通信與電子信息科技英語ScientificEnglishonCommunicationsandElectronicInformation

張敏瑞張紅編著August

2007北京郵電大學出版社目錄Unit1RandomProcesses

補充學習資料1Unit2ChannelCapacityUnit3PulseCodeModulationFundamentalsUnit4FundamentalsofChannelCodingUnit5ModulationUnit6SpeechCodingUnit7DigitalImageProcessing

補充學習資料2Unit8IntroductiontoMATLAB2024年3月2日1Unit9ImplementationofDSPSystemsUnit10CharacteristicsofDataTransmissionCircuitsUnit11MicrowaveRadioTransmissionUnit12FiberOpticUnit13MobileWirelessUnit14ATMUnit15InternetUnit16NetworkManagementUnit17SecurityofMobileandWirelessNetworksUnit18Abstract

補充學習資料32024年3月2日2Unit1RandomProcessesNEWWORDSPHRASES

NOTESEXERCISESBack02三月20243NEWWORDS

Unit102三月20244Unit12024年3月2日5Unit12024年3月2日6BackUnit12024年3月2日7PHRASESrandomprocess 隨機過程ontheaverage平均,按平均數計算;一般地說makemeasurement 量度samplefunction樣本函數statisticalaverage 統計平均(值)probabilitydensityfunction概率密度函數statisticalcharacteristic 統計特性autocorrelationfunction 自相關函數Unit12024年3月2日8inconnectionwith 關于……

，與……有關physicalsignificance物理意義Fouriertransform 傅里葉變換powerspectraldensity 功率譜密度beatlibertyto(do)被允許;可隨意gaussianprocess 高斯過程physicalfact 外界存在的事實upper-frequencylimit頻率上限falloff 下降,減少Unit12024年3月2日9Backinthelimit 在極限情況下deltafunction δ函數，狄垃克函數randompulse 隨機（雜亂）脈沖timeinvariant 時不變的

Parseval’stheorem巴塞瓦爾定理statisticallyindependent統計獨立successivepulse 連續脈沖berepresentativeof表示，代表，代表……的特征Unit12024年3月2日10NOTES[1]Thus,wewouldexpectthatasinglediewouldyieldaparticularoutcome,ontheaverage,of1timeoutof6.Similarly,withmanydicewewouldexpectthat1/6ofthedicetossedwouldyieldaparticularoutcome.因此我們會預期平均擲6次骰子會有一次得到特定的結果。類似地，當擲很多骰子時有1/6的骰子會得到特定的結果。outof(fromamong)

從……中。如：fiveoutofsixvotes六人中有五人投票ontheaverage平均,按平均數計算;一般地說Unit12024年3月2日11[2]Throughoutthistextweshallassumethattherandomprocesseswithwhichweshallhaveoccasiontodealareergodic.在整個課文中我們假定要研究的隨機過程都是各態歷經過程。occasionn.場合,時機,機會haveoccasion有……的理由；有必要……havenooccasion沒有……的理由；沒有必要……dealv.論及，論述abookthatdealswiththeMiddleAges.一本討論中世紀時候的書randomprocess：隨機過程。這是通信與電子信息類專業的一門重要理論基礎課，其它有關課程的英文名稱請參閱本課課后補充學習資料1。

Unit12024年3月2日12[3]

Hence,ifweshouldselectsomesamplefunction,aknowledgeofthevalueofattimewouldbeofnoassistanceinimprovingourabilitytopredictthevalueattainedbythatsamesamplefunctionattime.所以如果我們選定某樣本函數，則它在時刻的值并不能幫助我們預測相同樣本函數在時刻的值。someadj.某一，任一.例如:

HewenttosomeplaceinAfrica.他到非洲某地去knowledgeofn.對……的認識Unit12024年3月2日13[4]Suchnoiseisreferredtoas"white"noiseinanalogywiththeconsiderationthatwhitelightisacombinationofallcolors,thatis,colorsofallfrequencies.這種噪聲稱為“白”噪聲，類似于白光是所有顏色光即所有頻率有色光的混合。analogyn.類似,類推.例如：inaroughanalogy大致，類似地Unit12024年3月2日14[5]Thepulsesareofthesameformbuthaverandomamplitudesandstatisticallyindependentrandomtimesofoccurrence.

