通信原理_第一章概述

1、通信原理哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨工程大学信息与通信工程学院通信工程系通信工程系 郭黎利郭黎利 Communication Theory 学时数：学时数： 48学时，其中学时，其中40学时理论课、学时理论课、8学时实验课学时实验课 课程性质：必修课（考试）课程性质：必修课（考试） 相关课程：高频电路、信号与系统、电磁场与电磁波相关课程：高频电路、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 移动通信、卫星通信、高频通信、光纤通信等移动通信、卫星通信、高频通信、光纤通信等 教材：教材： 通信原理通信原理 哈尔滨工程大学出版社哈尔滨工程大学出版社与本课有关的几个

2、问题与本课有关的几个问题 参考书：参考书： 樊昌信等编著樊昌信等编著通信原理通信原理国防工业出版社国防工业出版社 南利平编著南利平编著通信原理简明教程通信原理简明教程清华大学出版社清华大学出版社 罗新民等译罗新民等译数字与模拟通信系统数字与模拟通信系统电子工业出版社电子工业出版社 其他教材、教学指导书及习题解答其他教材、教学指导书及习题解答 基本要求：基本要求：与本课有关的几个问题与本课有关的几个问题 课程目的和任务：课程目的和任务： 本课程通过讲述通信基本模型、通信信道、模拟通信本课程通过讲述通信基本模型、通信信道、模拟通信系统、数字基带传输系统、数字频带传输系统、同步等内系统、数字基带传输

3、系统、数字频带传输系统、同步等内容，使学生了解各种通信系统的基本组成，掌握通信系统容，使学生了解各种通信系统的基本组成，掌握通信系统的基础理论和工作原理。希望学生通过学习，具有进行现的基础理论和工作原理。希望学生通过学习，具有进行现代通信技术研究、开发和通信工程设计与调测能力。本课代通信技术研究、开发和通信工程设计与调测能力。本课程以讲授数字通信为主，并通过实践环节提高学生的实际程以讲授数字通信为主，并通过实践环节提高学生的实际操作能力。操作能力。 与本课有关的几个问题与本课有关的几个问题第一章第一章 绪论绪论 引言引言 通信系统的组成通信系统的组成 通信系统的分类与通信方式通信系统的分类与通

4、信方式 信息及其度量信息及其度量 通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标 小结小结我们所知道的通信我们所知道的通信古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信古代：烽火狼烟、击鼓鸣金、摇旗呐喊、飞鸽传信 这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通信问题。这些通信方法和手段只能极其有限地解决一定距离的通信问题。 我们的先人常以无法实时互通的浪漫诗句和思念之情来代替通信。我们的先人常以无法实时互通的浪漫诗句和思念之情来代替通信。 现代：电话、电视、广播、邮政、因特网、其他方式现代：电话、电视、广播、邮政、因特网、其他方式 目前的这些现代的通信方法和手段已为我们大家所熟目前的这些现代的通

5、信方法和手段已为我们大家所熟知，并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随知，并成为我们社会生活中一个不可或缺的组成部分。随着科学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高。着科学技术与社会的发展，对通信的要求也越来越高。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TEMPEL1TEMP

6、EL1在距地球在距地球1.321.32亿公里亿公里处相撞，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球（延时大约处相撞，并将观测到的宝贵图像和数据传回地球（延时大约7474分分钟）。钟）。海上舰船通信海上舰船通信 海上舰船通信海上舰船通信 对空通信、卫星通信对空通信、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、数据、内部通信（语音、数据、图像）图像）甲板话音通信甲板话音通信 通信的目的：传递消息通信的目的：传递消息 通信的表达形式：语言、文字、图象、数据等通信的表达形式：语言、文字、图象、数据等 实现通信的方式：声、光、

7、电、磁等实现通信的方式：声、光、电、磁等1.1 1.1 引言引言语音声光文字图形消息电数据磁状态其他媒质（如气味、触觉等）通信的定义：通信的定义：通信就是消息的传递通信就是消息的传递。（当今通信概念中也包含了通信。（当今通信概念中也包含了通信 信号的形成、变换、检测、处理、识别等）信号的形成、变换、检测、处理、识别等）通信的发展简史通信的发展简史 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

