通信原理第1章和绪论

1、6464学时，（学时，（5454学时授课学时授课1010学时实验）学时实验）通信电子线路、信号与系统、电磁场与电磁波通信电子线路、信号与系统、电磁场与电磁波 随机信号分析、信息论随机信号分析、信息论曹志刚等曹志刚等. .现代通信原理现代通信原理. .北京：清华大学出版社北京：清华大学出版社必修课（考试）必修课（考试）樊昌信等樊昌信等. .通信原理（第五版）通信原理（第五版）. .北京北京: :国防工业出版社国防工业出版社,2001,2001 周炯槃等周炯槃等. .通信原理通信原理. .北京北京: :北京邮电大学出版社，北京邮电大学出版社，20022002 各类通信原理习题集和考研辅导书各类通信

2、原理习题集和考研辅导书西北工业大学西北工业大学 /jp2004/16/内容摘要：内容摘要：常用通信术语常用通信术语模拟信号与数字信号的区别模拟信号与数字信号的区别通信系统组成和分类，通信系统组成和分类，数字通信系统的主要特点数字通信系统的主要特点离散消息的信息量，平均信息量（信源熵）离散消息的信息量，平均信息量（信源熵）码元素率、信息速率、频带利用率和误码率码元素率、信息速率、频带利用率和误码率1.11.1通信系统的几个基本概念通信系统的几个基本概念 ：是信息的物理表现形式。分离散消息（消息状态是信息的物理表现形式。分离散消息（消息状态 可数或有限，如文字、

3、符号、数据等）和连续消可数或有限，如文字、符号、数据等）和连续消 息（消息状态连续化，如语言、活动图片等）。息（消息状态连续化，如语言、活动图片等）。 ：是消息的内涵，即消息中所包含的受信者原来不是消息的内涵，即消息中所包含的受信者原来不 知而待知的内容。知而待知的内容。 ：是信息（或消息）的传输和交换。利用是信息（或消息）的传输和交换。利用“电电”来来传传 递消息的方式称为递消息的方式称为“电通信电通信”，简称通信。，简称通信。 因此，通信的根本目的是传输含有因此，通信的根本目的是传输含有的消息。的消息。 所以，所以，“通信通信”也就是也就是“信息传输信息传输”或或“消息传消息传输输”。：是

4、消息的电的表示形式（或者说与消息对应的电量是消息的电的表示形式（或者说与消息对应的电量 或光量）。电信号是消息传递的物质载体，可用电或光量）。电信号是消息传递的物质载体，可用电 信号的某一参数变化（如幅度、频率、相位；或脉信号的某一参数变化（如幅度、频率、相位；或脉 冲幅度、宽度和位置等）来传递消息的内容。冲幅度、宽度和位置等）来传递消息的内容。 ： 信号的参数只取有限个值（常常不直接与离散消息相信号的参数只取有限个值（常常不直接与离散消息相 对应对应如二进制编码信号）如二进制编码信号）. .如电报信号如电报信号, ,计算机输入计算机输入 输出数字信号，输出数字信号，PCMPCM信号等。信号等

5、。： 信号的参数连续取值或无穷多个值（直接与连续消息信号的参数连续取值或无穷多个值（直接与连续消息 相对应）。如话筒送出的语音信号，电视图像信号等。相对应）。如话筒送出的语音信号，电视图像信号等。1.2 1.2 通信系统的组成通信系统的组成转换成转换成. 消息的发出者。 是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成， 称之为消息信号或分 为：模拟信源（电话、无线广播、电视等）、 离散信源（电传机、计算机等） 不同的信息源的不同，因而对传输系统的要求也不同一、一、 通信系统的一般模型通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为。2 2、：原始电信号原始电信号 变成变成的信号的