這些脈沖形狀相同，但具有隨機幅度并且出現次數隨機、統計獨立。

BackUnit12024年3月2日15EXERCISES

Ⅰ.PleasetranslatethefollowingwordsandphrasesintoChinese.1.samplefunction樣本函數2.ensembleaverage

總體均值3.physicalsignificance物理意義4.aFouriertransformpair傅立葉變換對5.deterministicwaveform

確定性波型

6.inthelimit

在極限情況下7.timeinvariant時不變的8.anupper-frequencylimit

頻率上限9.Parseval’stheorem巴塞瓦爾定理10.randompulses隨機脈沖Unit12024年3月2日16Ⅱ.PleasetranslatethefollowingwordsandphrasesintoEnglish.1.隨機過程

randomprocess2.統計平均statisticalaverage3.隨機變量randomvariable4.自相關函數

autocorrelationfunction5.傅里葉變換Fouriertransform6.功率譜密度powerspectraldensity7.概率密度函數

probabilitydensityfunction8.高斯過程gaussianprocess9.平穩過程astationaryprocess10.統計獨立

statisticallyindependent11.時間平均(值)timeaverage12.統計特性

statisticalcharacteristic13.各態歷經過程

ergodicprocess14.δ函數(狄垃克函數)deltafunctionUnit12024年3月2日17Ⅲ.Fillintheblankswiththemissingword(s).1.Theensembleaverageswillbeidentical____thestatisticalaveragesandmayberepresentedbythesamesymbols.with2.Theaveragesdeterminedbymeasurements

asinglesamplefunction___successivetimeswillyieldatimeaverage,whichwerepresentas<>.on,atUnit12024年3月2日183.Suppose,forexample,thatthestatisticalcharacteristicsofthesamplefunctions___theensemblewerechangingwithtime.in4.Foritmayhappenthatwhileeachsamplefunctionisstationarytheindividualsamplefunctionsmaydifferstatistically__oneanother.from5.Asanextensionofthatresultweshalldefinethepowerspectraldensityofarandomprocess___thesameway.inUnit12024年3月2日196.Itis___interesttoinquirewhetherdefined___Eq.(2)forarandomprocesshasaphysicalsignificancewhichcorrespondstothephysicalsignificanceoffordeterministicwaveforms.of,in

7.Correspondingly,westate,withoutproof,thatwhenisdefined___arandomprocess,asinEq.(2),___thetransformof,thenhasthesignificancethat.for,asUnit12024年3月2日208.Hence,ifweshouldselectsomesamplefunction,aknowledgeofthevalueofattimet

wouldbe

noassistance___improvingourabilitytopredictthevalueattainedbythatsamesamplefunctionattime.of,in9.Wheneverwemakeanobservationormeasurementofthepulsewaveformwhichextends

overadurationlongenoughsothattheaverageobservedpulseshape,suchastheiramplitudes,widths,andspacingsarerepresentativeofthewaveformgenerally,weshallfindthatEq.(1.12)applies.overUnit12024年3月2日2110.Letusselectasectionofthiswaveformwhichextends

____-T/2____T/2.from,to11.Sincewehaveassumedanergodicprocess,weareatlibertyto____(perform,performing)theaveraging____anysamplefunctionoftheensemble,sinceeverysamplefunctionwillyieldthesameresult.perform,overUnit12024年3月2日22Ⅳ.Answerthefollowingquestionsaccordingtothetext.1.Pleasedescribetherelationshipbetweentheergodicprocessandthestationaryprocess.Anergodicprocessisstationary,butastationaryprocessisnotnecessarilyergodic.2.Whatarerandompulses?Therandompulsesareofthesameformbuthaverandomamplitudesandstatisticallyindependentrandomtimesofoccurrence.Unit12024年3月2日233.Whatistherelationshipbetweenthepowerspectraldensityandtheautocorrelationfunction?ThepowerspectraldensityandtheautocorrelationfunctionconstituteaFouriertransformpair.4.Whatisreferredtoasergodic?Whenthenatureofarandomprocessissuchthatensembleandtimeaveragesareidentical,theprocessisreferredtoasergodic.Unit12024年3月2日245.Whatiswhitenoise?Whydowecallit"white"?Whitenoisehasapowerspectraldensitywhichisuniformoverallfrequencies.Suchnoiseisreferredtoas"white"noiseinanalogywiththeconsiderationthatwhitelightisacombinationofallcolors,thatis,colorsofallfrequencies.BackUnit12024年3月2日25●

