信息传输技术原理及应用
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卫星通信技术的原理和应用场景卫星通信技术是一种通过地球轨道上的人工卫星来进行信息传输的通信方式。
它利用卫星的广域覆盖和高速传输能力,实现了全球范围内的通信服务。
本文将介绍卫星通信技术的原理以及它在不同应用场景中的运用。
让我们来了解卫星通信技术的原理。
卫星通信系统由地面站、卫星和用户终端组成。
当用户终端需要发送信息时,地面站将这些信息通过射频信号发送到卫星。
卫星接收到信号后,再通过射频信号将这些信息传送至另一个地面站。
地面站将信号解码,并将信息发送给相应的用户终端。
这个过程中,卫星作为中继器连接了不同地区的地面站,实现了长距离传输。
卫星通信技术的应用场景非常广泛,以下是其中几个重要的应用领域:1. 电视广播和卫星电视:卫星通信技术在电视广播和卫星电视领域发挥了重要作用。
通过卫星传输信号,电视节目可以实现全球范围内的广播。
卫星电视也可以通过卫星接收信号,提供高清晰度、多频道的电视节目服务。
2. 军事通信:卫星通信在军事领域中具有重要作用。
卫星通信系统可以提供安全可靠的通信网络,满足军队在各种环境下的通信需求。
卫星通信还能实现情报、监视和遥感等功能,为军事行动提供支持。
3. 灾害应急通信:卫星通信技术在自然灾害和紧急情况下的通信中发挥了重要作用。
当地面通信基础设施被破坏或不可用时,卫星通信可以提供即时、可靠的通信服务。
救援人员可以通过卫星通信系统与指挥中心进行联系,协调救援行动。
4. 国际国内长途通信:卫星通信技术还可用于国际和国内长途通信。
由于地球是曲面的,对于远距离通信,光纤通信等传统的通信方式可能存在信号衰减的问题。
而卫星通信通过卫星之间的中继,可以实现长距离通信,扩大了通信范围。
5. 航空航天通信:卫星通信技术在航空航天领域中也得到了广泛应用。
它可以为飞机和航天器提供通信支持,包括导航、监控、气象信息等。
卫星通信可以确保飞机和航天器在飞行过程中保持与地面的联系,提高安全性和效率。
综上所述,卫星通信技术是一种在全球范围内实现信息传输的重要通信方式。
数据通信工作原理及应用数据通信是一种使各种数字设备之间传送数据的技术。
它是一种在计算机系统和数据传输设备之间进行数字数据传输的技术,是信息时代的重要基础。
在不同的领域,数据通信的工作原理和应用不同。
本文将介绍数据通信的工作原理和应用。
1.数据通信的工作原理数据通信的工作原理是运用计算机技术将数字信息转换成数据包、并通过各种数字设备之间的通信线路、传输媒介传送到指定的接收端数据通信主要包括如下步骤:(1) 将要传输的数据转换成数字信号(2) 将数字信号进行调制(3) 把调制后的数字信号通过媒介传输到接收端(4) 在接收端将接收到的数据进行解调。
在数据通信中,数据包是最小的数据传输单元,它包含数据和数据包头。
在数据通信中,发送方将数据打包成一个数据包,并在数据包头中包含一些元数据,例如:序列号,数据类型,CRC校验码等。
当数据包到达接收端后,把数据包头和数据分开,对数据进行CRC校验,确保数据的完整性,如果数据包完整无误,就进行数据解析,取出需要的数据。
2. 数据通信的应用数据通信在很多领域都有广泛的应用,主要包括的领域有:互联网,数字电视,自动化控制,远程医疗等。
(1) 互联网互联网是数据通信的重要应用领域。
通过网络,我们可以传输文本、图片、音频、视频等各种类型的数据,因此,互联网也被称为信息高速公路。
它是我们获取信息、交流观点以及了解世界变化的重要渠道。
数据通信技术是互联网传输信息的基础。
(2) 数字电视数字电视是一种优质的电视节目传输模式,数据通信技术在数字电视传输中扮演着重要的角色。
通过数据通信技术可以将高质量的电视节目传输到各个地方,覆盖范围更广。
(3) 自动化控制数据通信技术在自动化控制领域也有广泛的应用。
它可以帮助工业企业实现自动化控制,提高生产效率和产品质量。
通过数据传输,企业可以掌握设备的运行情况、进行远程操作等。
(4) 远程医疗远程医疗是数据通信技术在医疗领域的一种应用。
它可以实现医生和患者之间的远程会诊、远程问诊,让患者在家获得及时、有效的救治和诊疗。
无线信号传输原理无线信号传输是指通过无线电波或红外线等无线传输介质,将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