6、信号 基本功能是将信源和信道基本功能是将信源和信道起来起来 即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号（） 对数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码 ：是把连续消息变换为数字消息,提高传输的。 ：是使数字信号与传输媒介匹配,提高传输的。 对有特殊要求的发送设备还包括以及等。3 3、是指传输信号的物理媒质。是指传输信号的物理媒质。 无线信道中的，信道可以是大气（自由空间），有线信道中，可以是明线、 电缆、光纤。 有线和无线信道均有多种物理媒质。 媒介的固有特性和干扰特性直接关系到变换方式的选择媒介的固有特性和干扰特性直接关系到变换方式的选择4、线路及系统各部分的噪声集中

7、体现。线路及系统各部分的噪声集中体现。 不是人为加入的设备不是人为加入的设备，而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的，为了分析方便，把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道5、任务是从带有干扰的接收信号中任务是从带有干扰的接收信号中出相应出相应 的原始基带信号的原始基带信号 完成与发送设备工作相反过程, 即进行解调、译码、解码解调、译码、解码等6 6、消息的接收者消息的接收者 上述是通信系统，作为通信系统要求通信双方都要有收发设备，若两个方向都有各自的媒质，则双方均可独立工作，若两个方向共用一个媒介，必须采用频率或时间分割的形式来共享*（见动画）（见动画）1.3 1.3 通信系统的分类

8、通信系统的分类一、通信系统的分类有多种不同的方法,通常按照以下分类方法：n消息的物理特征消息的物理特征n电报通信系统n电话通信系统n数据通信系统n图像通信系统n调制方式调制方式n基带传输系统：将未经调制的信号直接发送，如市内电话n调制传输系统：对各种信号变换方式后传输的总称n信号特征信号特征n模拟通信系统、 数字通信系统n传输媒介传输媒介n有线通信、 无线通信n信号复用方式信号复用方式n频分复用(FDMA)n时分复用(TDMA)n码分复用(CDMA)1.4 1.4 通信技术发展概况通信技术发展概况古古代：代：公元前公元前800800年年( (周朝周朝) )，周幽王烽火戏诸侯。，周幽王烽火戏诸侯

9、。 应用光通信的见证；应用光通信的见证； 最简单的二进制数字通信。最简单的二进制数字通信。近代：近代：18201820年：安培发明电报通信，近代数字通信的开始。年：安培发明电报通信，近代数字通信的开始。18381838年：莫尔斯将电报通信推向实用。年：莫尔斯将电报通信推向实用。18761876年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。年：贝尔发明电话，模拟通信的开始。1.4 1.4 通信技术发展概况通信技术发展概况： 数字通信技术进入高级发展阶段。数字通信技术进入高级发展阶段。 ： 数字通信迅猛发展；数字通信迅猛发展； 光纤通信也携手同行。光纤通信也携手同行。 两者都成为现代通行网的主要支柱。两者都成

10、为现代通行网的主要支柱。近代深空通信的一个成功范例近代深空通信的一个成功范例 美国宇航局美国宇航局20052005年年1 1月月1212日发射了用来探测彗星的日发射了用来探测彗星的“深度撞击深度撞击”号探测器，它的目标是号探测器，它的目标是“坦普尔一号坦普尔一号”彗星的彗核。彗星的彗核。 “ “深度撞击深度撞击”发射了一发发射了一发“炮弹炮弹”于于7 7月月4 4日与彗星日与彗星TEMPEL1TEMPEL1在距地球在距地球1.321.32亿公里处亿公里处相撞，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球（延时大约相撞，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球（延时大约7474分钟）。分钟）。对空通信、卫星通信

11、对空通信、卫星通信编队通信、对岸通信编队通信、对岸通信对潜通信（水声）对潜通信（水声）通信侦察、通信对抗通信侦察、通信对抗内部通信（语音、数内部通信（语音、数 据、图像）据、图像）甲板话音通信甲板话音通信 按照人类交流方式与技术的不同，可以把通信历史按照人类交流方式与技术的不同，可以把通信历史划分以下几个阶段：划分以下几个阶段： 第一阶段第一阶段 语言语言 第二阶段第二阶段 文字、邮政文字、邮政 第三阶段第三阶段 印刷术、出版物印刷术、出版物 第四阶段第四阶段 电报、电话、广播电报、电话、广播 第五阶段第五阶段 通信与计算机的结合、网络通信与计算机的结合、网络 1753 1753年年2 2月月

