通信原理韩庆文第二章信道与干扰(1)资料

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通信原理韩庆文同步原理
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养,只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致,是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
Байду номын сангаас

通信原理韩庆文第一章 概述

通信原理韩庆文第一章 概述
– 消息1出现的概率为4/54,消息2出现的概率为 1/54;
– 消息2包含的信息量比消息1包含的信息量大;
结论:概率越小,信息量也就越大。
A
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【例3】
• 消息1: 我们现在正在上数字通信原理课程;
– 对于在座的绝大多数同学来说,消息1不包含 任何信息量,因为这是已知的显而易见的事实 ;
– 消息1出现的概率为1;
简介
通信系统一般包括信息源、发送设 备、信道、接收设备、受信者和噪声源。 按消息传送的方向与时间关系,信息的 传输方式可分为单工通信、半双工通信 及全双工通信三种。
A
12
本教材所讲的通信就是电通信,简称为电信。
信息源:把消息转换成原始电 信号 发送设备:对原始信号完成某 种变换,以适应信道传输 信道:信号传输的通道
通信的目的是将“信息”正确、无 误地传送到目的地。通信的内容多种多 样,通信的方式越来越多。
A
3
人类
最初利用声音和肢体 语言进行交ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
远距离信息交流:
◆ 驿马 ◆ 烽火
A
4
电通信
1837年,最早的电通信
—— 莫尔斯电报系统
语言 图像
数据
文本
Point to Point
Network
给人类进步带来巨大的影响……
结论:消息的概率为1时,信息量等于0。
A
20
【例4】
• 消息1: 明天下午会下雨,下个月共有15个 晴天;
– 消息1中两个事件是不相关的独立事件,消息1 中包含的信息量是两个事件信息量之和;
结论:由多个独立事件构成的消息,其信 息量等于各独立事件所含信息量之和。
A
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《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第2章课件

《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第2章课件
幅度调制是通过改变高频载波信号的幅度,来反 映低频调制信号的变化。
调幅信号的产生
调幅信号的产生可以采用相乘器或非线性变换器 ,常用的调幅方法有普通调幅(AM)和双边带 调幅(DSB)。
调幅信号的解调
调幅信号的解调可以采用包络检波或同步检波等 解调方法。
角度调制
角度调制的基本原理
角度调制是通过改变高频载波信号的相位或频率,来反映低频调制信号的变化。
《通信原理》樊昌信 曹丽娜编著第六版课 件第2章课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 通信系统的基本概念 • 信号与频谱 • 信道与噪声 • 模拟调制系统 • 数字调制系统 • 模拟信号的数字化传输
01
通信系统的基本概 念
通信系统的组成
发送器
将信源产生的信息转换为适合 传输的信号,如调制器等。
接收器
接收信道传输的信号并将其还 原为原始信息,如扬声器、显 示器等。
信源
产生需要传输的信息的设备, 如话筒、摄像头等。
信道
传输信号的媒介,如无线电波 、光纤等。
信宿
接收并使用信息的设备或人。
通信系统的分类
有线通信
利用导线传输信号的通信方式 ,如电话线、光纤等。
由于非线性元件引起的信号波形失真 ,表现为高次谐波分量。
傅立叶变换
傅立叶变换的定义
将时域信号转换为频域信号的一种数学方法。
傅立叶变换的性质
包括线性性、时移性、频移性、对称性等。
傅立叶变换的应用
在通信、图像处理、音频处理等领域有广泛的应 用。
01
信道与噪声
信道的定义与模型
信道定义
信道是通信系统中的传输媒介,负责传输信息信号。

通信系统原理 第2章

通信系统原理 第2章

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2.1.2 信号的功率谱密度和能量谱密度
1.帕斯瓦尔(Parseval)定理 对于能量信号,在时域中计算的信号总能量, 等于在频域中计算的信号总能量。即:
1 E = f (t )dt F ( ) df 2
2 2



能量谱密度定义:
G( f ) F ( f )
2
单个矩形脉冲的能量谱密度为:
G( f ) E Sa f ( E )2 Sa 2 f
2
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2.1.2 信号的功率谱密度和能量谱密度
例:求周期为 T 、脉宽为 、幅度为 E 的周期性矩 形脉冲的功率谱密度。 解:根据前面计算结果
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2.1.1 信号的频谱和频谱密度
指数傅里叶级数表示式: E sin nt 2 E Cn Sa n 2
T nt 2 T
Cn
(a )
0
5

n
-1
0
5

(b)
图2-2 周期信号的双边幅度谱和相位谱 ( a)双边幅度谱;(b)双边相位谱
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2.1.1 信号的频谱和频谱密度
各类信号之间的关系: 确知的周期信号和随机信号是功率信号; 确知的非周期信号可能是功率信号,也可能是 能量信号。 反过来说,功率信号可以是确知的周期、非周 期信号或随机信号,能量信号是非周期信号。
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通信原理重点知识总结