在现代社会,无线信号传输已经成为人们生活中不可或缺的一部分,无线网络、无线通信、遥控器等都离不开无线信号传输。
本文将从无线信号传输的原理入手,介绍无线信号传输的基本概念、原理和应用。
首先,要了解无线信号传输的原理,就需要了解一些基础知识。
无线信号传输是依靠无线电波进行的,无线电波是一种电磁波,具有能够传播的特性。
当信息需要传输时,通过调制的方式将信息转换成无线电波,然后通过天线发射出去,接收端的天线接收到无线电波后,再通过解调的方式将无线电波转换成可识别的信息。
这就是无线信号传输的基本原理。
其次,无线信号传输的原理还涉及到信号的调制和解调过程。
调制是指将要传输的信息转换成适合在传输介质中传播的信号的过程,而解调则是将接收到的信号转换成原始信息的过程。
常见的调制方式有调幅调制、调频调制和调相调制,它们分别适用于不同的传输场景。
在接收端,需要根据发送端的调制方式进行相应的解调操作,才能得到原始的信息内容。
另外,无线信号传输的原理还与信道的特性密切相关。
信道是信息传输的媒介,不同的信道具有不同的传输特性。
在无线信号传输中,常见的信道包括自由空间传播信道、多径传播信道等。
了解信道的特性对于设计合理的无线信号传输系统至关重要,只有充分考虑信道的特性,才能有效地进行信号传输。
最后,无线信号传输的原理还包括了信号的调制技术和天线技术。
调制技术是指将信息转换成适合在传输介质中传播的信号的技术,而天线技术则是指用于发射和接收无线信号的天线的设计和应用技术。
合理选择和设计调制技术和天线技术,可以提高无线信号传输的效率和可靠性。
总之,无线信号传输是一门复杂的技术,其原理涉及到无线电波的特性、信号的调制和解调、信道的特性、调制技术和天线技术等多个方面。
只有深入理解这些原理,才能更好地设计和应用无线信号传输系统,为人们的生活和工作提供更便利的无线通信服务。
GSM短信技术的应用原理简介GSM(Global System for Mobile communication)是一种数字移动通信标准,广泛应用于全球的手机通信系统。
除了支持语音通信外,GSM还提供了短信(Short Message Service,简称SMS)功能,允许用户通过手机发送和接收文字消息。
本文将介绍GSM短信技术的应用原理。
原理解析GSM短信是一种通过手机网络传输的文字消息,其原理可以简要概括为以下几个步骤:1.用户发送短信:用户使用手机发送一条短信消息。
2.手机发送消息到短信中心:手机根据短信中心号码将消息发送到短信中心(Short Message Service Center,简称SMSC)。
3.短信中心接收消息:短信中心接收到用户发送的短信消息。
4.短信中心存储消息:短信中心将接收到的消息存储在内部数据库中,等待发送或接收的下一步操作。
5.短信中心发送消息:如果接收者是另一个手机用户,短信中心将消息发送给接收方的短信中心;如果接收者是一台计算机或其他设备,短信中心将消息发送给相应的接收端。
6.消息传输:接收方的短信中心将消息传输给接收者设备。
如果接收者是一台手机,短信中心通过与接收者手机之间的通信渠道(如GSM网络或其他移动通信网络)将消息传输给接收者。
如果接收者是一台计算机或其他设备,短信中心将消息传输给相应的接收端。
7.接收者收到短信:接收者设备接收到短信,并通知用户。
GSM短信的特点GSM短信技术在实际应用中有以下特点:•低成本:GSM短信是一种基于数字通信网络的技术,相对于传统的邮件或传真,发送短信的成本较低。
•快速可靠:短信通过移动通信网络传输,可以实现几乎即时的消息传递,并且消息传递具有较高的可靠性。
•兼容性强:几乎所有的手机设备都支持GSM短信功能,因此可以实现跨平台的消息传递。
•便捷易用:用户只需通过手机键盘输入文字即可发送短信,非常方便快捷。
•支持点对点和广播:GSM短信既可以发送给指定的个体(点对点),也可以发送给广大用户群体(广播)。
数据传输的工作原理在当今信息技术高速发展的时代,数据传输成为了人们生活中不可或缺的一部分。
无论是通过互联网、局域网,还是通过无线通信网络,都需要进行数据传输。
那么,数据是如何在各种网络中进行传输的呢?本文将介绍数据传输的工作原理以及一些常见的传输方式。
一、数据传输的基本原理数据传输的基本原理是通过将数据从发送端传输到接收端,实现信息的交换和共享。
