g 2P (x M )]
传统的模拟通信中都采用频分复用；随着数字通信的发展，时 分复用通信系统的应用愈来愈广泛；码分复用主要用于空间通 信的扩频通信中。
西安邮电大学通院基础
通信原理 第1章 绪论
1.3.2 通信方式 1. 按消息传送的方向与时间分
单工、半双工和全双工通信 单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收 发的工作方式
全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式
西安邮电大学通院基础
通信原理 第1章 绪论
2. 按数字信号排序分
并行传输和串行传输
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方 式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
同时发送8比特
0
发
1 1
接
送0
收
方
1 1
方
0
0
优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施 缺点：需要 n 条通信线路，成本高
数字通信 系统
数模 转换器
图 1- 5 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图
模拟 受信者
图1-7模拟信号数字化传输系统模型
关键：模拟信号的数字化及其逆过程。 发端将模拟信号变成数字信号，即进行A/D转换；
通信系统原理-第1章王虹
2018/9/5
2018/9/5
10
10
1.2 通信系统的组成
最基本的通信系统模型：
单路、单向、点对点形式，包括信源、发送设 备、信道、接收设备、信宿以及噪声源。
信源 发送 设备 信道 接收 设备 信宿
噪声源
2018/9/5
2018系统的组成
通信系统的工作方式： ①单工（Simplex），单向通信，如广播； ②准双工（Half-duplex），如步话机； ③全双工（Duplex），双向通信，如固定电话和移 动电话。 电话通信是一个多点到多点的通信网。 广播通信是点到多点的形式。
1.3 信道
1.3.3 恒参信道对信号传输的影响 恒参信道可以看成是一个线性时不变网络。
H () H () e j ( )
H(ω)是网络传递函数。 |H(ω)|是幅频特性,φ(ω)是相频特性。 信号通过线性系统不失真的条件：
H () Ke
jtd
其中，K是衰减常数，td是信道时延。
2018/9/5
2018/9/5
9
9
1.1 通信的历史回顾
21世纪的通信发展趋势： 宽带化、智能化、个人化和综合化。 向用户提供大容量、高速率的通信业务。 满足用户任何时间、任何地点向任何人通过声 音、数据、图像、视频等方式相互交换信息的要求。 5W：Whoever（任何人） Wherever（任何地点） Whenever（任何时间） Whomever（任何对象） Whatever（采用任何方式）
2018/9/5
23
23
1.3 信道
1.3.2 常用信道
m
22.074
17.34°
km 41756
6.卫星中继信道
731
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1.2 通信系统的组成
最基本的通信系统模型：
单路、单向、点对点形式，包括信源、发送设 备、信道、接收设备、信宿以及噪声源。
信源 发送 设备 信道 接收 设备 信宿
噪声源
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2018系统的组成
通信系统的工作方式： ①单工（Simplex），单向通信，如广播； ②准双工（Half-duplex），如步话机； ③全双工（Duplex），双向通信，如固定电话和移 动电话。 电话通信是一个多点到多点的通信网。 广播通信是点到多点的形式。
1.3 信道
1.3.3 恒参信道对信号传输的影响 恒参信道可以看成是一个线性时不变网络。
H () H () e j ( )
H(ω)是网络传递函数。 |H(ω)|是幅频特性,φ(ω)是相频特性。 信号通过线性系统不失真的条件：
H () Ke
jtd
其中，K是衰减常数，td是信道时延。
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1.1 通信的历史回顾
21世纪的通信发展趋势： 宽带化、智能化、个人化和综合化。 向用户提供大容量、高速率的通信业务。 满足用户任何时间、任何地点向任何人通过声 音、数据、图像、视频等方式相互交换信息的要求。 5W：Whoever（任何人） Wherever（任何地点） Whenever（任何时间） Whomever（任何对象） Whatever（采用任何方式）
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1.3 信道
1.3.2 常用信道
m
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17.34°
km 41756
6.卫星中继信道
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