第一章、 緒論重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院

1、2022-6-211通信原理電信教研室2007年9月2022-6-212內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介本課程主要介紹信息端到端的傳輸系統(tǒng)，主要討論信息的傳輸、交換和通信網(wǎng)的基本原理，討論系統(tǒng)的組成和性能指標(biāo)。通過(guò)原理的分析和實(shí)例講解，學(xué)習(xí)者應(yīng)該領(lǐng)會(huì)到：構(gòu)建一個(gè)通信系統(tǒng)應(yīng)注意的基本問(wèn)題，如何評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)。2022-6-213第第1章章 緒緒 論論 1.1 引言引言 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成 1.3 通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式1.4 信息及其度量信息及其度量 1.5 主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo) 2022-6-2141.1 引言引言一、通信一、通信通信的定義：通信的定義：是指由一地

2、向另一地進(jìn)是指由一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞。行消息的有效傳遞。 通信的目的：通信的目的：就是傳遞消息。就是傳遞消息。 本書(shū)對(duì)通信的定義：本書(shū)對(duì)通信的定義：利用電子等技術(shù)利用電子等技術(shù)手段，借助電信號(hào)（含光信號(hào)）實(shí)現(xiàn)從一手段，借助電信號(hào)（含光信號(hào)）實(shí)現(xiàn)從一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞稱(chēng)為通信。地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞稱(chēng)為通信。 2022-6-215二、信號(hào)、消息和信息二、信號(hào)、消息和信息.各種通信業(yè)務(wù)中傳輸?shù)膬?nèi)容，統(tǒng)稱(chēng)為消息。.信息可被理解為消息中包含的有意義的內(nèi)容，是消息的內(nèi)涵。.信號(hào)是消息的替代物，是通信的直接對(duì)象。（消息與電信號(hào)一一對(duì)應(yīng)）2022-6-216三、通信網(wǎng)三、通信網(wǎng)、概

3、念：為了完成多用戶中任意兩個(gè)用戶之間信源與信宿之間的通信過(guò)程，需要建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)多用戶通信系統(tǒng)互連的通信體系稱(chēng)之為通信網(wǎng)(理論)、構(gòu)成：a.終端設(shè)備：電話、電報(bào)、監(jiān)視器（攝像頭）等b.傳輸設(shè)備：電纜、光纜、微波、衛(wèi)星等2022-6-217c.交換設(shè)備：程控交換、交換、光交換等。d.協(xié)議和準(zhǔn)則2022-6-2182022-6-219交 換 的 產(chǎn) 生實(shí)際模型2022-6-21101.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲源發(fā)送端接收端圖圖1-1 通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一般模型 信源信源（信息源，也稱(chēng)發(fā)終端）：把待傳（信息源，也稱(chēng)發(fā)終端）：把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原

4、始電信號(hào)，稱(chēng)之為消息信輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號(hào)，稱(chēng)之為消息信號(hào)或基帶信號(hào)。號(hào)或基帶信號(hào)。1.2.1 通信系統(tǒng)的一般模型通信系統(tǒng)的一般模型 2022-6-2111 發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備：將信源和信道匹配起來(lái)，：將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)（基帶信號(hào)）即將信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)（基帶信號(hào)）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。 變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場(chǎng)合，調(diào)制是最常見(jiàn)的變換方式。的場(chǎng)合，調(diào)制是最常見(jiàn)的變換方式。 對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，發(fā)送設(shè)備常常又可對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，發(fā)送設(shè)備常常又可分為信源編碼與信道編碼。分為信

5、源編碼與信道編碼。2022-6-2112 信道信道：信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，可以是有線的，：信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，可以是有線的，也可以是無(wú)線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。也可以是無(wú)線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。在無(wú)線信道中，信道可以是大氣、自由空間在無(wú)線信道中，信道可以是大氣、自由空間（電磁波）（電磁波）在有線信道中，信道可以是明線、電纜或光在有線信道中，信道可以是明線、電纜或光纖。纖。有線和無(wú)線信道均有多種物理媒質(zhì)。有線和無(wú)線信道均有多種物理媒質(zhì)。 2022-6-2113 噪聲源：噪聲源不是人為加入的設(shè)備，而是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中所固有的，并且是人們所不希望的。 噪聲的來(lái)源是多種多樣的，可分為： 內(nèi)