通信原理重点知识总结

通信原理重点知识总结通信原理是指研究信息传输的基本原理、技术和方法的学科。

在现代社会中,通信系统扮演着至关重要的角色,涉及到电信、互联网、广播电视等各个领域。

以下是通信原理的重点知识总结。

1.通信系统的组成通信系统主要由发送端、传输介质和接收端三部分组成。

发送端负责将信息转换为信号,并通过传输介质将信号传输到接收端,接收端将信号转换为原始信息。

2.信号的表示和传输信号是一种物理量,用于携带信息。

常见的信号表示方式有模拟信号和数字信号。

模拟信号是连续变化的,可以用连续的波形表示;数字信号是离散的,只能取一些特定的值。

3.常见的调制方式调制是将数字信号转换为模拟信号的过程。

常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。

AM调制通过改变模拟信号的幅度来携带信息,FM调制通过改变信号的频率,PM调制通过改变信号的相位。

4.噪声和信噪比在通信中,噪声是指无用信号,会干扰和损坏传输的信号。

信噪比是衡量信号质量的重要指标,表示有用信号与噪声之间的比值。

信噪比越大,表示信号质量越好。

5.信道编码和解码为了提高传输的可靠性,通信系统通常会使用信道编码和解码技术。

信道编码是在发送端对原始数据进行编码,生成冗余信息;信道解码是在接收端利用冗余信息对传输过程中出现的误码进行纠正。

6.多路复用技术多路复用技术可以在同一个传输介质上同时传输多个信号。

常见的多路复用技术有时分复用(TDM)和频分复用(FDM)。

TDM将不同的信号按照时间划分,依次传输;FDM将不同的信号按照频率划分,同时传输。

7.载波通信原理在无线通信中,载波是指没有传输信息的电磁波。

载波通信利用调制技术将信息转换为载波的一个或多个特性发生变化的信号,通过无线传输。

接收端利用解调技术将信号解调为原始信息。

8.数字通信系统数字通信系统是指通过数字信号传输信息的通信系统。

数字通信系统具有抗干扰能力强、传输质量高、信息处理方便等优点。

常见的数字通信系统有以太网、数字电视、移动通信等。

通信系统原理教程(第二版) 第2章

通信系统原理教程(第二版) 第2章

=0。反之, 如果T→∞时E不存在(无穷大),而S存在,则x(t)称
为功率信号。
周期信号一定是功率信号;而非周期信号可以是功率信号, 也可以是能量信号。
2.1.2 非周期信号的频谱分析
对于非周期信号, 可有其傅里叶变换求其频谱函数, 即
x(t) 1 X ()ejtd 2π
(2-10)
求得
X () F[x(t)]


Vne jn0t e jt dt
n

V e dt
j( n0 )t
n
n

2π Vn ( n0 ) n
(2-14)
由上式可以看出,周期信号的频谱密度函数是由一系列
的冲激离散频谱构成的,这些冲激位于信号基频ω0的各次谐 波处。
其他
(2-15)
那么
XT () F[xT (t)]

xT
(t
)e

jt
dt
从而推出
X
()

2π T
XT

()
n
(

n0 )

0 XT (n0 ) ( n0 ) n
比较式(2-14)与式(2-16)可得
Vn

1 T
X T (n0 )
E x2 (t)dt x(t) 1 X ()e jtd dt



1 X ()x(t)ej(t)dt d 2π
1

X ()X () d

1 X () 2 d 2π
1
(2-16) (2-17)
2.1.4 信号的能量谱密度和功率谱密度 1. 能量信号的能量谱密度函数(帕塞瓦尔定理) 能量信号x(t)是指在时域内有始有终, 能量有限的非周期

通信原理知识总结

通信原理知识总结
第八章 同步技术
8.1 概述
8.2 载波同步
8.3 位同步
8.4 群同步
8.5 同步技术在数字通信网中的应用
掌握载波同步、位同步、群(帧)同步、网同步的基本概念,实现方法,作用。
习题:8-5、8-7
第九章 差错控制编码
9.1 差错控制编码的基本概念
差错控制信道的分类
掌握差错控制方式、差错控制编码的分类、差错控制编码的基本原理;
掌握信息的含义及其度量方法
1.5 通信系统的主要性能指标
掌握数字通信系统的主要性能指标以及相关计算
可靠性角度
有效性角度
习题:1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8
第二章 信号分析及信道
2.1 信号分析
2.1.5波形的互相关和自相关
2.2 随机信号分析
掌握上述各信号的频谱、带宽以及AM、DSB、SSB信号的时域表达式
3.2 角度调制系统的调制与解调
了解FM信号的调制和解调原理以及时域表达式、频谱特点和带宽
3.3 模拟调制系统的抗噪声性能
AM系统、DSB系统、SSB系统以及FM系统的抗噪性能的结论
习题:3-1、3-9
第四章 信源编码
时分复用的概念和基本原理
7.2.2 码元速率和带宽
7.2.3 PCM30/32路系统帧结构
7.3 波分复用
波分复用的概念
7.4 码分复用
码分复用的概念和基本原理
7.5 多址技术
7.6 各种复用技术在通信系统中的应用
习题:7-1 、7-2、 7-4、 7-5、 7-7
习题:4-1、4-8、4-9、4-10