12、1717日日，苏格兰人杂志上发表了一封署名，苏格兰人杂志上发表了一封署名C.MC.M的的书信。在这封信中，作者提出了书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想用电流进行通信的大胆设想。他。他建议：把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线建议：把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与一个字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条金与一个字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条金属线与静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上属线与静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上的小球便将挂在它下面的写有不同字母或数字的小纸片吸了起来，的小球

13、便将挂在它下面的写有不同字母或数字的小纸片吸了起来，从而起到远距离传递信息的作用。从而起到远距离传递信息的作用。 1844 1844年年5 5月月2424日日，莫尔斯从华盛顿，莫尔斯从华盛顿到巴尔蒂摩拍发人类历史上的第一到巴尔蒂摩拍发人类历史上的第一份电报。在座无虚席的国会大厦里份电报。在座无虚席的国会大厦里, ,莫尔斯用激动得有些颤抖的双手莫尔斯用激动得有些颤抖的双手, ,操纵着他倾注十余年心血研制成功操纵着他倾注十余年心血研制成功的电报机的电报机, , 发出了发出了:“:“”一语。一语。 莫尔斯发出第一封莫尔斯发出第一封电报设备的复制品电报设备的复制品 最早的有线电话最早的有线电话 187

14、51875年年6 6月月2 2日日，美国人亚力山大，美国人亚力山大. .格雷厄姆格雷厄姆. .贝贝尔尔( (Bell,AlekanderBell,Alekander Graham) Graham)发明了电话。发明了电话。至今美国波士顿法院路至今美国波士顿法院路109109号的门口，仍钉号的门口，仍钉着块镌有：着块镌有：18751875年年6 6月月2 2日电话诞生在这里日电话诞生在这里的铜牌。的铜牌。18761876年年2 2月月1414日日，贝尔申请了那个著名的他和，贝尔申请了那个著名的他和沃森一直研究着的装置沃森一直研究着的装置电话的专利。电话的专利。同一天另一个发明家格雷（同一天另一个发

15、明家格雷（1835-19011835-1901）也）也向美国专利局递交了相似设备的专利申请向美国专利局递交了相似设备的专利申请书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话发明权。发明权。 贝尔获得电话贝尔获得电话的专利证书的专利证书 电磁波的发现电磁波的发现 1887 1887年年3 3月月2121日日，德国物理学家赫兹（，德国物理学家赫兹（HertzHertz）在实在实验中发现，电火花的能量能够越过空间传到远处。这是验中发现，电火花的能量能够越过空间传到远处。这是人类历史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否人类历史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否认选用

16、电磁波进行通信的可能性。他认为如要利用电磁认选用电磁波进行通信的可能性。他认为如要利用电磁波进行通信的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨波进行通信的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。型反射镜。 最早的无线通信最早的无线通信 1895 1895年年5 5月月7 7日日，3636岁的岁的波波夫波波夫在彼德堡的在彼德堡的俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关于于“金属屑与电振荡的关系金属屑与电振荡的关系”的论文，并的论文，并当众展示了他发明的无线电接收机。当他当众展示了他发明的无线电接收机。当他的助手在大厅的另一端接通火花式电波发的助手在大厅的另一端接