6、部噪聲和外部噪聲 為了分析方便，把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。2022-6-2114 接收設(shè)備接收設(shè)備：基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，：基本功能是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。 任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中正確的恢復(fù)出相應(yīng)任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中正確的恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)來(lái)。的原始電信號(hào)來(lái)。 對(duì)于多路復(fù)用信號(hào)，還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正對(duì)于多路復(fù)用信號(hào)，還包括解除多路復(fù)用，實(shí)現(xiàn)正確分路。確分路。 信宿信宿：是傳輸信息的歸屬點(diǎn)。：是傳輸信息的歸屬點(diǎn)。 其作用是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。其作用是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成

7、相應(yīng)的消息。2022-6-2115v按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)， 可相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。2022-6-2116v連續(xù)消息是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或是不可數(shù)的，如語(yǔ)音、活動(dòng)圖片等。v離散消息則是指消息的狀態(tài)是可數(shù)的或離散的， 如符號(hào)、數(shù)據(jù)等。v消息的傳遞是通過(guò)它的物質(zhì)載體電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 即把消息寄托在電信號(hào)的某一參量上（如連續(xù)波的幅度、頻率或相位； 脈沖波的幅度、寬度或位置）。2022-6-2117v按信號(hào)參量的取值方式不同可把信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。v凡信號(hào)參量的取值是連續(xù)的或取無(wú)窮多個(gè)值的，且直接與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，均稱(chēng)為模擬信號(hào)，如電話機(jī)送出的語(yǔ)

8、音信號(hào)、電視攝像機(jī)輸出的圖像信號(hào)等。模擬信號(hào)有時(shí)也稱(chēng)連續(xù)信號(hào)，這個(gè)連續(xù)是指信號(hào)的某一參量可以連續(xù)變化，或者說(shuō)在某一取值范圍內(nèi)可以取無(wú)窮多個(gè)值，而不一定在時(shí)間上也連續(xù)，v凡信號(hào)參量只能取有限個(gè)值，并且常常不直接與消息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，均稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)，如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)輸入/輸出信號(hào)、PCM信號(hào)等。數(shù)字信號(hào)有時(shí)也稱(chēng)離散信號(hào)，這個(gè)離散是指信號(hào)的某一參量是離散變化的，而不一定在時(shí)間上也離散。2022-6-2118v模擬信號(hào)波形 (a) 連續(xù)信號(hào)； (b) 抽樣信號(hào)Of (t)t(a)f (nT )tPAM 信號(hào)(b)O2022-6-2119v數(shù)字信號(hào)波形 (a) 二進(jìn)制波形； (b) 2PSK波形 100

9、110111001Of (nT )t00111001數(shù)字信息PSK 波形(a)(b)2022-6-2120信 源調(diào) 制 器信 道解 調(diào) 器信 宿噪 聲 源發(fā) 送 端接 收 端圖 1 - 2 模 擬 通 信 系 統(tǒng) 模 型. 模擬通信系統(tǒng)的模型模擬通信系統(tǒng)的模型 1.2.2 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng).信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)。（電信號(hào)的參量連續(xù)取值）2022-6-2121v信源發(fā)出的原始電信號(hào)是基帶信號(hào)，基帶的含義是指信號(hào)的頻譜從零頻附近開(kāi)始，如：v語(yǔ)音信號(hào)為3003400Hz，圖象信號(hào)為06MHz。v調(diào)制器的作用是將這種具有低頻分量的基帶信號(hào)（一般不宜直接傳輸）變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)

10、（已調(diào)信號(hào)）。v解調(diào)器完成與調(diào)制器相反的變換。2022-6-2122. .已調(diào)信號(hào)有三個(gè)基本特性：已調(diào)信號(hào)有三個(gè)基本特性： （1）攜帶有消息；）攜帶有消息； （2）適合在信道中傳輸）適合在信道中傳輸 （3）頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠(yuǎn)）頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠(yuǎn)離零頻。（因而已調(diào)信號(hào)又稱(chēng)頻帶信號(hào)）離零頻。（因而已調(diào)信號(hào)又稱(chēng)頻帶信號(hào)）. .模擬通信系統(tǒng)中兩種重要變換：模擬通信系統(tǒng)中兩種重要變換： （1 1）連續(xù)消息到電信號(hào)相互變換；）連續(xù)消息到電信號(hào)相互變換； （2 2）基帶信號(hào)到調(diào)制信號(hào)的變換；）基帶信號(hào)到調(diào)制信號(hào)的變換；2022-6-2123.模擬通信的主要特點(diǎn)：1）抗干擾能力差2）不