Reading

RandomVariables

NewWordsandPhrasesQuestionsUnit1Back2024年3月2日26NewWordsandPhrases

signifyvt.表示,意味misnomern.誤稱;使用不當的名稱identificationn.識別,辨別discreteadj.離散的distinctadj.獨特的;性質或種類不同的bulletn.子彈windcurrentn.風流,氣流markn.測標,標志Unit1Back2024年3月2日271.Whatisarandomvariable?Therandomvariableisusedtosignifyarulebywhicharealnumberisassignedtoeachpossibleoutcomeofanexperiment.2.Whatisadiscreterandomvariable?IfinanyfiniteintervalX()assumesonlyafinitenumberofdistinctvalues,thentherandomvariableisdiscrete.Questions

Unit12024年3月2日283.Whatisacontinuousrandomvariable?If,however,X()canassumeanyvaluewithinaninterval,therandomvariableiscontinuous.4.Supposedenotesthepossibleoutcomesofanexperiment,pleasegiveanexamplethatisnotanumber.Forexample,theexperimentmightconsistofrunningahorseracewheretheoutcomeofinterestisthenameofthewinner.Thesymbolsmightthenbethenamesofthehorses.BackUnit12024年3月2日29補充學習資料1相關專業部分大學課程英文名稱Back30Philosophy 哲學PoliticalEconomics 政治經濟學PrincipleofMarxism 馬克思主義原理HistoryofChineseRevolution 中國革命史HistoryoftheChineseCommunistParty中共黨史CollegeEnglish 大學英語SpecializedEnglish 專業英語CollegePhysics 大學物理GeneralPhysics 普通物理ExperimentofCollegePhysics 物理實驗

補充一2024年3月2日31AdvancedMathematics 高等數學LinearAlgebra 線性代數DiscreteMathematics 離散數學MatrixTheory 矩陣(理)論ProbabilityTheory 概率論EngineeringMathematics 工程數學FunctionofComplexVariable 復變函數ComputationalMethod 計算方法EquationofMathematicalPhysics數理方程IntegralTransformation 積分變換補充一2024年3月2日32VectorAnalysis 矢量分析FieldTheory 場論RandomProcess（or：StochasticProcess） 隨機過程BasicApplicationofComputer 計算機應用基礎ProgrammingwithCLanguage C語言編程PrincipleofMicrocomputer 微機原理ElectronicCircuit電子線路AnalogueElectronicTechnologyBasis 模擬電子技術基礎HighFrequencyElectronicTechnology 高頻電子技術LowFrequencyElectronicTechnology 低頻電子技術補充一2024年3月2日33RadioTechnologyBasis 無線電基礎Signal&LinearSystem 信號與線性系統PrincipleofCommunication 通信原理DigitalCommunication 數字通信PrincipleofCommunicationSystem 通信系統原理SpreadSpectrumCommunicationSystem 擴頻通信系統DigitalMobileCommunication 數字移動通信DigitalSatelliteCommunication 數字衛星通信MicrowaveCommunication 微波通信MobileCommunication 移動通信補充一2024年3月2日34SatelliteCommunication衛星通信FiberOpticalCommunication光纖通信MultimediaCommunication多媒體通信CommunicationCountermeasure通信對抗ModernCommunicationSystem現代通信系統ModernCommunicationNetwork現代通信網IntegratedServiceDigitalNetwork綜合業務數字網SPCExchangeFundamental程控交換原理ATMPrincipleandApplicationATM原理及應用DigitalTV數字電視補充一2024年3月2日35CableTelevision有線電視ElectromagneticFieldTheory電磁場理論ElectromagneticField&MagneticWave電磁場與電磁波MicrowaveTechnique微波技術AntennaPrinciple天線原理RandomSignalAnalysis隨機信號分析DigitalSignalProcessing數字信號處理DigitalImageProcessing數字圖像處理AdaptiveSignalProcessing自適應信號處理SpeechSignalProcessing語言信號處理補充一2024年3月2日36VoiceandSpeechProcessing語音處理PatternRecognition 模式識別InformationTheory 信息論InformationandCodingTheory信息論與編碼理論OpticalInformationProcessing光信息處理InformationTechnology 信息技術InformationFusion 信息融合InformationManagement信息管理ElectronicCommerce 電子商務MultimediaTechnique 多媒體技術補充一2024年3月2日37DesignandAnalysisofInformationSystem信息系統分析與設計ComputerGraphics計算機圖形學BasisofSoftwareTechnique軟件技術基礎SoftwareEngineering軟件工程DatabasePrinciple數據庫原理VisualC++ProgrammingVC++程序設計Object-orientedTechnique面向對象技術ComputerNetworkBasis計算機網絡基礎NetworkManagement網絡管理ManagementInformationSystem管理信息系統補充一2024年3月2日3881.ComputerNetworkCryptographyTechnology計算機網絡安全與保密技術82.ComputerSimulationTechnologyandApplication

