第一讲通信系统概述(发布版)

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1、网络技术导论张冬梅(zhangdm@bupt.edu.cn)北京邮电大学计算机学院2011/3/41课程简介教材：<<通信导论>>，北京邮电大学出版社授课时间：32课时教师联系方式：张冬梅zhangdm@bupt.edu.cn或zhangdm1@263.net2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使2用，禁止转发或用作他用课程简介主要内容第一部分（第1章至第5章）主要介绍通信的基本概念和原理第二部分（第6章至第13章）主要介绍各类基本通信系统考核方式（待定）：平时30%-40%，期末70%-60%2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使3用，禁止转发或用作他用第一章

2、通信系统概述2011/3/44主要内容1.1通信的基本概念1.2通信的发展历程1.3通信的发展趋势1.4本书概述2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使5用，禁止转发或用作他用1.1通信的基本概念1.1.1通信1.1.2通信系统1.1.3通信网络2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使6用，禁止转发或用作他用1.1.1通信通信的定义通信是传递信息的手段，即将信息从发送器传送到接收器通信的目的为了完成信息的传输和交换2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使7用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）相关概念信息：消息中包含的有意义的内容消息：信息的表现形式

3、信号：消息的载体，消息靠信号来传递2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使8用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）消息、信息和信号消息、信息与信息量1928年哈特利(R.V.H.Harley)考虑到从D个彼此不同的符号中取出n个符号并且组成一个“词”的问题；如果各个符号出现的概率相同，而且是完全随机选取的，就可以得到Dn个不同的词；取特定的一个词就对应一个信息量I；哈特利建议用nlogD这个量表示信息量，即：等概率信源的信息度量公式I=logDn=nlogD2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使9用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）消息、信息与信息量(

4、一般不等概率信源)消息中所包含信息量的大小与消息出现的概率密切相关，一个消息所表示的事件出现的概率越大，则这一消息的信息量就越小；如果一个消息所表示的事件是必然事件，则该消息所包含的信息含量为0；如果一个消息所表示的事件是不可能事件，则该消息所包含的信息含量为无穷大2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使10用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）信息对消息概率的性质递减性如果p(x1)I(x2)，I(xi)是p(xi)的单调递减函数；如果p(xi)=0，则I(xi)→∞;如果p(xi)=1，则I(xi)=0可加性由两个相对独立的事件所

5、提供的信息量，应等于它们分别提供的信息量之和：I(xiyj)=I(xi)+I(yj)2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使11用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）信源信息量的度量公式：I=log1/Pa香农理论的重要特征是熵(entropy)的概念，他证明熵与信息内容的不确定程ClaudeElwoodShannon，度有等价关系。(1916-2001)克劳德·香农贝尔实验室和MIT尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基人2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使12用，禁止转发或用作他用1.1.1通信（续）信号的时域分析信号的表示形式是时间的函数f(t)=Acos(ω

6、t+φ)信号的频域分析信号的表示形式是频率的函数f(ω)=Aπ[δ(ω+ω0)+δ(ω-ω0)]2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使13用，禁止转发或用作他用1.1.2通信系统通信系统的模型消原始传输传输原始消信息源发送设备信道接收设备受信者息电信号信号信号电信号息发送端噪声源接收端2011/3/4141.1.2通信系统（续）模拟通信系统信道中传输的是模拟信号模拟通信系统模型基带已调已调基带信息源调制器信道解调器受信者信号信号信号信号噪声源2011/3/4151.1.2通信系统（续）数字通信系统信道中传输的是数字信号数字通信系统模型2011/3/416信信源加

7、信道调息编码密编码制基基基源器器器器模带带带已噪信拟数数数调声信字字字信源道号序序信号受信源解信道解列列号信解码密解码调同步者器器器器系统信源编/译码器——模拟数字信号转换加/解密器——保密传输信道编/译码器——差错控制调制/解调器——传输、复用2011/3/4本课件仅用于北邮学生上课使17用，禁止转发或用作他用1.1.2通信系统（续）数字通信系统的特点集成化，小型化再生中继，抗干扰能力强保密性强差错控制，改善传输质量支持各种消息的传递代价：