在这个过程中,数据经历了编码、调制、传输、解调和解码等多个环节。
1. 编码与解码编码是将原始数据转换成特定的二进制形式,以便能够在传输过程中被识别和传送。
常见的编码方式包括ASCII码、Unicode、UTF-8等。
而解码则是将接收到的二进制数据转换回原始数据。
2. 调制与解调调制是将数字信号转换成适用于传输介质的模拟信号,一般称为调制信号。
调制方式包括调幅、调频和调相等。
解调则是将接收到的模拟信号转换回数字信号。
3. 传输传输是指将经过编码和调制的数据通过介质传送到接收端的过程。
介质可以是铜线、光纤、无线电波等,不同的介质有不同的传输特性和传输速度。
二、常见的数据传输方式数据传输可以通过有线方式和无线方式进行。
常见的数据传输方式包括以下几种:1. 有线传输有线传输是指通过物理介质(如网线、光纤等)将数据传输到接收端。
有线传输的优点是稳定可靠、传输速度快、抗干扰能力强。
常见的有线传输方式包括:(1)以太网传输:是一种用于局域网的数据传输方式,采用以太网协议进行数据的编码和传输。
(2)USB传输:是一种用于个人电脑和外部设备之间的数据传输方式,通过USB接口实现数据的传输和交换。
(3)光纤传输:光纤传输利用光信号进行数据传输,具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点,广泛应用于长距离和高速传输领域。
2. 无线传输无线传输是指通过无线电波、红外线等无线信号进行数据传输。
无线传输的优点是灵活便捷、无需物理连接、覆盖范围广。
常见的无线传输方式包括:(1)Wi-Fi传输:Wi-Fi是一种无线局域网技术,通过无线接入点将数据传输到接收设备,适用于家庭、办公等场景。
无线电波如何传输信息无线电波是一种电磁波,它在无需导体的情况下传输信号和信息。
能够利用无线电波进行通信的设备广泛应用于无线电、电视、移动通信等领域。
在本文中,我们将探讨无线电波如何传输信息的原理和过程。
一、无线电波的载波和调制无线电波传输信息的过程可以简单地理解为将信息载入到无线电波中,然后通过空气介质传播。
在这个过程中,无线电波的载波和调制起着关键作用。
载波是指频率稳定的正弦波,它作为信号的基准存在,用来传输和接收信息。
调制则是通过改变载波的某些特性来携带信息。
常见的调制方式有调频(FM)和调幅(AM),它们通过改变载波的频率或振幅来实现信息的传输。
二、调频(FM)的原理和传输信息调频是一种通过改变无线电波的频率来传输信息的调制方式。
在调频过程中,音频信号(即要传输的信息)会改变载波的频率,频率的改变程度与音频信号的幅度有关。
在调频广播中,音频信号被转换为模拟电压信号,然后通过频率调制电路,将这个电压信号应用在载波上。
当音频信号的幅度增大时,载波的频率也会相应增加;当音频信号的幅度减小时,载波的频率也会相应减小。
然后,通过天线将调制后的无线电波发送出去。
接收端的调频广播接收机会收到传输的无线电波,并通过解调过程将音频信号从无线电波中提取出来。
解调的过程中,频率偏移将被检测并转换为与原始音频信号相匹配的电压信号。
通过这种方式,调频广播可以传输语音、音乐等模拟信号,并且具有较高的抗干扰能力和较好的音质效果。
三、调幅(AM)的原理和传输信息调幅是一种通过改变无线电波的振幅来传输信息的调制方式。
在调幅过程中,音频信号会改变载波的振幅,振幅的改变程度与音频信号的幅度有关。
在调幅广播中,音频信号经过模拟电压信号转换后,被应用在载波上,改变载波的振幅。
当音频信号的幅度增大时,载波的振幅也会增大;当音频信号的幅度减小时,载波的振幅也会相应减小。
然后,通过天线将调制后的无线电波发送出去。
接收端的调幅广播接收机会收到传输的无线电波,并通过解调过程将音频信号从无线电波中提取出来。
简述光纤通信的原理及应用一、光纤通信的原理光纤通信是一种利用光学原理传输信息的技术。
其原理基于光的折射与反射特性,即光线在两种介质之间传播时会发生折射或反射。
光纤通信利用光纤作为信息传输的介质,通过将信息转化为光信号,并利用光的折射与反射,将光信号在光纤中传输,并在接收端将光信号转化为电信号,从而实现信息的传输。
光纤通信的原理主要包括以下几个方面:1.1 光的传播特性光在光纤中的传播主要遵循光的折射和反射特性。
当光线从一种介质(如空气)射入到另一种具有不同折射率的介质(如玻璃光纤)中时,光线会发生折射。