11、易于保密通信3）設(shè)備不易于大規(guī)模集成4）不適應(yīng)飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)通信的要求5）簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)2022-6-21241.2.3 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 信道中傳輸數(shù)字信號(hào)（電信號(hào)的參量攜信道中傳輸數(shù)字信號(hào)（電信號(hào)的參量攜帶離散消息）的系統(tǒng)，稱(chēng)為數(shù)字通信系統(tǒng)，帶離散消息）的系統(tǒng)，稱(chēng)為數(shù)字通信系統(tǒng)，它包括以下三種：它包括以下三種： 1. 數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng) 基本特征基本特征：消息或信號(hào)具有：消息或信號(hào)具有“離散離散”或或“數(shù)字?jǐn)?shù)字”的特性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)已調(diào)參量與代表的特性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)已調(diào)參量與代表消息的數(shù)字信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。消息的數(shù)字信號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 2022-6-21

12、25 數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)和存在的問(wèn)題：數(shù)字通信的優(yōu)勢(shì)和存在的問(wèn)題： （1）可實(shí)現(xiàn)）可實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制編碼即信道編碼差錯(cuò)控制編碼即信道編碼； （2）容易）容易實(shí)現(xiàn)保密通信；實(shí)現(xiàn)保密通信； （3）數(shù)字通信中必須有數(shù)字通信中必須有“同步同步” 。信源調(diào)制器信 道噪 聲 源圖 1 - 3 數(shù) 字 頻 帶 通 信 系 統(tǒng) 的 模 型加密器編碼器解調(diào)器譯碼器解密器信宿同 步圖圖1-3 數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)的模型數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)的模型2022-6-2126v技術(shù)問(wèn)題主要有信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、數(shù)字復(fù)接、 同步以及加密等。信息源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯

13、碼器受信者噪聲源2022-6-21271) 信源編碼與譯碼v作用一:是設(shè)法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說(shuō)的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。v作用二: 是當(dāng)信息源給出的是模擬語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，信源編碼器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸。v信源編碼方法：PCM、ADPAM、DM等 v信源譯碼是信源編碼的逆過(guò)程。2022-6-21282） 信道編碼與譯碼v數(shù)字信號(hào)在信道傳輸時(shí)，由于噪聲、衰落以及人為干擾等，將會(huì)引起差錯(cuò)。為了減少差錯(cuò)，信道編碼器對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼”。v接收端的信道譯碼

14、器按一定規(guī)則進(jìn)行解碼，從解碼過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)可靠通信。v信道編碼：線性分組碼、卷積碼、循環(huán)碼等。2022-6-21293） 加密與解密v在需要實(shí)現(xiàn)保密通信的場(chǎng)合，為了保證所傳信息的安全， 人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂， 即加上密碼，這種處理過(guò)程叫加密。v在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品對(duì)收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，恢復(fù)原來(lái)信息，叫解密。2022-6-21304） 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)v數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜搬移到高頻處， 形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號(hào)。v基本的數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、絕對(duì)相移鍵控PSK、相對(duì)（差分）相移鍵控DP

15、SK。v對(duì)這些信號(hào)可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原為數(shù)字基帶信號(hào)。v對(duì)高斯噪聲下的信號(hào)檢測(cè)，一般用相關(guān)器接收機(jī)或匹配濾波器實(shí)現(xiàn)。2022-6-21315） 同步與數(shù)字復(fù)接v同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準(zhǔn)確、可靠工作的不可缺少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號(hào)在時(shí)間上保持步調(diào)一致。v按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步v數(shù)字復(fù)接就是依據(jù)時(shí)分復(fù)用基本原理把若干個(gè)低速數(shù)字信號(hào)合并成一個(gè)高速的數(shù)字信號(hào)，以擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率。2022-6-2132正弦載波調(diào)制：用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化。如在某些有線信道中，若傳輸距離不

16、太遠(yuǎn)且通信容量不太大時(shí)， 數(shù)字基帶信號(hào)無(wú)需調(diào)制，可以直接傳送，稱(chēng)之為數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)。2022-6-2133 2. 數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng) 基帶信號(hào)形成器：可能包括編碼器、加密器基帶信號(hào)形成器：可能包括編碼器、加密器以及波形變換等；以及波形變換等； 接收濾波器：可能包括譯碼器、解密器等。接收濾波器：可能包括譯碼器、解密器等。 信源基 帶信 號(hào)形 成器信 道噪 聲 源圖 1-4 數(shù) 字 基 帶 傳 輸 系 統(tǒng) 模 型接 收濾 波器抽樣判決信宿cp圖圖1-4 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)模型2022-6-2134 3. 模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸

