通信原理通信原理通信原理 (98).pdf
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1、通信原理通信原理第第5章章5.1 引言引言通信(communication)=消息或信息的交流、传递、交换。信息(information)是要表示和传送的对象(本质)消息(message)是表示信息的媒体(形式)消息:语言、文字、图象、符号、声音等同一信息可以用不同的消息表示信号(signal)是携带消息、信息的某种物理量,通常是时间的函数,如电压,电流随时间的变化。通信系统(communication system)的目的是传输信息,方法是传送专门设计的信号。Remark:“消息”“信息”主要指信源输出,很多时候含义相同或接近。“信息”偏重内涵,有时特指信息论意义下的信息。“消息”偏重形态。
2、“信号”是信息的载体。可以把“消息”看作广义的信号。本课中,信号主要指电波形,但也可以是序列、向量等。通信系统的组成通信系统的组成4信息源发送设备传输媒介接收设备受信者噪声源数字信号数字信号5数字信号(digital signal)一般是脉冲序列或其他形式的信号波形。可以把来自信源的模拟信息或数字信息表示为数字信号的形式。数字传输系统数字传输系统数字通信系统也叫数字传输系统本章主要关注数字信号的基带传输实际的数字通信系统包含很多环节。下图示出了简单的点到点通信可能包含的主要环节。比特速率比特速率b、比特间隔、比特间隔b、比特能量、比特能量b数字通信系统平均每1秒钟时间内发送的比特个数称为数据速
3、率(data rate)、比特速率(bit rate)或信息速率(information rate),记为b,单位是bit/s。定义b=1b为比特间隔,表示平均每b时间发送了1个比特。数字信息通过数字信号发送。数字信号作为电信号有相应的能量、功率。比特能量b定义为数字信号的总能量平摊到每个比特之后的能量值。Remark:所传输比特的来源包括信源按均匀的间隔送来一个比特流;从缓存中读取。现代的系统主要是后一种情况,不是来一个比特马上就走一个比特。数据的传输可能是按均匀的间隔、相同的能量,逐一发送比特,一次发送传输一个比特;成组发送(多进制传输),一次发送传输多个比特。b、b、b按定义表示的是平均
4、值。无论实际发送是否成组、是否均匀,定义依然成立。比如:前10个比特用了4J的能量,后10个用了6J的能量,则按平均来说,b=5J。在信息论的语境下,“信息速率”指单位时间内的信息熵,未必等于1s时间内的二进制比特数。符号速率符号速率s、符号间隔、符号间隔s、符号能量、符号能量s数字传输系统通过发送符号(symbol)来完成比特的传输。在本章,符号主要指具体的信号波形。一个M进制符号一次可以发送一组log2个比特。例如:用4种电压 3,1,+1,+3 分别表示00、01、10、11。发送端每次发送4个电压中的某一个,收端收到一个电压便收到了2个比特。t1133符号速率s表示平均每1秒钟时间内所
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