計算機仿真技術及應用OperatingSystem操作系統DataStructure數據結構ExperimentofMicrocomputerSystem微機系統實驗ComputerInterfaceTechnology計算機接口技術SingleChipProcessor單片機PLCPrincipleandApplication可編程控制器原理及應用ASICDesign專用集成電路設計AssemblyLanguage匯編語言補充一2024年3月2日3991.VHDLandDigitalSystemDesignUsingEDAVHDL語言與數字系統EDA設計ArtificialIntelligence人工智能ComputerControlTechnique計算機控制技術ModernControlTheory現代控制理論AutomaticControlTheory自動控制理論LiteratureRetrieval文獻檢索ElectricalEngineeringPractice電工實習PhysicalEducation體育MilitaryTheory軍事理論Music音樂GraduationProject(Thesis)畢業設計（論文）補充一Back2024年3月2日40Unit2ChannelCapacity

NEWWORDSPHRASES

NOTESEXERCISESBack2024年3月2日41NEWWORDSUnit22024年3月2日42Unit22024年3月2日43Unit22024年3月2日44BackUnit22024年3月2日45PHRASES1.enterinto 參加，成為……一部分，涉及2.dueto 由于;起因于;歸功于3.besomethingof 有一點4.inprinciple 原則上,大致上onprinciple 按照原則（或道德標準）5.providedthat 假如,設若6.probabilityoferror 誤碼率，誤差概率(or：errorprobability)7.becloseto 接近,靠近Unit22024年3月2日468.bandlimitedgaussianchannel限帶高斯信道9.physicalsystem物理系統,實際系統10.turnout結果，結果是……

（常與to,that連用）11.lowerbound下界,下限12.upperlimit上限13.root-mean-square均方根，均方根值；均方根(的)root-mean-squareerror均方根(有效值)誤差14.amountofinformation信息量（or：informationcontent;quantityofinformation;informationquantity）15.ideallowpassfilter理想低通濾波器Unit22024年3月2日4716.risetime 上升時間17.asamatterofconvenience為方便起見18.whiteGaussiannoise高斯白噪聲 (or:whitegaussiannoise)19.ontheotherhand另一方面20.tradeoff 交替換位，折衷選擇(tradeoffn.折衷,權衡)21.signal-to-noiseratio信號噪聲比，信噪比（SNR，S/N）22.befreeto 隨意,任意,不受拘束23.makeupfor補償BackUnit22024年3月2日48NOTES[1]Shannon’stheoremsaysthatitispossible,inprinciple,todeviseameanswherebyacommunicationssystemwilltransmitinformationwithanarbitrarilysmallprobabilityoferrorprovidedthattheinformationrateRislessthanorequaltoarateCcalledthechannelcapacity.