17、通信系統(tǒng)模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng) 發(fā)端將模擬信號(hào)數(shù)字化，即進(jìn)行發(fā)端將模擬信號(hào)數(shù)字化，即進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換； 接收端需進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換，即接收端需進(jìn)行相反的轉(zhuǎn)換，即D/AD/A轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 圖圖1-5模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸系統(tǒng)模型模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸系統(tǒng)模型模 擬信 息 源由 抽 樣 、 量 化 、編 碼 組 成 的 模 數(shù)轉(zhuǎn) 換 器數(shù) 字通 信 系 統(tǒng)數(shù) 模轉(zhuǎn) 換 器受 信 者圖 1 - 5 模 擬 信 號(hào) 數(shù) 字 化 傳 輸 系 統(tǒng) 模 型2022-6-21351.2.4 數(shù)字通信的主要特點(diǎn)數(shù)字通信的主要特點(diǎn) 1. 數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn) （1）抗干擾能力強(qiáng)；）抗干擾能力強(qiáng)；

18、 （2）差錯(cuò)可控；）差錯(cuò)可控； （3）易加密；）易加密； （4）易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。）易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。 2. 亟待解決的問(wèn)題亟待解決的問(wèn)題 （1）提高頻帶利用）提高頻帶利用 ； （2）簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)。）簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)。2022-6-2136v練習(xí)通信系統(tǒng)一般模型模擬通信模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型2022-6-21371.3 通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式通信系統(tǒng)分類(lèi)及通信方式1.3.1 通信的分類(lèi)通信的分類(lèi) 1. 按傳輸媒質(zhì)分：按傳輸媒質(zhì)分：有線通信和無(wú)線通有線通信和無(wú)線通信；信； 2. 按信道中所傳信號(hào)的特征分：按信道中所傳信號(hào)的特征分：模擬模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)；通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)；

19、 3. 按工作頻段分：按工作頻段分：長(zhǎng)波通信、中波通長(zhǎng)波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。具體情況見(jiàn)信、短波通信、微波通信等。具體情況見(jiàn)表表1-1； 2022-6-2138 4. 按調(diào)制方式分：按調(diào)制方式分：基帶傳輸和頻帶傳輸；基帶傳輸和頻帶傳輸； 5. 按業(yè)務(wù)的不同分：按業(yè)務(wù)的不同分：電報(bào)、電話、電傳電報(bào)、電話、電傳 6. 按收信者是否運(yùn)動(dòng)分：按收信者是否運(yùn)動(dòng)分：移動(dòng)通信和固定移動(dòng)通信和固定通信。通信。 另外，通信還有其它一些分類(lèi)方法，如另外，通信還有其它一些分類(lèi)方法，如按多地址方式可分為頻分多址通信、時(shí)分多按多地址方式可分為頻分多址通信、時(shí)分多址通信、碼分多址通信等；按用戶類(lèi)型可分址通

20、信、碼分多址通信等；按用戶類(lèi)型可分為公用通信和專(zhuān)用通信等。為公用通信和專(zhuān)用通信等。 2022-6-21391.3.2 通信方式通信方式 1. 按消息傳送的方向與時(shí)間分按消息傳送的方向與時(shí)間分 通信方式可分為單工通信、半雙工通信通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。及全雙工通信三種。 （通信方式通信方式） 2022-6-2140 2. 按數(shù)字信號(hào)排序分（按數(shù)字信號(hào)排序分（通信方式通信方式） 可將通信方式分為串序傳輸和并序傳輸?？蓪⑼ㄐ欧绞椒譃榇騻鬏敽筒⑿騻鬏敗?發(fā)送設(shè)備圖1-7 串序和并序傳輸方式接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備(a)串序傳輸 (b)并序傳輸2022-6-2141 3.

21、按通信網(wǎng)絡(luò)形式分按通信網(wǎng)絡(luò)形式分 通信的網(wǎng)絡(luò)形式通常可分為三種：兩點(diǎn)間通信的網(wǎng)絡(luò)形式通?？煞譃槿N：兩點(diǎn)間直通方式、分支方式和交換方式，直通方式、分支方式和交換方式， 圖圖1-8 按網(wǎng)絡(luò)形式劃分的通信方式按網(wǎng)絡(luò)形式劃分的通信方式（a）兩點(diǎn)間直通方式；（）兩點(diǎn)間直通方式；（b）分支方式；）分支方式；（c）交換方式）交換方式2022-6-21421.4 信息及其度量信息及其度量 信息定義：信息定義：消息中包含的有意義的內(nèi)容。消息中包含的有意義的內(nèi)容。 信息量與消息出現(xiàn)的概率有關(guān)，具體可以信息量與消息出現(xiàn)的概率有關(guān)，具體可以描述為如下規(guī)律：描述為如下規(guī)律： （1）消息中所含信息量是消息出現(xiàn)概率的函消