8、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、网络最早的电通信设想最早的电通信设想 17531753年年2 2月月1717日日，苏格兰人苏格兰人杂志上发表了一封署名杂志上发表了一封署名C.MC.M的书信。的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。他建议：在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。他建议：把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与一个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属线与字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条

9、金属线与静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上的小球静电机相连接，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，从而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。起到远距离传递信息的作用。 最早的有线电报最早的有线电报18441844年年5 5月月2424日日，莫尔斯从华盛顿到巴，莫尔斯从华盛顿到巴尔的摩拍发人类历史上的第一份电尔的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报。在座无虚席的国会大厦里, ,莫莫尔斯用激动得有些颤抖的双手尔斯用激动得有些颤抖的双手, ,操操纵着他倾十余年心血研

10、制成功的电纵着他倾十余年心血研制成功的电报机报机, , 发出了发出了: :“上帝创造了何等奇上帝创造了何等奇迹迹! !”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 18751875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,Alekander Graham)(Bell,Alekander 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，仍号的门口，仍钉着块镌有：钉着块镌有：18751875年年6 6月月2 2日电话诞生

11、在这日电话诞生在这里的铜牌。里的铜牌。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（同一天另一个发明家格雷（1835-19011835-1901）也向美国专利局递交了相似设备的专利申也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请书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话发明权。话发明权。 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 18871887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

12、（HertzHertz）在实验中发）在实验中发现，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。但赫兹断然否认选用史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否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型反射通信的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。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岁的波波夫在彼德堡的岁的波波夫在彼德堡的俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关俄

13、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

14、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, ,马可尼进行横跨布里斯托尔（马可尼进行横跨布里斯托尔（BristolBristol）海峡的无线电）海峡的无线电通信取得成功，通信距离为通信取得成功，通信距离为1414公里。公里。影响通信发展的重要发明或理论影响通信发展的重要发明或理论 19061906年年,Lee Deforest,Lee 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，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成了，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成了世界上

15、第一台有实用价值的电视机。世界上第一台有实用价值的电视机。19411941年年，John V.AtanasoffJohn V.Atanasoff在衣阿华州立大学发明数字计算在衣阿华州立大学发明数字计算机。机。 19471947年年，贝尔实验室的，贝尔实验室的Steve O.RiceSteve O.Rice给出了噪声的统计描给出了噪声的统计描述。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，Claude E.ShannonClaude E.Shannon发发表了信息论。表了信息论。著名的香农公式：著

16、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19571957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，天时代的开始， 也意味着一个利用卫星进行通信的时也意味着一个利用卫星进行通信的时代即将到来。代即将到来。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。197

17、21972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。19761976年年，出现个人计算机。，出现个人计算机。19791979年年，64KB64KB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（，

18、互联网（InternetInternet）及）及WWWWWW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。我国通信的历史我国通信的历史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，英国、俄罗斯、丹麦敷设的香港至上海、长崎至上海的水线，全长线，全长22372237海里。于海里。于18711871年年4 4月，违反清政府不得登陆

19、的规定，月，违反清政府不得登陆的规定，由丹麦大北电报公司出面，秘密从海上将海缆引出，沿扬子江、黄由丹麦大北电报公司出面，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，并在南京路浦江敷设到上海市内登陆，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日开始通报。这是帝国主义入侵中国的第一条电报水线和在上海日开始通报。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电报局。租界设立的电报局。 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年在福建船政学年在福建船政学堂附设了电报学堂，培训电

20、报技术人员。这是中国第一所电报学堂。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。 我国通信的历史我国通信的历史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、江大、江巩等江防军舰上设立无线广海、宝壁、龙骧、江大、江巩等江防军舰上设立无线电机。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，

21、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，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我国通信的历史我国通信的历史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，

22、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。我国通信的历史我国通信的历史19841984年年5 5月月1 1日日，广州用，广州用150MHz150MHz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

23、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，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于在浙我国第一个数字移动电话通信网于在浙江省嘉兴市首先开通。江省嘉兴市首先开通。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

24、安投入试验。网，在北京、上海、广州、西安投入试验。 一、通信系统模型一、通信系统模型1.2 1.2 通信系统的组成通信系统的组成基站（基站（MBS)MBS)移动用户移动用户（MSS)MSS) 信息源：信息源：把需要传输的消息转换为原始电信号；把需要传输的消息转换为原始电信号； 发送设备：发送设备：为了使这个原始信号适合在信道中传输，为了使这个原始信号适合在信道中传输，发送设备对原始信号完成某种变换，然后再送入信道；发送设备对原始信号完成某种变换，然后再送入信道； 接收设备：接收设备：接收设备的功能与发送设备的相反，它能接收设备的功能与发送设备的相反，它能从接收信号中恢复出相应的原始信息；从接收