香農定理表示原則上有可能設計一種方法，使得如果信息速率R小于或等于一個稱為信道容量的速率C，通信系統就能以任意小的誤碼率傳送信息。whereby(關系副詞)憑那個；由此。例:asystemwherebyanewdiscoverymayarise由此可能產生新發現的體系aplanwherebytoescape逃走的辦法providedconj.（常與that連用）假若；倘若；倘使。例如:Youmaykeepthebookafurtherweekprovided(that)nooneelserequiresit.倘若這本書沒有其他人想借的話，你可以再續借一個禮拜。（亦作：providing）Unit22024年3月2日49[2]ThisnegativetheoremstatesthatiftheinformationrateRexceedsaspecifiedvalueC,theerrorprobabilitywillincreasetowardunityasMincreases,andthatalso,generally,inthiscasewhereR>C,increasingthecomplexityofthecodingresultsinanincreaseintheprobabilityoferror.這個逆定理表明如果信息速率R超過規定值C，那么誤碼率將隨著M的增加不斷向1增加，通常，在R>C的情況下，編碼復雜度的增加還會導致誤碼率的增加。該句中主語是Thisnegativetheorem，謂語state的2個并列賓語為2個由that引導的從句，其一為：(that)iftheinformationrateRexceedsaspecifiedvalueC,theerrorprobabilitywillincreasetowardunityasMincreases,其二為：(that)alsoincreasingthecomplexityofthecodingresultsinanincreaseintheprobabilityoferror（此從句中謂語是resultsin）。句中的generally,inthiscasewhereR>C,都是修飾語，這種插入式修飾語通常由逗號隔開，很容易識別。Unit22024年3月2日50[3]Thelevelshavebeenseparatedbyaninterval,whereisanumberpresumedlargeenoughtoallowrecognitionofindividuallevelswithanacceptableprobabilityoferror.電平按間隔劃分，其中是事先規定的一個很大的數，足夠允許在可接受的誤碼率情況下正確區分各個電平。

Unit22024年3月2日51[4]Assuminganevennumberoflevels,thelevelsarelocatedatvoltages,etc.假定有偶數級，則每級位于電壓為等處。etc（拉丁語）＝etcetera

，adv.等等，以及其它等等。Unit22024年3月2日52[5]Thusforafixedsignalpowerandinthepresenceofwhitegaussiannoisethechannelcapacityapproachesanupperlimitwithincreasingbandwidth.因此對于信號功率一定并存在白高斯噪聲時，信道容量將隨著帶寬的增加而趨近于其上限值。approach:vt.趨近；approachto：vt.接近，趨近于這種表示法在數學極限中經常用到，例如：approachinfinity趨近（接近）無窮大approachinfinityasalimit趨近于無窮大為極限approachunity趨近于1BackUnit22024年3月2日53[6]IftheSNRisincreasedtoS/N=15andBdecreasedto3kHz,thechannelcapacityremainsthesame.Witha3kHzbandwidththenoisepowerwillbe3/4aslargeaswith4kHz.Thusthesignalpowerwillhavetobeincreasedbythefactor.如果SNR增加到15，B減小到3kHz,則信道容量保持不變。帶寬為3kHz時噪聲功率將是4kHz帶寬時的3/4，所以信號功率必須增加到倍。increasetovt.增加到，增至；

increasebyvi.增加。例如：1)increase(M)byN（使M）增加N2)IncreaseMtoN把M增加到N

關于增減倍數的表達方法應該搞清楚，否則會影響科技文閱讀的理解。afactorofMM倍，例如：increasebyafactorof5增加4倍，增加到5倍BackUnit22024年3月2日54EXERCISES

Ⅰ.PleasetranslatethefollowingwordsandphrasesintoChinese.physicalsystem

物理系統，實際系統2.risetime上升時間3.amountofinformation信息量

4.inprinciple理論上，原則上5.gaussianchannel

高斯信道6.probabilitydensity概率密度7.root-mean-square均方根值,均方根；均方根(的)8.tradeoff交替換位，折衷選擇

Unit22024年3月2日559.lowerbound下界,下限10.equalizer

均衡器11.viceversa反之亦然12.upperlimit上限Unit22024年3月2日56Ⅱ.PleasetranslatethefollowingwordsandphrasesintoEnglish.1.通信理論

communicationtheory(or:theoryofcommunications)2.香農定理

Shannon’stheorem3.信道帶寬

channelbandwidth

4.信號波形

signalwaveform

5.理想低通濾波器

ideallowpassfilter6.自相關函數

autocorrelationfunction7.無噪聲高斯信道

noiselessgaussianchannel8.通信信道

communicationchannel

Unit22024年3月2日579.信息速率

informationrate10.信噪比

signal-to-noiseratio（SNR，S/N）11.信道容量

channelcapacity

12.雙邊功率譜密度

two-sidedpowerspectraldensity

13.誤碼率errorprobability

(or：probabilityoferror)14.奈奎斯特采樣速率

Nyquistsamplingrate

15.限帶高斯信道

bandlimitedgaussianchannel16.高斯白噪聲

whiteGaussiannoiseUnit22024年3月2日58Ⅲ.Fillintheblankswiththemissingword(s).1.Thereisanegativestatementassociated