17、通火花式电波发生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃来；断开电波发生器，铃声立即中止。几来；断开电波发生器，铃声立即中止。几十年后，为了纪念波波夫在这一天的划时十年后，为了纪念波波夫在这一天的划时代创举，当时的苏联政府便把代创举，当时的苏联政府便把5 5月月7 7日定为日定为“无线电发明日无线电发明日”。 波波夫实验用的无线电接收机波波夫实验用的无线电接收机 人类首次远距离无线电通信人类首次远距离无线电通信 18971897年年5 5月月1818日日, ,意大利无线电工程师意大利无线电工程师马可尼马可尼进行横跨布里斯托尔进行横跨布里斯托尔（BristolBri

18、stol）海峡的无线电通信取得成功，通信距离为海峡的无线电通信取得成功，通信距离为1414公里。公里。19061906年年, ,李李德弗雷斯特德弗雷斯特 Lee DeforestLee Deforest发明了真空三极管放大器。发明了真空三极管放大器。 19251925年年，英国发明家，英国发明家贝尔德贝尔德在前人研究的基础上终于制成了世界在前人研究的基础上终于制成了世界上第一台有实用价值的电视机。上第一台有实用价值的电视机。19411941年年，美国衣阿华州立大学教授美国衣阿华州立大学教授约翰阿坦那索夫约翰阿坦那索夫 John John V.AtanasoffV.Atanasoff发明数字计算

19、机。发明数字计算机。19471947年年，贝尔实验室的，贝尔实验室的史提夫史提夫 O.O.赖斯赖斯Steve O.RiceSteve O.Rice给出了噪声的给出了噪声的统计描述。统计描述。 19481948年年，贝尔实验室向公众展，贝尔实验室向公众展示了用以取代真空管的晶体示了用以取代真空管的晶体管。管。19481948年年，克劳德克劳德E香农香农Claude E.ShannonClaude E.Shannon发表了信息发表了信息论。论。著名的香农公式：著名的香农公式：2log1SCBNC C 信道容量信道容量B B 信号带宽信号带宽S/NS/N 信号与噪声的功率之比信号与噪声的功率之比19

20、571957年年1010月月4 4日日，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地球，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地球上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着航上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着航天时代的开始，也意味着一个利用卫星进行通信的时代天时代的开始，也意味着一个利用卫星进行通信的时代即将到来。即将到来。19581958年年，发明了集成电路。，发明了集成电路。19641964年年，电子电话交换机投入使用。，电子电话交换机投入使用。19721972年年，摩托罗拉公司为，摩托罗拉公司为FCCFCC演示蜂窝电话系统。演示蜂窝电话系统。 Federal Communications

21、 Commission美国联邦通讯委员会简称FCC19761976年年，出现个人计算机。，出现个人计算机。19791979年年，6464KBKB随机存储器的出现宣告超大规模集成（随机存储器的出现宣告超大规模集成（VLSIVLSI）电路时代的电路时代的到来。到来。19801980年年，贝尔公司推出，贝尔公司推出FT3FT3光纤通信系统。光纤通信系统。19851985年年，传真机（，传真机（FAXFAX）广泛使用。广泛使用。19891989年年，卫星全球定位系统（，卫星全球定位系统（GPSGPS）完成部署完成部署 。19951995年年，互联网（，互联网（InternetInternet）及及WW

22、WWWW浏览广泛流行。浏览广泛流行。20002000年至今年至今，进入基于微处理器的数字信号处理、高速个人计算机、扩，进入基于微处理器的数字信号处理、高速个人计算机、扩频通信系统、数字卫星系统、数字电视、数字广播以及个人通信系频通信系统、数字卫星系统、数字电视、数字广播以及个人通信系统时代。统时代。18711871年年，英国、俄罗斯、丹麦敷设的香港至上海、长崎至上海的水线，英国、俄罗斯、丹麦敷设的香港至上海、长崎至上海的水线，全长全长22372237海里。于海里。于18711871年年4 4月，违反清政府不得登陆的规定，由丹麦月，违反清政府不得登陆的规定，由丹麦大北电报公司出面，秘密从海上将海