通信原理 第2章

通信原理 第2章

• 2. 随机变量的分布函数 • 对于随机试验仅知道它可能出现什么样 的随机事件并不重要,重要的是知道这 些事件出现的可能性有多大。引入随机 变量后,我们不仅关心取什么数为值, 更重要的是知道它取某些数值的可能性 大小,也就是说,要关心它以多大的概 率取某些数为值。
• 设X是一个随机变量,x是任一实数。定 义随机变量的分布函数F(x)是X的取值小 于或等于x的概率,即 F ( x) = P( X ≤ x) • (2.3-11) • 从定义可知,随机变量X的分布函数F(x) 是在整个实数轴上定义的。F(x)在x处的 函数值表示随机变量X在(-∞,x]上取值 的概率。
−∞
2. 自相关函数
• 如果两个信号的信号完全相同,此时互 相关函数就变成自相关函数
R (τ ) =

∞ −∞
f ( t ) f ( t + τ ) dt
• 3. 归一化相关函数和相关系数 • 归一化自相关函数定义为 R ( τ )
11
R
11
(0 )
• 归一化互相关函数定义为 • 互相关系数定义为
2.4 随机过程
2.4.1随机过程的一般表述 随机过程的一般表述
1.随机过程 随机过程 自然界中事物的变化过程可以大致分成为两类。一类是其 变化过程具有确定的形式,或者说具有必然的变化规律,用 数学语言来说,其变化过程可以用一个或几个时间t的确定函 数来描述,这类过程称为确定性过程。例如,电容器通过电 阻放电时,电容两端的电位差随时间的变化就是一个确定性 函数。而另一类过程没有确定的变化形式,也就是说,每次 对它的测量结果没有一个确定的变化规律,用数学语言来说, 这类事物变化的过程不可能用一个或几个时间t的确定函数来 描述,这类过程称为随机过程。下面我们给出一个例子:

通信原理韩庆文同步原理PPT69页

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26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
通信原理韩庆文同步原理
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀,青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ,卓为 霜下杰 。
13、归去来兮,田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑,菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝,秋熟靡王税。

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取样点数
n = 2WoT ¢
»单位时间内所包含的最大时间熵
( ) 2W0T ¢ln s
( ) Htm =

