通信原理-chapter1.part特別感謝教授

第一章概論 特別感謝 教1 1.5信息及其量 本章第二個(gè)問(wèn)題如何量化‘信21.5.0：日?！畔ⅰ簃eaningofa 3土豆（05/11）和優(yōu)酷網(wǎng)（06/10）對(duì)于投資來(lái)說(shuō)獲得‘information’=去除‘不確定性‘不確定性’用‘Probability’概率衡量 那那么，信息量和Probability概率的聯(lián)反比的關(guān)系: 升起），信息量為0。P(x)→1時(shí)，I p(而習(xí)慣思維方式，‘中國(guó)足球’的信息+‘

I

ap( 檢查一下

p(x) I底數(shù)

p(x) II[p(x1)p(x1)]I[p(x1)]I[p(x1)]IIa1p(a=2時(shí)，信息量的單位為比特a=10時(shí)，信息量的單位為十進(jìn)制單位，叫十進(jìn)制（手），二十進(jìn)制（手腳），11和12進(jìn)制衡量 ’信息量–【例】設(shè)二進(jìn)制離散信源，以相等的概率發(fā)送數(shù)字0或1，則信源每個(gè)輸出的息含量I

2

如果P=1/4，信息量為2如果M個(gè)波形等概率（P=1/M）發(fā)

I

logM21/ RRbRBlog2M(bits/概概率是離散的，因此稱(chēng)為離散信息量7 ’信息量–【例】設(shè)英文字母c、e、、x出現(xiàn)的概率分別為0.023、0.105、0.001、試分別求出它們的信息I(c)log20.0235.44(e)log20.1053.25I(o)log 0.0019.97 sehglsehgldboivacknxlmrp8信源Source可發(fā)出n種不同符號(hào)每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率為P(xi)，且有概率值和為信源的平均信息量（熵entropyHH(x)P(x1)[log2P(x1)]P(xM)[log2P(xMp(xi)log2p(xi)(bits/n當(dāng)信源中每個(gè)符號(hào)等概獨(dú)立出現(xiàn)時(shí)，此時(shí)信源的熵有最大91.5.2【例】一離散信源由0，1，2，3四個(gè)符號(hào)組成，它們出現(xiàn)的概率分別為1/4，1/4，1/8，且每個(gè)符號(hào)都是獨(dú)立出現(xiàn)。試求某消息 0解每個(gè)符號(hào)的平均信息H3log31 11log11log 2

2

2 21.6bits/共57個(gè)符號(hào)，則該消息所含總信息量I=57×1.906=108.64離散信息H(x)P(x1)[log2 P(xM)[log2P(xMnp(xi)log2()bits/n連續(xù)信息量對(duì)于連續(xù)消息的信息量可以用概率密度H(x) f(x)log2f(x)xbits/式中f(x)表示連續(xù)消息出現(xiàn)的概率Ia1p(Ia1p(信息量：概率的角平均信息量（熵

（a=2時(shí)，單位HH(x)P(x1)[log2 P(xM)[log2P(xMn(Symbol信息率(bit

1(BaudR R R log M(b/R （M進(jìn)制等概的信號(hào)1.6信本章第三個(gè)問(wèn)題介紹信道及其特衡量信道容量狹義信道：媒介廣義信道調(diào)制信道：研究‘調(diào)制’模塊的性能編碼信道：研究‘信道編碼’模塊的性能為研究問(wèn)題而抽象出來(lái)一個(gè)模型 編碼信

傳輸01010等數(shù)字序列。關(guān)心信道是否使數(shù)字信號(hào)相互干擾 finitememory)：指信道中碼元傳輸是非獨(dú) 編碼信道：輸入/輸出的是離散的數(shù)字序列。由于信道噪聲或其他因影響，將導(dǎo)致輸出數(shù)字序列發(fā)生錯(cuò)誤 圖：二進(jìn)制編碼信道模型(無(wú)輸入、輸出數(shù)字序列之間關(guān)系用一組轉(zhuǎn)移概率（條件概率）來(lái)表無(wú)編碼信道：信道前后碼元的傳輸是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，不依靠其他碼元