23、缆引出，沿扬子江、黄浦江敷设大北电报公司出面，秘密从海上将海缆引出，沿扬子江、黄浦江敷设到上海市内登陆，并在南京路到上海市内登陆，并在南京路1212号设立报房。于号设立报房。于18711871年年6 6月月3 3日开始日开始通报。这是帝国主义入侵中国的第一条电报水线和在上海租界设立的通报。这是帝国主义入侵中国的第一条电报水线和在上海租界设立的电报局。电报局。 18751875年年，福建巡抚丁日昌积极倡导创办电报。，福建巡抚丁日昌积极倡导创办电报。18751875年在福建船政学堂年在福建船政学堂附设了电报学堂，培训电报技术人员。这是中国第一所电报学堂。附设了电报学堂，培训电报技术人员。这是中国第

24、一所电报学堂。 18991899年年，我国最早使用无线电通信的地区是广州。早在，我国最早使用无线电通信的地区是广州。早在18991899年，就在广州督署、马口、前山、威远等要塞以及年，就在广州督署、马口、前山、威远等要塞以及广海、宝壁、龙骧（广海、宝壁、龙骧（xing）、江大、江巩等江防军舰上）、江大、江巩等江防军舰上设立无线电机。设立无线电机。19081908年年，英商在上海英租界的汇中旅馆私设了一部无线，英商在上海英租界的汇中旅馆私设了一部无线电台，与海上船舶通报。后由清政府收买，移装到上海电台，与海上船舶通报。后由清政府收买，移装到上海电报总局内，这是上海地区最早的无线电台。电报总局内，

25、这是上海地区最早的无线电台。19211921年年1 1月月7 7日日，中国加入国际电报公约，中国加入国际电报公约19331933年年, ,中国电报通信首次使用打字电报机中国电报通信首次使用打字电报机新中国成立后新中国成立后19501950年年1212月月1212日日，我国第一条有线国际电话电路，我国第一条有线国际电话电路-北京北京至莫斯科的电话电路开通。经由苏联转接通往东欧各国至莫斯科的电话电路开通。经由苏联转接通往东欧各国的国际电话电路也陆续开通。的国际电话电路也陆续开通。19581958年年，上海试制成功第一部纵横制自动电话交换机，上海试制成功第一部纵横制自动电话交换机 ，第一套国产明线第

26、一套国产明线1212路载波电话机研制成功路载波电话机研制成功 19701970年年，我国第一颗人造卫星（东方红，我国第一颗人造卫星（东方红1 1号）发射成功。号）发射成功。19841984年年5 5月月1 1日日，广州用，广州用150150MHzMHz频段开通了我国第一个数频段开通了我国第一个数字寻呼系统。程控中文电报译码机通过鉴定并推广使用字寻呼系统。程控中文电报译码机通过鉴定并推广使用。首次具备国际直拨功能的编码纵横制自动电话交换机。首次具备国际直拨功能的编码纵横制自动电话交换机（HJ09HJ09型）研制成功。型）研制成功。19871987年年1111月月，广州开通了我国第一个移动电话局，

27、首批，广州开通了我国第一个移动电话局，首批用户有用户有700700个。个。 - -我国第一个我国第一个160160人工信息台在上海投入人工信息台在上海投入使用。使用。19931993年年9 9月月1919日日, ,我国第一个数字移动电话通信网在浙江我国第一个数字移动电话通信网在浙江省嘉兴市首先开通。省嘉兴市首先开通。19981998年年5 5月月1515日日，北京电信长城，北京电信长城CDMACDMA网商用试验网网商用试验网-133-133网，在北京、上海、广州、西安投入试验。网，在北京、上海、广州、西安投入试验。1.4 1.4 通信技术发展概况通信技术发展概况* *塞缪尔塞缪尔莫尔斯莫尔斯（