2p e
= W0 ln 2pes 2
»设任意一个随机过程的时间熵和频带 都与一个白色高斯噪声相同,则其等效 白色噪声功率为
N = 1 eHtm W0
2p e
N-N N
随机过程连续消息的冗余度
重庆大学通信工程学院
XY
联合空间XY上的每个元 素对xy的自信息量的概率 加权平均值。
H XY P xy I xy
XY
关系
H XY H X H Y | X
重庆大学通信工程学院
数字通信原理
7.平均互信息量
I X ; yj P x | yj I x; y j
X
X
P
x
|
y
j
log
CCEE
第二章 信道与干扰
数字通信原理
主要内容
数字通信原理
2.1 信息论初步 2.2 信道的基本概念 2.3 信号通过线性时不变系统 2.4 白噪声
2.5 变参信道及其对信号传输的影响
重庆大学通信工程学院
2.1 信息论初步
数字通信原理
1 信息论概述 2 信息的度量 3 离散信源与连续信源 4 信道容量与香农公式 5 信道编码
重庆大学通信工程学院
离散信源与连续信源
数字通信原理
产生离散消息的信源称为离散信源,其统计特性用离 散型随机过程描述; 产生连续消息的信源则称为连续信源,其统计特性用 概率密度函数描述。
重庆大学通信工程学院
离散信源
通信原理
离散消息xi所携带的信息量:
◆ 当离散信源中各符号等概率出现,而且各符号 的出现为统计独立时,该信源的平均信息量最大。
最佳调制和最佳接收方法的最佳系统的理
论原则。
重庆大学通信工程学院
数字通信原理
信源
信源所包含的信息量,以及在单位时间 内信源发出的信息量(信息熵)
信源编码
使信源发出的消息变换成其码长度与信 源各消息概率分布达到匹配的代码组,
以提高传输消息的有效性
信宿
在无扰信道和有扰信道上信宿能收到的 信息量的多少
信道
H max
N
i 1
1 N
log
1 N
log N
◆ 相对熵:
H H max
◆ 信源的冗余度: 无用信息比例
R 1 H H max
电子工业出版社
连续信源
通信原理
◆ 连续信源产生的是连续消息。 ◆ 连续消息:实际上是一个统计过程X(t)。
连续消息信号一维概率密度
px
定义连续消息的平均信息量
推广
发送离散消息
信道传输信息量的能力(信道容量), 并叙述了有扰离散信道的信道编码定理
各种纠错编码方式的数学理论、纠错能
信道编码
力和实施方案
重庆大学通信工程学院
2.1 信息论初步
数字通信原理
1 信息论概述 2 信息的度量 3 离散信源与连续信源 4 信道容量与香农公式 5 信道编码
重庆大学通信工程学院
通信原理
1. 自信息量 2. 互信息量
P
x| yj
Px
XY联合集上的平均条件互信息量满足: I X ; yj 0
当且仅当X集合中的各个x都与yj互相独立,即 P(x|yj)=P(x)时,才取等号。
重庆大学通信工程学院
2.1 信息论初步
数字通信原理
1 信息论概述 2 信息的度量 3 离散信源与连续信源 4 信道容量与香农公式 5 信道编码
I
xi ; y j
log
P
xi
P
| yj
xi
◆ 两个随机变量
—— 发生事件X —— 观察事件Y
»条件概率: »事件Y=yj 出现时,事件X=xi 发生的概率
»先验概率: »事件X=xi 发生的概率
电子工业出版社
数字通信原理
I
xi ; y j
P log
xi | y j
P xi
途径二
信道设计 香农 和编码理

重现正时延 的原信号
信源和信道的统计特性及 编码方法,目的是提高信息 传输的效率和可靠性。
重庆大学通信工程学院
信息论研究的主要内容
数字通信原理
» 有关信源、信宿和信道的统计特性 » 信源编码和信道编码
信息论对通信体制和通信系统的研 究具有指导意义。
» 信息论在理论上指出了建立最佳编码、
重庆大学通信工程学院
2.1 信息论概述
通信原理
信息论的两条发展途径
研究对象
噪声对接收端重现原信号的影响
1. 维纳的微弱信号检测理论
代人2表物. 香农理的论信道设研计究和侧重编码理论
应用
» 维纳和香农都认为信号和噪声均可用 途径一 规数尽定学可维纳集模能合型地微检的不重弱测统 相 现信理计同原号 论规。信律目号自 程预中动来的。测的控描都问信制题述是号过,要但在接导对在收航抗探接干问、等讨收扰题遥的的端,作测理它用、论是下遥基通信控础信号以。、的及雷最电达佳子、
结论
数字通信原理
1. 在平均功率受限制的信道上,最有效的信 号形式是统计特性与正态分布的白色噪声 相同的信号,这种信号能使连续消息的熵 达到最大值——用伪随机序列和伪白色噪 声传输信号。
2. 信道上的白色高斯噪声,对信号传输造成 的危害最大——有扰信道上的白色高斯噪 声的噪声熵最大,信道上传输的信息量则 相应减小。
情况
条件概率
信息量
随机变量X 和Y
统计独立
P xi yj P xi
I xi; yj 0
事件Y=yj 的出 现唯一地决定事
件X=xi 的发生
P xi yj 1
I
xi ; y j
log
P
1
xi
log
P
xi
——X=xi 的自信息量 I(xi )
3.条件自信息量
I xi yj log P xi yj
H
X
p
x
log
p
x
dx
xi
接收消息
yj
在x,y全部幅度上 的平均信息量
I
X ;Y
p xylog
p xy px py
dxdy
非负量
电子工业出版社
连续信源
数字通信原理
随机过程平均功率 s 2 »各样点上的取样值互相独立,正态分布
( ) 一个样点的最大熵 Hmax = ln s 2pe
随机过程的频谱[0,W0],持续时间T’
重庆大学通信工程学院
信源编码
数字通信原理
◆ 信源编码的目的: - 把信源发出的符号消息(或数字消息)变换为用
能在规定条件下唯一地确定该事件必须提供的信息量。 重庆大学通信工程学院
数字通信原理
Hale Waihona Puke 4.通信熵 5.条件熵H X P x log P x
X
6.共熵
二维联合空间XY上的条件 自信息量的概率加权平均值。
H Y | X P xy I y | x
XY
联合概率
H Y | X P xy log P y | x
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