25、信号中恢复出相应的原始信息； 噪声源：噪声源：是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各是信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表现。处的噪声的集中表现。各各 部部 分分 功功 能能1 1、消息的分类消息的分类 连续消息（模拟消息）：连续消息（模拟消息）：是指消息的状态是连续是指消息的状态是连续的，如连续变化的语音、的，如连续变化的语音、图象等；图象等；二、模拟通信与数字通信系统模型二、模拟通信与数字通信系统模型ttVV离散消息（数字消息）：离散消息（数字消息）：是指消息的状态是离散是指消息的状态是离散取值的，如文字、符号、取值的，如文字、符号、数据等。数据等。 与消息的分类相对应，通

26、信系统也分为两类：与消息的分类相对应，通信系统也分为两类： 模拟通信系统模拟通信系统 数字通信系统数字通信系统 这是以信道传输信号的差异为标准的进行这是以信道传输信号的差异为标准的进行的分类，模拟信号和数字信号通常都要通过调的分类，模拟信号和数字信号通常都要通过调制形成模拟调制信号和数字信号，以适应信道制形成模拟调制信号和数字信号，以适应信道的传输特性。的传输特性。2 2、通信系统的分类、通信系统的分类通信系通信系统分类统分类模拟基带传输系统模拟通信系统模拟调制传输系统数字基带传输系统数字通信系统数字调制传输系统3 3、通信系统模型、通信系统模型模拟通信系统模型模拟通信系统模型 调制调制/ /

27、解调器的作用：频谱搬移解调器的作用：频谱搬移 数字通信系统模型数字通信系统模型信息源信源编码信道编码信道信道译码调制器信源解码解调器噪声源受信者 一般数字通信系统的收端要有同步的功能一般数字通信系统的收端要有同步的功能 按消息的物理特征分类按消息的物理特征分类1.31.3通信系统的分类与通信方式通信系统的分类与通信方式电报电话数据图像一、通信系统的分类一、通信系统的分类 随着信息与网络技术的发展，以上各种信息都随着信息与网络技术的发展，以上各种信息都 可以在统一的综合业务通信网中传送。可以在统一的综合业务通信网中传送。连续波调制连续波调制 按调制方式分类按调制方式分类AMSSBDSBVSBFM

28、PMASKFSKPSKDPSKQAMMSK常规幅度调制单边带调制线性调制双边带调制残留边带调制频率调制非线性调制相位调制振幅键控频移键控数字调制相移键控、其他高效数字调制、等 脉冲调制脉冲调制 PAMPDMPPMPCMDMMDPCM脉幅调制脉冲模拟调制 脉宽调制脉位调制脉码调制脉冲数字调制 增量调制（）差分脉码调制按信号特征分类按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统按传输媒介分类按传输媒介分类有线通信系统无线通信系统按信号复用方式分类按信号复用方式分类频分复用通信系统时分复用通信系统码分复用通信系统 点对点之间的通信点对点之间的通信，如常用的电话、对讲机等；，如常用的电话、对讲机等； 点对面的

29、通信点对面的通信，如广播、电视等；，如广播、电视等； 网络中用户间的通信网络中用户间的通信，如计算机网、电话交换，如计算机网、电话交换网络等。网络等。二、通信方式二、通信方式 本课程中主要讨论本课程中主要讨论点对点之间的通信，点对点之间的通信， 因为这是其他通信方式的基础因为这是其他通信方式的基础。网络通信网络通信直通方式（点对点）分支方式（总线）环形方式（环网）交换方式 单工通信：单工通信：指消息只能单方向传输的工作方式，指消息只能单方向传输的工作方式，如广播、遥控等；如广播、遥控等； 半双工通信：半双工通信：指通信双方都能收发消息，但不指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发，只能分时工

