1、緒論1.1 什么是通信 1.2 通信系統的組成 1.3 通信系統的分類及通信方式 1.4 信息及其度量 1.5 通信系統的主要指標 1.1 什么是通信 1、通信: 完成信息的轉換和傳輸。 2、通信系統：以電(光)信號作為信息轉換和傳輸系統。3、通信例子：電報、電話、可視電話、廣播、電視、 雷達、遙測遙控系統等。.2 通信系統的組成 通信系統模型 通信系統可以用下圖模型加以抽象概括。 信號源發送設備信 道接收設備受信者噪聲源 發送端接收端信息源把各種可能消息轉換成原始電信號。語聲、事件場景、數據記錄 麥克風、攝象機、光驅、軟盤。發送設備將原始電信號變換成利于在信道傳輸的信號。廣播電臺、電視發射塔

2、、計算機COM口。信道信號傳輸通道。空間、電線。接收設備從接收信號恢復相應的原始信號。收音機、電視機、計算機COM口。受信者將原始電信號轉換成消息。喇叭、TV顯象管、顯示器。噪聲源信道中噪聲及分散在通信系統其它各處的噪聲集中表示。上述模型是通信系統的一般表示，反映了通信系統的共性，通信原理的討論是圍繞著通信系統的模型展開的。 系統模型中的各個組成部分模擬通信系統模型 信號源調制器解調器受信者噪聲源信 道基 帶 信 號頻 帶 信 號數字通信系統模型 頻帶信號基帶信號編 碼 器 噪 聲 源加 密 器信 息 源調 制 器信 道受 信 者解 密 器譯 碼 器 解 調 器數字通信系統的優點抗干擾性能便于

3、加密靈活性與通用性（便于現代終端接口）便于大規模集成便于采用現代數字信號處理.3通信系統的分類1、按消息的物理特征分類（業務） 如電報、電話、數據、圖像通信系統2、按調制方式分類 Base-band vs Frequency-band數字信號：PCM 、 M 等 脈沖數字調制AM、DSB、SSB、VSBFM、PM模擬信號模擬信號：PAM、PDM、PPM 脈沖模擬調制正弦波調制脈沖調制頻帶通信系統分類數字信號：ASK、FSK、PSK、DPSK 數字調制3、按信號特征分類 最常用分為模擬與數字通信系統兩大類4、按傳輸媒介分類 最常用分為有線（包括光纖）與無線5、按信號復用方式分類頻分復用：使不同的

4、信號占據不同的頻率范圍時分復用：不同的信號占據不同的時間區間碼分復用：用一組包含正交碼字的碼組攜帶多路信息6、按通信方式分類 單工、半雙工與雙工1.3 信息及其度量 1.4.1 信息的描述傳輸信息的多少用信息量衡量信息：消息中有意義的內容，消息理解為信源對由若干個相互獨立事件構成消息，有： I p(x1 ) p(x2 ) = I p(x1 ) + I p(x2 ) + （2）取 a = 2 I：bit 比特取 a = e I：net 奈特取 a = 10 I：哈特萊由信息論知：消息出現的概率愈小，所包含的信息量愈大 （1）定義：信息量為 I、消息出現的概率為 p(x ) 則 I = p(x )

5、 I 是p (x )函數)(log)(logxpxp1Iaa-=I 與 P(x ) 間的關系必滿足（1）、（2）1.4.2 信息的度量 1、等概率1）設有二進制，等概率出現的離散消息 0、1 消息 p (x1 )=p (x2 )= 1/2 定義：傳送兩個等概的二進制波形之一的信息量為 1 bit2） 對M進制，等概率出現的離散消息 0，1，2 , , M-1 消息 p( x1 )=p (x2 )= =1/M從波形上看，M進制有M種波性，每一種波形等概率出現 所以M 是波形數，p (xi ) =P 是每一波形出現的概率2、非等概率設消息由 n 個相互獨立的符號組成，稱為符號集且每個符號包含的信息

6、量均不相等 所以用統計平均的方法來描述一個符號所含的信息量定義信息源的熵 H(X )1.4.3 連續消息的信息量 用概率密度來描述 f (x)解：方法一因消息共57個符號，一個符號含有算術平均信息量為方法二總總1.4 主要性能指標 主要性能指標：有效性、可靠性模擬系統的有效性可用有效傳輸頻帶寬度來度量模擬系統模擬系統的可靠性用接收端最終輸出信噪比來度量有效性：速度可靠性：質量數字系統性能指標：傳輸速率(有效性)和差錯率(可靠性)數字信號的描述：二進制：0、1 兩個狀態 N 進制：0、1、2 N-1 N個狀態1、傳輸速率 碼元傳輸速率：每秒鐘傳送碼元的數目。 信息傳播速率：每秒鐘傳送的信息量不同進制的碼元速率轉換關系 已知 N 進制信號（ ），碼元速率為 ，單位：波特 若將其轉化為二進制信號，碼元速率為 ， 則 碼元速率與信息速率的關系2、差錯率：誤碼率、誤信率 誤碼率 ：碼元在傳輸系統中被傳錯的概率。即接收的錯誤碼元數在傳送總碼元數中所占的比例 誤信率：碼元的信息量在傳輸系統中被丟失的概率。即接收中丟失信息量在傳送信息總量中所占的比例例題, 作業1-4一個由字母A，B，C，D組成的字，對于傳輸的每個字母用2進制脈沖編碼，00，0