28、Samuel Finley Breese Morse，1791-1872） 作为一名画家是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。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。杰克逊是波士顿城的一位医生，也是一位电学博士。闲聊中，杰克逊把话题转到电磁感应现象上。从此，莫尔斯走上了科学发明的崎岖道路。 为了维持生活，莫尔斯于1836年不得不重操旧业，担任纽约大学艺术及设计教授。课余时间，他仍然继续从事电报发明工作。终于在1837年9月4日，莫尔斯制造出了一台电报机。1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里

29、，进行电报发收试验。年过半百的莫尔斯在预先约定的时间，兴奋地向巴尔的摩发出人类历史上的第一份电报。他的助手很快收到那份只有一句话的电报：“上帝创造了何等的奇迹!”出生于美国爱丁堡，早年研究声学。21岁时在伦敦大学攻读生理解剖学。 1871年迁居加拿大。24岁时又移民美国，后加入美国国籍。 1872年起任波士顿大学语言生理学教授。在此时期，曾从事利用电流传送声音的研究。 1876年3月10日，他发明了有线电话，贝尔通过送话机与实验室的助手沃森首次通话成功。 1877年，建成从波士顿到纽约（300多公里）之间长距离电话线通话。第一份用电话发出的新闻电讯稿被发送到波士顿世界报，标志着电话为公众所采用

30、。 1878年，贝尔电话公司正式成立。（1847-1922）美国电话发明者 1876年3月10日，美国发明家贝尔发明世界上第一部电话，并获美国专利局批准的电话专利。这是2005年8月11日拍摄的美国新泽西州默里山贝尔实验室博物馆内的世界第一部电话。 麦克斯韦麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家，经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。19世纪最美妙的科学发现电磁场理论的完成者，并且预言了电磁波的存在。 麦克斯韦1831年6月13日出生于爱丁堡。16岁时进入爱丁堡大学，三年后转入剑桥大学学习数学，1854年毕业并留校任教，两年后到苏格兰的马里沙耳学院任自然哲学教授，1860年到伦敦

31、国王学院任教，1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室，并任第一任主任。1879年11月5日在剑桥逝世。 麦克斯韦在物理学中的最大贡献是建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。而这种理论预见后来得到了充分的实验证实。1873年，麦克斯韦完成巨著电磁学通论，这是一部可以同牛顿的自然哲学的数学原理相媲美的书，具有划时代的意义，是牛顿以后科学史上的又一座丰碑。麦克斯韦麦克斯韦( (James Clerk James Clerk Maxwel1831Maxwel18311879)1879)英国物英国物理学家理学家 麦克斯韦在电磁学实验方面也有重要贡献。他建立了实验验证的严格理论，

32、并重复卡文迪许的实验，将实验精度提高了3个数量级。他的验证理论成为后世精确验证静电力平方反比定律的依据。此外他还发明了麦克斯韦电桥。 麦克斯韦在分子动理论方面的功绩也是不可磨灭的。他运用数学统计的方法导出了分子运动的麦克斯韦速度分布律。还研究过土星的光环和视觉理论，创立了定量色度学。 麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。他善于从实验出发，经过敏锐的观察思考，应用娴熟的数学技巧，从缜密的分析和推理，大胆地提出有实验基础的假设，建立新的理论，再使理论及其预言的结论

33、接受实验检验，逐渐完善，形成系统、完整的理论。特别是汤姆孙W卓有成效地运用类比的方法使麦克斯韦深受启示，使他成为建立各种模型来类比研究不同物理现象的能手。在他的电磁场理论的三篇论文中多次使用了类比研究方法，寻找到了不同现象之间的联系，从而逐步揭示了科学真理。 麦克斯韦严谨的科学态度和科学研究方法是人类极其宝贵的精神财富。赫兹赫兹（1857-1857-18941894）德国）德国物理学家物理学家赫兹赫兹生于汉堡。早在少年时代就被光学和力学实验所吸引。十九岁入德累斯顿工学院学工程，由于对自然科学的爱好，次年转入柏林大学，在物理学教授亥姆霍兹指导下学习。1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。1889年