22、息中所含信息量是消息出現(xiàn)概率的函數(shù)；數(shù)； （2）消息出現(xiàn)的概率愈小，它所含信息量愈消息出現(xiàn)的概率愈小，它所含信息量愈大；反之信息量愈?。淮?；反之信息量愈?。?2022-6-2143 （3）若干個(gè)互相獨(dú)立事件構(gòu)成的消息所含若干個(gè)互相獨(dú)立事件構(gòu)成的消息所含信息量等于各獨(dú)立事件信息量的和。信息量等于各獨(dú)立事件信息量的和。 信息量信息量 I 和消息出現(xiàn)概率和消息出現(xiàn)概率P(x)的關(guān)系為：的關(guān)系為： 信息量的單位取決于對(duì)數(shù)底數(shù)信息量的單位取決于對(duì)數(shù)底數(shù)a的取值：的取值： a = 2 單位為比特（單位為比特（bit，簡(jiǎn)寫(xiě)為，簡(jiǎn)寫(xiě)為b）；）； a = e 單位為奈特（單位為奈特（nat，簡(jiǎn)寫(xiě)為，簡(jiǎn)寫(xiě)為n）；

23、）； a = 10 單位為哈特萊。單位為哈特萊。)()(1xPxPIaaloglog2022-6-2144例例1.1 設(shè)二進(jìn)制離散信源，數(shù)字設(shè)二進(jìn)制離散信源，數(shù)字0或或1以相等以相等的概率出現(xiàn)，試計(jì)算每個(gè)符號(hào)的信息量。的概率出現(xiàn)，試計(jì)算每個(gè)符號(hào)的信息量。 解解: :二進(jìn)制等概率時(shí)二進(jìn)制等概率時(shí) 有有 即二進(jìn)制等概時(shí)，每個(gè)符號(hào)的信息量相即二進(jìn)制等概時(shí)，每個(gè)符號(hào)的信息量相等，為等，為1bit。5021)0() 1 (. PPbitII150)0() 1 (2.log2022-6-2145 當(dāng)各個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率不相等時(shí)，當(dāng)各個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率不相等時(shí)，計(jì)算計(jì)算消息的信息量，常用到平均信息量的概念。消息

24、的信息量，常用到平均信息量的概念。 平均信息量定義：每個(gè)符號(hào)所含信息的平均信息量定義：每個(gè)符號(hào)所含信息的平均值。用符號(hào)平均值。用符號(hào) 表示。表示。 多進(jìn)制時(shí)，設(shè)各符號(hào)出現(xiàn)的概率為：多進(jìn)制時(shí)，設(shè)各符號(hào)出現(xiàn)的概率為： 且且 H)(,),(),(,21, 2, 1nnxPxPxPxxxniixP11)(2022-6-2146則平均信息量（信息源的熵）為：符號(hào)bitxPxPxPxPxPxPxPxPHniiinn122222121)(log)()(log)()(log)()(log)(由于H同熱力學(xué)中的熵形式一樣， 故通常又稱(chēng)它為信息源的熵，其單位為bit/符號(hào)。2022-6-21471. 主要性能指標(biāo)

25、主要性能指標(biāo)一、一、 一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)歸納起來(lái)有以下一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面幾個(gè)方面: : 有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、保密保密性性標(biāo)準(zhǔn)性、維修性、標(biāo)準(zhǔn)性、維修性、工藝性等。而本書(shū)只研究工藝性等。而本書(shū)只研究通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)的有效性和可靠性。有效性和可靠性。2022-6-2148 對(duì)于模擬通信來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的有效性和可靠對(duì)于模擬通信來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的有效性和可靠性具體可用系統(tǒng)頻帶利用率和輸出信噪比（或性具體可用系統(tǒng)頻帶利用率和輸出信噪比（或均方誤差）來(lái)衡量。均方誤差）來(lái)衡量。 對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的可靠性和對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的可靠性和有效性具體可用誤碼率和傳輸速率來(lái)衡量。有效性具體可用誤碼率和傳輸速率來(lái)衡量。 2022-6-2149二、二、 有效性指標(biāo)的具體表述有效性指標(biāo)的具體表述 1. 碼元傳輸速率碼元傳輸速率 定義：定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目；單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目； 單位：?jiǎn)挝唬翰ㄌ兀úㄌ兀˙aud），用符號(hào)），用符