Shannon'stheorem.

with2.______thepurposeoftransmissionoverthechannel,themessagesarerepresentedbyfixedvoltagelevels.For3.SincethetransmissionofanyoftheMmessagesisequallylikely,thusourchannelistransferringinformation

arate.atUnit22024年3月2日594.Forafixedsignalpowerand

thepresenceofwhitegaussiannoisethechannelcapacityapproachesanupperlimitwithincreasingbandwidth.Wenowcalculatethatlimit.in5.Itis

greatinteresttorecognizethatthetradeoffbetweenbandwidthandsignal-to-noiseratioisnotlimitedbyalowerlimit____bandwidth.of,on6.Thesignalistransmitted

achannelwhichcanberepresentedasalowpassRCcircuitwithcutoffat1Hz.throughUnit22024年3月2日607.Ifthereisnonoise,thenweareentirelyfreetomake

____fortheattenuationbytheuseofanamplifierandtocorrectthefrequencydistortionbytheuseofanequalizer.up8.Thatis,weneedtoestimatetheintervalTwhichshouldbeassignedtoeachmessagetoallowthetransmittedlevelstoberecognizedindividually___thereceiver,eventhoughthebandwidthBofthechannelislimited.at9.Therefore,the25percentreduction____bandwidthrequiresa60percentincrease____signalpower.in,inUnit22024年3月2日6110.Whilewehaveusedthetermcommunicationchannel__

manyoccasions,itiswelltoemphasizeatthispoint,thattheterm,whichissomething____anabstraction,isintendedtoencompassallthefeaturesandcomponentpartsofthetransmissionsystemwhichintroducenoiseorlimitthebandwidth.on,ofUnit22024年3月2日6211.Theprobabilityoferrorisclose

unityforeverypossiblesetofMtransmittersignals.to12.Itturnsout

theresultsobtainedforagaussianchanneloftenprovidealowerbound

theperformanceofasystemoperating

anongaussianchannel.that,on,overUnit22024年3月2日63Ⅳ.Answerthefollowingquestionsaccordingtothetext.1.WhatisShannon-Hartleytheorem?Shannon-Hartleytheorem:Thechannelcapacityofawhite,bandlimitedgaussianchannelisbits/s,whereBisthechannelbandwidth,Sisthesignalpower,andNisthetotalnoisewithinthechannelbandwidth,thatis,,withthe(two-sided)powerspectraldensity.Unit22024年3月2日642.PleasedescribeShannon’stheoreminyourownwordsinEnglish.GivenasourceofMequallylikelymessages,withM>>1,whichisgeneratinginformationatarateR.GivenachannelwithchannelcapacityC.Then,ifR≤C,Thereexistsacodingtechniquesuchthattheoutputofthesourcemaybetransmittedoverthechannelwithaprobabilityoferrorinthereceivedmessagewhichmaybemadearbitrarilysmall.Unit22024年3月2日653.TrytodescribeShannon’stheorembyanegativestatementinEnglish.GivenasourceofMequallylikelymessages,withM>>1,whichisgeneratinginformationatarateR;thenifR>C,theprobabilityoferrorisclosetounityforeverypossiblesetofMtransmittersignals.Unit22024年3月2日664.WhyistheShannon-Hartleytheoremimportant?TheShannon-Hartleytheorem,althoughrestrictedtothegaussianchannel,isoffundamentalimportance.First,wefindthatchannelsencounteredinphysicalsystemsgenerallyare,atleastapproximately,gaussian.Second,itturnsoutthattheresultsobtainedforagaussianchanneloftenprovidealowerboundontheperformanceofasystemoperatingoveranongaussianchannel.Thus,ifaparticularencoder-decoderisusedwithagaussianchannelandanerrorprobabilityresults,thenwithanongaussianchannelanotherencoder-decodercanbedesignedsothatthewillbesmaller.Unit22024年3月2日675.Howcanwetradeoffbandwidthforsignal-to-noiseratioaccordingtotheShannon-Hartleyprinciple?Forexample,ifandkHz,wefindbits/s.IftheSNRis