而光线在介质表面发生反射时,会沿着入射角等于反射角的方向反射。
基于这些特性,光纤可以将光信号传输到目标位置。
1.2 光的衰减与色散光在光纤中的传播过程中,会受到衰减和色散的影响。
光在光纤中传播时,会发生能量损耗,导致光信号的强度逐渐减弱,这就是光的衰减现象。
而色散是由于光的不同频率成分传播速度不同而引起的,导致光信号在传输过程中发生信号失真。
1.3 光的调制与解调光纤通信中,发送端将电信号转化为光信号进行传输,这个过程叫做光的调制。
而光信号到达接收端后需要将光信号再转化为电信号,这个过程叫做光的解调。
光的调制和解调过程采用的是光电器件,如光电二极管等。
1.4 波分复用技术波分复用技术(Wavelength Division Multiplexing,WDM)是光纤通信的一项重要技术。
它利用不同波长的光信号在光纤中进行并行传输,从而实现光纤通信的高容量传输。
利用波分复用技术,可以实现多个光信号同时传输,大大提高了光纤通信的传输速率和带宽。
二、光纤通信的应用光纤通信作为一种高速、大容量、抗干扰能力强的通信方式,在现代通信领域的应用非常广泛。
下面列举一些光纤通信的主要应用领域:•宽带接入光纤通信作为宽带接入的主要手段,能够提供高速、稳定的网络连接,满足了人们对于宽带网络的需求。
光纤宽带接入常见的应用包括光纤到户(FTTH)、光纤到楼(FTTB)等,广泛用于家庭、办公楼、学校等场所,提供高速互联网接入服务。
mimo技术的原理及应用1. MIMO技术的概述MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种利用多个天线进行数据传输和接收的无线通信技术。
相较于传统的单天线系统,MIMO技术能够显著提高系统的数据传输速率、信号质量和抗干扰能力。
本文将介绍MIMO技术的基本原理和其在无线通信领域的应用。
2. MIMO技术的基本原理MIMO技术通过利用多个天线进行传输和接收,利用信号的多径传播现象,通过分离信号路径,可以获得更多的传输通道和空间资源。
通过在发送端和接收端增加多个天线,可以实现多个数据流的并行传输,从而大大提高传输速率和系统容量。
MIMO技术的基本原理可以归纳为以下几点:•多个天线之间相互独立: 在MIMO系统中,每个天线都可以独立传输或接收数据,彼此之间相互独立,互不干扰。
•多径传播效应: 在无线信道中,信号经过多个传播路径到达接收端,通过利用多个天线接收并分离不同路径的信号,可以提高系统的容量和可靠性。
•空间多样性: MIMO系统中的多个天线可以提供多样的传输通道,通过不同的路径传输可以增强信号的稳定性和抗干扰能力。
•多天线信道估计: 为了实现有效的MIMO通信,需要对信道进行准确估计。
通过发送端和接收端的反馈信息,可以估计信道的状况,并进行相应的信号处理和调整。
3. MIMO技术的应用MIMO技术在无线通信领域有广泛的应用,为无线通信系统的性能提升和扩展提供了有效的解决方案。
以下列举了一些MIMO技术的应用场景:3.1 无线局域网(WLAN)在无线局域网中,MIMO技术可以显著提高数据传输速率和网络容量。
通过部署多个天线的基站和用户设备,可以实现更高的信号覆盖范围和更快的数据传输速率,提供更好的网络体验。
3.2 移动通信系统MIMO技术在移动通信系统中的应用非常广泛,特别是在4G和5G系统中。
通过利用多个天线进行多流束传输和接收,可以提高系统的容量和覆盖范围,提供更稳定和高速的移动通信服务。
二、理解SDH、PDH、ATM等传输技术基本原理及应用。
一、1、SDHSDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系),根据ITU-T的建议定义,是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构,包括复用方法和映射方法,以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
一、SDH的概念SDH[2](Synchronous Digital Hierarchy,同步数字系列)光端机容量较大,一般是16E1到4032E1。
SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络(SONET)。