推廣到多進(jìn)制無(wú)編碼信道模型……

……

P(yj/xi)：發(fā)送xi條件下接收出現(xiàn)yj的概率，也即將xi轉(zhuǎn)移為yj的概率。則，編碼信道模型要復(fù)雜得道轉(zhuǎn)移概率表示式也將變得很復(fù)（級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)，級(jí)數(shù)等于相關(guān)程度調(diào)制信

MODEM發(fā)送的是代表數(shù)字信號(hào)的‘波形’，關(guān)心波形受信道的影響。從這個(gè)角度上分：恒參信道：信道的參數(shù)不隨時(shí)間變化或者變化相當(dāng)緩慢隨參信道：信道的參數(shù)可能隨時(shí)間變化 RF通信（信道線(xiàn)性時(shí)變系統(tǒng) 信道有‘時(shí)變’的延遲信號(hào)有‘時(shí)變’的損耗（損耗可以FrequencyReuse，所以是CellularNewYorkCity:每個(gè)圓柱體頂點(diǎn)都是 Chicago:右邊那個(gè)tower負(fù)責(zé)跨河（maxpower+beam 圖：UTP對(duì)稱(chēng)電纜同一保護(hù)套內(nèi)有許多對(duì)相互絕緣的雙導(dǎo)線(xiàn)

圖：STP鋁或銅，直徑為0.4-1.4mm。為了減小各線(xiàn)對(duì)之間的相互干傳輸損耗比較大。但傳輸特性比較穩(wěn)定，并且價(jià)格便宜主要用于市話(huà)中繼線(xiàn)路和用戶(hù)線(xiàn)路。許多局域網(wǎng)也采用高等級(jí)的UTP22絕緣塑料外絕緣塑料外外層導(dǎo)體層內(nèi)層導(dǎo)體有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)(CABLE)）由同軸的兩個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成，外導(dǎo)體是一）芯四組B1芯四線(xiàn)A2芯1芯芯42芯3芯四組B1芯四線(xiàn)A2芯1芯芯42芯3是金屬線(xiàn)，它們之間芯芯芯 芯芯芯芯芯4 ：有芯芯芯 芯芯芯芯芯4芯芯芯芯芯芯電視：無(wú)芯芯芯芯芯芯 線(xiàn)路類(lèi)頻率范圍信號(hào)衰電磁干UTP電高STP電高小同軸電低小目前。最先進(jìn)的技術(shù)只能使六類(lèi)雙絞線(xiàn)傳輸達(dá)到350M（理論值明線(xiàn)由電桿支持架于地面上的導(dǎo)線(xiàn)用于傳送電報(bào)、、傳真等同一桿的各對(duì)導(dǎo)線(xiàn)，由于長(zhǎng)距離平行架掛，會(huì)因電磁感應(yīng)產(chǎn)圖：老城與電纜相比，傳輸損耗低，但易受氣候和天氣影響，對(duì)外界噪聲干擾較敏感，已逐漸被電纜代替。埋在。

每隔一定距離將一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的兩根交換掛設(shè)位置，可使串音相互抵-n2n2n2光由華裔科學(xué)家發(fā)明

圖：2009Nobel優(yōu)點(diǎn)：損耗低，頻帶寬，線(xiàn)徑細(xì)，重量輕，可彎曲半徑小，不怕腐蝕節(jié)省有色金屬以及不受電磁干擾等 1.6.2調(diào)制信道.圖：2010傳輸容量大、長(zhǎng)途傳輸質(zhì)量穩(wěn)定。被廣泛用來(lái)傳輸多 及電視等微波頻段的頻率范圍一般在幾百兆赫至幾十G赫，因在自由空間沿視傳輸，所以穩(wěn)定兩點(diǎn)間的傳輸距離一般為30-50km BA 中繼信道：利用人造作為中BA站構(gòu)成的通信信道