复旦周小林信息论1绪论

复旦周小林信息论1绪论第一页，共41页。2第二页，共41页。数字通信应用场合3第三页，共41页。WirelessCommunicationsSolutionSchemesCellular:GSM/CDMA/WCDMA/CDMA2000/TDS-CDMASatellitecommunicationsWIFI(基于IEEE802.11b标准的无线局域网):802.11b/g/a/nWIMAX:802.16a/802.16短距离无线通信BluetoothZigbeeUWBLMDS(LocalMultipointDistributionServices，本地多点分配业务)4第四页，共41页。UWB5第五页，共41页。应用例子

第四代移动通信

4GMobileSystem6第六页，共41页。应用例子

第四代移动通信

4GMobileSystem7第七页，共41页。试验系统包括:接入点(AP)天线和射频前端每个AP有4个天线功能发射/接受ROF信号计算单元（ComputingUnit）基带信号处理和控制信号处理通过光纤和3个AP接入电相连，能够处理多天线MIMO信号与CUC有接口连接到INTERNET网络计算单元控制器（ComputingUnitController）连接2个CU单元负责无线资源调度和控制移动终端（MobileTerminal）每个MT有4个天线试验系统配置应用例子超三代移动通信Beyond3Gmobilesystem8第八页，共41页。反恐排爆机器人无线传输子系统框图应用例子反恐排爆机器人无线传输子系统9第九页，共41页。应用例子光无线MIMO-OFDM系统10第十页，共41页。USEWIFI和IP技术应用例子医学图像实时传输11第十一页，共41页。

数字通信系统的组成信源信源编码信道编码调制（信道编码）传输信道信源解码解调信道解码信宿12第十二页，共41页。数字通信系统的组成

信源编码：模拟信号转变为数字信号；信号压缩处理；信号的高效率编码。

信道编码：检错、纠错编码，提高信号抗干扰能力；信息加密，防止信息被窃取。调制变换：波形编码，信号调制，使基带信号适合在特定的道中传输。

传输媒介：有线、无线信道，网络交互设备。

解调、信道译码、信源译码：对信号作上述处理相反对变换。13第十三页，共41页。相关信息介绍在它位于慕尼黑市的实验室里，通过将一个智能天线系统与OFDM（正交频分复用）技术的结合，达到了1Gbps的无线传输速度。系统参数：5GHz频段，带宽为100MHz。中国CDMA网，网络总容量将达5000万户，整体市场规模将达到5000亿元人民币。市场研究公司JuniperResearch日前发表的研究报告称，到2013年，全球移动WiMAX用户将达到8000万，年收入将超过230亿美元。相关公司介绍高通：CDMA技术领域的先驱、拥有600项核心技术专利

Intel华为爱立信诺基亚西门子阿尔卡特朗讯…14第十四页，共41页。第1章绪论信息论的形成与发展通信系统的模型15第十五页，共41页。第1章绪论16第十六页，共41页。1.1信息论的形成与发展信息论的发展过程1924年，HNyquist，信息率与带宽联系1928年，RVHartley,引入非统计信息量1936年，EHArmstrong，带宽与抗干扰能力1936年，HDudley,发明声码机40年代初，NWiener,“控制论”1948年，Shannon,“信息论”

“Amathematicaltheoryofcommunications”信息时代的里程碑50年代开始，IRE成立信息论组，出版信息论汇刊17第十七页，共41页。1.1信息论的形成与发展信息论的形成与发展1959年，Shannon,信源压缩编码理论，“Codingtheoremforadiscretesourcewithafidelitycriterion”1961年，Shannon,“双路通信信道”，多用户理论1972年，Cover,广播信道18第十八页，共41页。1.1信息论的形成和发展三大定理无失真信源编码定理（第一极限定理）信道编码定理（第二极限定理）限失真信源编码定理（第三极限定理）

Shannon信息论：在噪声环境下，可靠地、安全地、有效地传送信息理论

----狭义信息论19第十九页，共41页。1.1信息论的形成和发展信息定义广义定义：信息是物质的普遍属性，所谓物质系统的信息是指它所属的物理系统在同一切其他物质系统全面相互作用（或联系）过程中，以质、能和波动的形式所呈现的结构、状态和历史概率信息：信息表征信源的不定度，但它不等同于不定度，而是为了消除一定的不定度必须获得与此不定度相等的信息量20第二十页，共41页。1.1信息论的形成和发展21第二十一页，共41页。1.1信息论的形成和发展信息性质信息是无形的信息是可共享的信息是无限的信息是无所不在的信息是可度量的22第二十二页，共41页。1.1信息论的形成和发展23第二十三页，共41页。1.1信息论的形成和发展信息信息与消息、信号比较

消息是信息的数学载体、信号是信息的物理载体信号：具体的、物理的消息：具体的、非物理的信息：非具体的、非物理的24第二十四页，共41页。信息的定义和性质信息、消息、信号信号最具体，它是一物理量，可测量、可显示、可描述，同时它又是载荷信息的实体信息的物理层表达消息是具体的、非物理的，可描述为语言文字、符号、数据、图片，能够被感觉到，同时它也是信息的载荷体。是信息论中主要描述形式信息的数学层表达25第二十五页，共41页。信息的定义和性质信息、消息、信号信息是抽象的、非物理的，是哲学层表达。26第二十六页，共41页。信息的定义和性质信息是具体信号与消息的内涵，是信号载荷的内容，是消息描述的对象。反过来，信号则是信息在物理表达上的外延，消息则是信息在数学表达上的外延。同一信息，可以采用不同形式的物理量来载荷，也可以采用不同的数学描述方式。同样，同一类型信号或消息也可以代表不同内容的信息。27第二十七页，共41页。信息传输的变革28第二十八页，共41页。信息的定义和性质信息是具体信号与消息的内涵，是信号载荷的内容，是消息描述的对象。反过来，信号则是信息在物理表达上的外延，消息则是信息在数学表达上的外延。同一信息，可以采用不同形式的物理量来载荷，也可以采用不同的数学描述方式。同样，同一类型信号或消息也可以代表不同内容的信息。29第二十九页，共41页。香农信息论的三个观点30第三十页，共41页。香农信息论的三个观点31第三十一页，共41页。32第三十二页，共41页。33第三十三页，共41页。34第三十四页，共41页。35第三十五页，共41页。36第三十六页，共41页。37第三十七页，共41页。38第三十八页，