国际电话电报咨询委员会(CCITT)(现ITU-T)于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH,使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能,能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护,因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点,受到人们的广泛重视。
二、SDH的产生背景SDH技术的诞生有其必然性,随着通信的发展,要求传送的信息不仅是话音,还有文字、数据、图像和视频等。
加之数字通信和计算机技术的发展,在70至80年代,陆续出现了T1(DS1)/E1载波系统(1.544/2.048Mbps)、X.25帧中继、ISD N(综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。
随着信息社会的到来,人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务,而上述网络技术由于其业务的单调性,扩展的复杂性,带宽的局限性,仅在原有框架内修改或完善已无济于事。
SDH就是在这种背景下发展起来的。
在各种宽带光纤接入网技术中,采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。
SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展,而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题,同时提高了传输网上大量带宽的利用率。
无线通信原理与应用
无线通信技术是在无线媒体上传送数据信号,实现无线信息传输的技术。
它是以无线电波的形式传输信息,能够在较远的距离传送信息,提供准确可靠的数据通信,是当今信息系统的重要组成部分。
无线通信的原理基于电磁场,它利用发射电磁波传播信息,接收电磁波接收信息,用特定的频率发射特定的信号,并利用接收设备接收信号,从而实现无线通信。
无线通信应用广泛,主要应用在以下几个领域:
1 .无线网络:无线网络是基于无线通信技术,利用无线电波传送数据,构建无线网络,实现宽带数据传输,为用户提供宽带网络服务。
2 .移动通信:移动通信是利用无线通信技术,构建移动网络,实现
无线电话的通信服务,为用户提供无线通信服务。
3 .广播:广播是指利用无线通信技术,发射电波,传播声音、图像
等信号,为用户提供广播服务。
4 .无线遥控:无线遥控是利用无线通信技术,实现远程控制设备的
功能,可以实现远程控制,为用户提供更便捷服务。
无线通信技术为信息传输和交流提供了更多的便利,在信息时代的发
展中发挥着重要作用。
它的优势在于可以在较远的距离传送数据,并具有准确可靠的特点,通过不断的发展,它将更加完善,为更多的用户提供更为全面的通信服务。
精品文档 你我共享 腹有诗书气自华 信息 一、填空题 1、单符号离散信源一般用随机变量描述,而多符号信源一般用随机矢量描述。 2、离散平稳无记忆信源X的N次扩展信源的熵等于离散信源X的熵的N倍。 3、对于一阶马尔可夫信源,其状态空间共有个不同的状态。 4、根据输入输出的信号特点,可将信道分成离散信道、连续信道、半离散或半连续信道 。 5、对于离散无记忆信道和信源的N次扩展,其信道容量= NC 6、信道编码论定理是一个理想编码存在性理论,即:信道无失真传递信息的条件是 信息传输速率小于信道容量。 7、信源编码的目的是 提高通信的有效性 。 8、对于香农编码、费诺编码和霍夫曼编码,编码方法唯一的是 香农编码 。 9、在多符号的消息序列中,大量重复出现的,只起暂时作用的符号称为 冗余位 。 10、若纠错码的最小距离为d,则可以纠错任意小于等于 个差错。 11、线性分组码是同时具有 分组特性和线性特性 的纠错码。 14、信源编码与信道编码之间的最大区别是,信源编码需 减少 信源的剩余度,而信道编码需 增加 信源的剩余度。 15、离散信源的熵值H(X)越小,说明该信源消息之间的平均不确定性 减弱 。 16、信源符号间的相关程度越大,则信源的符号熵越小,信源剩余度越大。 