通信原理-chapter1.part特别感谢教授

第一章概论 特别感谢 教1 1.5信息及其量 本章第二个问题如何量化‘信21.5.0：日常‘信息’：meaningofa 3土豆（05/11）和优酷网（06/10）对于投资来说获得‘information’=去除‘不确定性‘不确定性’用‘Probability’概率衡量 那那么，信息量和Probability概率的联反比的关系: 升起），信息量为0。P(x)→1时，I p(而习惯思维方式，‘中国足球’的信息+‘

I

ap( 检查一下

p(x) I底数

p(x) II[p(x1)p(x1)]I[p(x1)]I[p(x1)]IIa1p(a=2时，信息量的单位为比特a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫十进制（手），二十进制（手脚），11和12进制衡量 ’信息量–【例】设二进制离散信源，以相等的概率发送数字0或1，则信源每个输出的息含量I

2

如果P=1/4，信息量为2如果M个波形等概率（P=1/M）发

I

logM21/ RRbRBlog2M(bits/概概率是离散的，因此称为离散信息量7 ’信息量–【例】设英文字母c、e、、x出现的概率分别为0.023、0.105、0.001、试分别求出它们的信息I(c)log20.0235.44(e)log20.1053.25I(o)log 0.0019.97 sehglsehgldboivacknxlmrp8信源Source可发出n种不同符号每个符号出现概率为P(xi)，且有概率值和为信源的平均信息量（熵entropyHH(x)P(x1)[log2P(x1)]P(xM)[log2P(xMp(xi)log2p(xi)(bits/n当信源中每个符号等概独立出现时，此时信源的熵有最大91.5.2【例】一离散信源由0，1，2，3四个符号组成，它们出现的概率分别为1/4，1/4，1/8，且每个符号都是独立出现。试求某消息 0解每个符号的平均信息H3log31 11log11log 2

2

2 21.6bits/共57个符号，则该消息所含总信息量I=57×1.906=108.64离散信息H(x)P(x1)[log2 P(xM)[log2P(xMnp(xi)log2()bits/n连续信息量对于连续消息的信息量可以用概率密度H(x) f(x)log2f(x)xbits/式中f(x)表示连续消息出现的概率Ia1p(Ia1p(信息量：概率的角平均信息量（熵

（a=2时，单位HH(x)P(x1)[log2 P(xM)[log2P(xMn(Symbol信息率(bit

1(BaudR R R log M(b/R （M进制等概的信号1.6信本章第三个问题介绍信道及其特衡量信道容量狭义信道：媒介广义信道调制信道：研究‘调制’模块的性能编码信道：研究‘信道编码’模块的性能为研究问题而抽象出来一个模型 编码信

传输01010等数字序列。关心信道是否使数字信号相互干扰 finitememory)：指信道中码元传输是非独 编码信道：输入/输出的是离散的数字序列。由于信道噪声或其他因影响，将导致输出数字序列发生错误 图：二进制编码信道模型(无输入、输出数字序列之间关系用一组转移概率（条件概率）来表无编码信道：信道前后码元的传输是统计独立的，不依靠其他码元

推广到多进制无编码信道模型……

……

P(yj/xi)：发送xi条件下接收出现yj的概率，也即将xi转移为yj的概率。则，编码信道模型要复杂得道转移概率表示式也将变得很复（级联的系统，级数等于相关程度调制信

MODEM发送的是代表数字信号的‘波形’，关心波形受信道的影响。从这个角度上分：恒参信道：信道的参数不随时间变化或者变化相当缓慢随参信道：信道的参数可能随时间变化 RF通信（信道线性时变系统 信道有‘时变’的延迟信号有‘时变’的损耗（损耗可以FrequencyReuse，所以是CellularNewYorkCity:每个圆柱体顶点都是 Chicago:右边那个tower负责跨河（maxpower+beam 图：UTP对称电缆同一保护套内有许多对相互绝缘的双导线

图：STP铝或铜，直径为0.4-1.4mm。为了减小各线对之间的相互干传输损耗比较大。但传输特性比较稳定，并且价格便宜主要用于市话中继线路和用户线路。许多局域网也采用高等级的UTP22绝缘塑料外绝缘塑料外外层导体层内层导体有线电视网络(CABLE)）由同轴的两个导体构成，外导体是一）芯四组B1芯四线A2芯1芯芯42芯3芯四组B1芯四线A2芯1芯芯42芯3是金属线，它们之间芯芯芯 芯芯芯芯芯4 ：有芯芯芯 芯芯芯芯芯4芯芯芯芯芯芯电视：无芯芯芯芯芯芯 线路类频率范围信号衰电磁干UTP电高STP电高小同轴电低小目前。最先进的技术只能使六类双绞线传输达到350M（理论值明线由电杆支持架于地面上的导线用于传送电报、、传真等同一杆的各对导线，由于长距离平行架挂，会因电磁感应产图：老城与电缆相比，传输损耗低，但易受气候和天气影响，对外界噪声干扰较敏感，已逐渐被电缆代替。埋在。

每隔一定距离将一对导线的两根交换挂设位置，可使串音相互抵-n2n2n2光由华裔科学家发明

图：2009Nobel优点：损耗低，频带宽，线径细，重量轻，可弯曲半径小，不怕腐蚀节省有色金属以及不受电磁干扰等 1.6.2调制信道.图：2010传输容量大、长途传输质量稳定。被广泛用来传输多 及电视等微波频段的频率范围一般在几百兆赫至几十G赫，因在自由空间沿视传输，所以稳定两点间的传输距离一般为30-50km BA 中继信道：利用人造作为中BA站构成的通信信道