34、，接替克劳修斯担任波恩大学物理学教授，直到逝世。 赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。 1888年1月，赫兹将这些成果总结在论动电效应的传播速度一文中。赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。 1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。为了纪念他在电磁波发现中的卓越贡献，后人将频率的单位命名为赫兹。n设消息中所含的信息量为设消息中所含的信息量为I I，消息出现的概率为，消息出现的概率为P(X)，则它们之间的关系为，则它们之

35、间的关系为()( )1Iloglog PPaaXx 其中对数底其中对数底a决定信息量的单位，若决定信息量的单位，若a=2，I的单的单位为比特（位为比特（bit）；若）；若a=e，I的单位为奈特的单位为奈特（nit）；若）；若a=10，I的单位为十进制单位。的单位为十进制单位。2、若干个独立事件构成的消息，总信息量就是若、若干个独立事件构成的消息，总信息量就是若干个独立事件的信息量的总和干个独立事件的信息量的总和。 nM=2M=2时，且两种状态出现的概率相等（等概率），时，且两种状态出现的概率相等（等概率），即即 ，则信息量为，则信息量为 nM2M2时，即时，即M M个状态等概率出现，个状态等概

36、率出现， ，则信息量为，则信息量为n如果如果M M是是2 2的幂次，即的幂次，即 ，则，则12P(x) 221Iloglog 21()1/2bit1MP(x) 221Iloglog M(bit)1/MkM2k22Ilog Mlog 2k(bit)3 3、等概率出现的离散消息的度量、等概率出现的离散消息的度量设离散消息源是一个有n个符号组成的集合 ，符号集中的每一个符号 在消息中是按一定概率独立出现的 ，设符号集中各符号出现的概率为 ，并且有 ixiP(x )12n12nx ,x ,xP(x ),P(x ),P(x )nii 1P(x )14 4、非等概率情况下的离散消息的度量、非等概率情况下的

37、离散消息的度量则则 所包含的信息量分别是所包含的信息量分别是 则每个符号所包含信息量的则每个符号所包含信息量的为为12nx ,x ,x21222nlog P(x ), log P(x ), log P(x )121222n2nH P(x ) log P(x )P(x ) log P(x )P(x ) log P(x )ni2ii 1P(x )log P(x )(/bit 符号）消息传输的 “速度速度”，即在给定信道内能传输信 息内容的多少内容的多少消息传输的 “质量质量”，即在给定的信道内消息传递的准确程度准确程度 有效性和可靠性指标既相互矛盾矛盾又相互联系联系还可以互换互换。通信的任务是通信

38、的任务是: : 传递信息传递信息传输信息的传输信息的和和是通信系统的是通信系统的最主要最主要的技术指标的技术指标n下面来看对模拟和数字系统的要求。 n有效性有效性可用来度量。（注意：调制方式不同，带宽也不同）n可靠性可靠性用来度量。不同调制方式在同样信道信噪比下所得到的最终解调后的信噪比是不同的。 如调频信号抗干扰能力比调幅好，但调频信号所需传输频带却宽于调幅。 转换成转换成2 2个指标：个指标： 1.1.信息信息传输速率传输速率（）；2差错率差错率（） a a、码元传输速率码元传输速率： RS 单位时间内传输的码元个数，或波形个数 单位：波特（波特（B）或 baud, 如4800码元/s4800Bb b、: : 简称传信率，又称比特率等简称传信率，又称比特率等 Rb单位时间内传输的平均信息量或比特数， 单位：比特比特/秒秒,可记做 bit/s，bps，或或b/sc、： 对对N N进制由以下关系进制由以下关系 RbRS log2 N (bit/s) ， 对于二进制时，对于二进制时，数字消息的信息速率单位用数字消息的信息速率单位用bit/s(bit/s(比特比特/ /秒秒) ) ，若二进制数字，若二进制数字0 0、1 1等概率等概率出