17、唯一可译码的码长必须满足Kraft不等式。 18、R(D)是满足D准则下平均传送每个信源符号所需要的最少比特数,它是定义域上严格的递减函数。 19、AWGN信道下实现可靠通信的信噪比下界-1.59dB,此时对应的频带利用率为0。 20、对于含有n个信源符号的离散信源,其最大熵值为。对于连续信源,当幅度受限时,均匀分布具有最大熵,当平均功率受限时,高斯分布具有最大熵 21、同时掷出两个正常的骰子,骰子分六面,每一面出现的概率是1/6,则“两个1同时出现”这一事件的自信息量为5.17比特。 22、已知信源的各个符号分别为字母A、B、C、D,现用四进制码元表示,每个码元的宽度为10ms,如果每个符号出现的概率分别为1/5,1/4,1/4,3/10,则信源熵H(X)为1.985比特/符号,在无扰离散信道上的平均信息传输速率为198.5比特/秒。 23、已知8个码组,(000000)、(001110)、(010101)、(011011)、(100011)、(101101)、(110110)、(111000)。则该码组的最小码距为3,若只用于检错可检测2位错码,若只用于纠错可纠正1位错码。 24、能获得最佳码的编码方式主要有香农编码、费诺编码、和霍夫曼编码。 25、八进制脉冲是二进制脉冲所含信息量的3倍。 26、1948年,美国数学家香农发表了题为“通信的数学理论”的长篇论文,从而创立了信息论。 27、对于n元m阶马尔可夫信源,其状态空间共有nm个不同的状态。 28、信道编码的最终目的是为了提高信号传输的可靠性。 简答题 1、什么叫信息? 答:信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。 2、信源冗余度 信源冗余度:信源冗余度也就是信源剩余度,它是指信源所含信息量与符号所能携带的最大信息量之间差别的度量。 3、什么是线性分组码 线性分组码:分组码的信息码元与监督码元之间的关系为线性关系时,这种分组码就称为线性分组码。而分组码是一组固定长度的码组,可表示为(n , k),通常它用于前向纠错。在分组码中,监督位被加到信息位之后,形成新的码。在编码时,k个信息位被编为n位码组长度,而n-k个监督位的作用就是实现检错与纠错。 4、什么是熵功率? 熵功率:若平均功率为P的非高斯分布的信源具有熵为h,称熵也为h的高斯信源的平均功率为熵功率。 5、什么是信源编码,试述香农第一编码定理的物理意义? 答:所谓信源编码就是对信源的原始符号按一定的规则进行变换,以新的编码符号代替原始信源符号,从而降低原始信源的冗余度。 精品文档 你我共享 腹有诗书气自华 香农第一编码定理的物理意义:无失真信源编码的实质就是对离散信源进行适当的变换,使变换后新的码符号信源(信道的输入信源)即可能等概分布,以使新信源的每个码符号平均所含的信息量达到最大,从而使信道的信息传输率R达到信道容量C,实现信源与信道理想的统计匹配。 6、若有一信源 每秒钟发出2.66个信源符号。将此信源的输出符号送入某一个二元信道中进行传输(假设信道是无噪无损失),而信道每秒钟只传递2个二元符号。试问信源不经过编码能否直接与信道连接?通过适当编码能否与信道连接?采用何种编码,为什么? 答:因信源符号速率大于信道传输速率(2.66>2),所以不能直接连接 因为 所以,可以通过当编码在次信道中无失真的传输。可对信源的N词扩展信源进行无失真信源编码,只要N足够大取适当的编码就能与信道匹配。 7、香农第二定理(信道编码定理)指出了“高效率、高可靠性”的信道编码存在性。则: (1)高效率、高可靠性的含义是什么? (2)存在这种信道编码的条件是什么? (3)重复码是否是否满足“高效率、高可靠性”的条件,为什么? (4)当前是否存在接近香农信道容量界的信道编码? 答:(1)高效率是指信息传输速率接近信道容量,高可靠性是指译码错误概率任意小。 (2)存在这种信道编码的必要条件是信息传输速率小于信道容量。 (3)重复码不满足“高效率、高可靠性”的条件,因为当。 (4)当前存在接近香农信道容量界的信道编码。 8、简述信息的特征。 答:信息的基本概念在于它的不确定性,任何已确定的事物都不含信息。 接收者在收到信息之前,对它的内容是不知道的,所以信息是新知识、新内容。 信息是能使认识主体对某一事物的未知性或不确定性减少的有用知识。 信息可以产生,也可以消失,同时信息可以被携带、贮存及处理。 