30、作，如使用同一能同时进行收发，只能分时工作，如使用同一载频工作的无线电对讲机；载频工作的无线电对讲机； 全双工通信：全双工通信：指通信双方可同时进行收发消息指通信双方可同时进行收发消息的工作方式，如普通电话。的工作方式，如普通电话。 点对点之间的通信又可分为：点对点之间的通信又可分为：发端信道收端发端收端信道发端收端发端收端信道收端信道发端(a)单工通信方式（b）半双工通信方式（c）全双工通信方式 串序传输：串序传输：是将数字是将数字信号码元序列按时间信号码元序列按时间顺序一个一个地在信顺序一个一个地在信道中传输道中传输；串序传输与并序传输串序传输与并序传输发送设备接收设备(a)串行传输发送设

31、备接收设备（b）并行传输并序传输：并序传输：是将数字是将数字信号码元序列分割成信号码元序列分割成两路或两路以上的数两路或两路以上的数字信号码元序列同时字信号码元序列同时在信道中传输。在信道中传输。一、概念一、概念 信息：信息：在概念上与消息的意义相似，但它的在概念上与消息的意义相似，但它的含义更抽象化。信息可以理解为消息中包含有含义更抽象化。信息可以理解为消息中包含有意义的容。意义的容。 信息量：信息量：是评价传输信息多少的一种度量。是评价传输信息多少的一种度量。1.41.4信息及其度量信息及其度量1 1、度量、度量 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，消息出现

32、的概率为为 ，则它们之间的关系为，则它们之间的关系为()( )1Iloglog PPaaXx ( )Px二、信息的度量二、信息的度量其中对数底其中对数底a a决定信息量的单位，若决定信息量的单位，若a=2a=2，I I的单的单位为比特（位为比特（bitbit）；若）；若a=ea=e，I I的单位为奈特的单位为奈特（nitnit）；若）；若a=10a=10，I I的单位为十进制单位。的单位为十进制单位。2 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。 M=2M=2时，且两种状态出现的概率相等（等概率）

33、，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 M2M2时，即时，即M M个状态等概率出现，个状态等概率出现， ，则信息量为，则信息量为 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 )12n12

34、nx ,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统计平均值为则每个符号所包含信息量的统计平均值为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）一、概述一、概述 评价通信系统性能的指标有很多，包括有效性、评价通信系统

35、性能的指标有很多，包括有效性、可靠性、适应性、标准性、保密性、经济性及可靠性、适应性、标准性、保密性、经济性及可维护性等等。可维护性等等。 有效性：有效性：是指传输一定的信息量所占用的信道是指传输一定的信息量所占用的信道资源（带宽或时间）。资源（带宽或时间）。 可靠性：可靠性：是指接收信息的准确程度。是指接收信息的准确程度。1.5 1.5 主要性能指标主要性能指标 有效性：有效性：模拟通信系统的有效性用有效传输带模拟通信系统的有效性用有效传输带宽来衡量。同样的消息采用不同的调制方式，宽来衡量。同样的消息采用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。频带越窄，有效性越则需要不同的频带宽度。频带越窄，

36、有效性越好。好。 可靠性：可靠性：模拟通信系统的可靠性用接收端最终模拟通信系统的可靠性用接收端最终的信噪比来衡量。信噪比越大，通信质量越高。的信噪比来衡量。信噪比越大，通信质量越高。二、模拟通信系统的质量指标二、模拟通信系统的质量指标信噪比信噪比: S/N=: S/N=信号功率信号功率/ /噪声功率噪声功率对数形式（对数形式（S/NS/N）dBdB=10log(S/N)=10log(S/N)1、传输速率、传输速率 定义单位时间传输的码元数为码元速率定义单位时间传输的码元数为码元速率R RB B，单位，单位波特（波特（BaudBaud）。设二进制码元速率为）。设二进制码元速率为R RB2B2，N N进制进制码元速率为码元速率为R RBNBN，且有，且有2 2k k=N=N，（，（k=1k=1，2 2，3 3，），），则二进制与则二进制与N N进制码元速率的关系为进制码元速率的关系为 R RB2B2 = R = RBNBNloglog2 2N N。 定义单位时间传输的信息量为信息速率定义单位时间传输的信息量为信息速率R Rb b，以比，以比特特/ /秒（秒（bit/sbit/s）或）或bpsbps为单位。为单位。三、数字通信系统的质量指标三、数字通信系统的质量指标 在二进制下，码元速率与信息速率在在二进制下，