通信原理第一章_1课件.ppt

1.2 消息、信息和信号 1.2 消息、信息和信号 消息中不确定的内容构成信息，信息量就是对消息中这种不确定性的度量。 度量的工具就是事件的概率，即消息中的信息量与消息发生的概率密切相关，消息出现的概率越小，其中包含的信息量越大。 1.2 消息、信息和信号 ① 信息与消息的形式无关 用语音和文字发送的天气预报消息，所含信息 内容相同。 ② 信息与消息的重要程度无关 明日下雨的天气预报消息，不因该消息是军用，还是普通农民种地而含有信息量增大。 ③ 信息的多少与消息事件发生的可能性有关 “明天中午12时正常开饭”、“明天中午12时有 地震”后者听后会使人惊奇和意外，则信息量大。 或者说某些消息比另外一些消息传递了更多的 信息。 1.2 消息、信息和信号 2、信息量的计算 离散消息的信息量 设离散信息源是n个符号的集合，每个符号xi以概率P(xi)独立出现，则x1,x2… … xn包含的信息量分别为： -log2P(x1), -log2P(x2),…….., -log2P(xn) 每个符号所含（统计）平均信息量（信息的熵）为： 1.2 消息、信息和信号 离散消息的信息量 信息源的最大熵发生在每一符号等概率出现，即当P(xi)＝1/n，i＝1,2,….,n，最大熵为 -log2(1/n) (bit/符号) 独立等概率n个符号的消息可用M进制的波形来传送。 当M＝2，每个符号的信息量I= -log2(1/2)＝1 bit 当M＝2k，每个符号的信息量I= -log2(1/2k)＝k bit 1.2 消息、信息和信号 连续消息的平均信息量（相对熵） 是连续消息出现的概率密度 全双工通信 指通信双方可同时进行双向传输消息的工作方式，如普通电话、手机等。 A 信 道 B 1.3.3 数字通信系统 2）按数字信号排序分 串行传输 指将代表消息的数字信号序列按时间顺序一个接一个地在信道中传输的方式。 发 送 设 备 1 0 1 接 收 设 备 1.3.3 数字通信系统 并行传输 指将代表信息的数字信号序列分割成两路或两路以上的数字信号序列同时在信道上传输的方式。 发 送 设 备 ??? 接 收 设 备 1.3.3 数字通信系统 3）按通信网络形式分 两点间直通方式 分支方式 交换方式 终端A 终端B 转接站 终端A 终端B 终端C ??? 终端N 1.3.3 数字通信系统 交换设备 终端A 终端B 终端C 终端N 1.3.3 数字通信系统 两个主要指标: 有效性 和 可靠性 对于模拟通信 有效性和可靠性具体可用系统有效带宽和输出信噪比 (或均方误差) 来衡量。 对于数字通信 有效性和可靠性具体可用传输速率和误码率来衡量。 1.3.4 通信系统的主要性能指标 有效性指标的具体表述 数字通信系统的有效性具体可用传输速率来衡量，传输速率越高，则系统的有效性越好。 1、码元传输速率 指单位时间(每秒)内传输码元的数目，又称码元速率、传码率。单位为波特。 1.3.4 通信系统的主要性能指标 多进制(M)码元速率 RBM与二进制码元速率 RB2 的转换关系 2、信息传输速率 指单位时间(每秒)内传送的信息量，又称传信率、比特率，用Rb表示，单位 b/s 或 bps 3、消息传输速率 指单位时间(每秒)内传送的消息数，用Rm表示。 1.3.4 通信系统的主要性能指标 Rb 与 RB 之间的（数量）互换 二进制 多进制 条件：每个码元出现的概率相同，且相互独立 1.3.4 通信系统的主要性能指标 4、频带利用率η 单位频带内所实现的传输速率。 传输带宽相同时，信息传输速率越高，频带利用率越高，系统有效性越好。 1.3.4 通信系统的主要性能指标 可靠性指标的具体表述 数字通信系统的可靠性用差错率来衡量 1、码元差错率Pe（误码率） 简称误码率，指接收错误的码元数在传送总码元中所占的比例，即码元在传输系统中被传错的概率。 Pe = 单位时间内接收的错误码元数 单位时间内系统传输的总码元数(正确码元数+错误码元数) 1.3.4 通信系统的主要性能指标 2、信息差错率Pb （误比特率） 简称误信率，指接收错误的信息量在传送信息总量中所占的比例，即码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。 Pb= 单位时间内系统传输中出错(丢失)的比特数(信息量) 单位时间内系统传输的总比特数(总信息量) 1.3.4 通信系统的主要性能指标 例1 某个信息源