信息是可以量度的,信息量有多少的差别。 9、简单介绍哈夫曼编码的步骤。 ① 将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列 p(x1)≥p(x2)≥…≥ p(xn) 取两个概率最小的符号分别配以0和1,并将这两个概率相加作为一个新符号的概率,与未分配码元的符号重新排队。 对重排后的两个概率最小符号重复步骤2的过程。 继续上述过程,直到最后两个符号配以0和1为止。 从最后一级开始,向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列,即相应的码字。 11、名词解释 奇异码 包含相同的码字的码称为奇异码。 码距 两个等长码字之间对应码元不相同的数目,称为码距。 输出对称矩阵 转移概率矩阵的每一列都是第一列的置换(包含同样元素),则该矩阵称为输出对称矩阵。 计算题 1、(10分)由符号集合{0,1}组成的二阶马氏链,转移概率为:p(0/00)=0.8,p(0/11)=0.7,p(1/00)=0.2,p(1/11)=0.3,p(0/01)=0.5,p(0/10)=0.4,p(1/01)=0.5,p(1/10)=0.6。画出状态图,并计算各状态的稳态概率。 解:由已知条件可知题目的状态转移高率矩阵如下:
3.07.000006.04.05.05.000002.08.01110010011100100p精品文档 你我共享 腹有诗书气自华 由状态转移概率矩阵知道,设各状态为S1 、S2 、S3 、S4 ,可知各状态之间满足关系: 编码题 1、已知一信源包含8个符号,其概率分布分别为:P={0.1,0.18,0.4,0.05,0.06,0.1,0.07,0.04}。 (1)该信源每秒发送一个信源符号,求该信源的熵及其信息传输速率; (2)对八个符号进行霍夫曼编码,写出相应的码字,并求出编码效率。 1.
信息传输速率
33/533/733/733/1413.05.07.05.06.02.04.08.043214321424423312311SSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
)/(55.2)(log)()(symbolbitxpxpXHii)/(55.2sbitR精品文档 你我共享 腹有诗书气自华 编码码字分别为:1,001,011,0000,0100,0101,00010,00011 平均码字为:L=2.61 编码效率为: 判断题 1、信息论主要研究目的是找到信息传输过程的共同规律,提高信息传输的可靠性、有效性、保密性和认证性,以达到信息传输系统的最优化。(√) 2、同一信息,可以采用不同的信号形式来载荷;同一信号形式可以表达不同形式的信息。(√) 3、通信中的可靠性是指使信源发出的消息准确不失真地在信道中传输;(√) 4、有效性是指用尽量短的时间和尽量少的设备来传送一定量的信息。(√) 5、保密性是指隐蔽和保护通信系统中传送的消息,使它只能被授权接收者获取,而不能被未授权者接收和理解。(√) 6、认证性是指接收者能正确判断所接收的消息的正确性,验证消息的完整性,而不是伪造的和被窜改的。(√) 7、在香农信息的定义中,信息的大小与事件发生的概率成正比,概率越大事件所包含的信息量越大。(×) 8、通信中获得的信息量等于通信过程中不确定性的消除或者减少量。(√) 9、离散信道的信道容量与信源的概率分布有关,与信道的统计特性也有关。(×) 10、连续信道的信道容量与信道带宽成正比,带宽越宽,信道容量越大。(×) 11、信源熵是信号符号集合中,所有符号的自信息的算术平均值。(×) 12、信源熵具有极值性,是信源概率分布P的下凸函数,当信源概率分布为等概率分布时取得最大值。(×) 13、离散无记忆信源的N次扩展信源,其熵值为扩展前信源熵值的N倍。(√) 14、互信息的统计平均为平均互信息量,都具有非负性。(×) 15、信源剩余度越大,通信效率越高,抗干扰能力越强。(×) 16、信道剩余度越大,信道利用率越低,信道的信息传输速率越低。(×) 17、信道输入与输出之间的平均互信息是输入概率分布的下凸函数。(×) 18、在信息处理过程中,熵是不会增加的。(√) 19、熵函数是严格上凸的。(√) 20、信道疑义度永远是非负的。(√) 21、对于离散平稳信源,其极限熵等于最小平均符号熵。(√)