电子科技大学通信原理(李晓峰版)课件第1章(绪论)-PPT课件
第1章 绪论电子通信专业PPT课件
光信息科学与技术
参考书目
1. 《光纤通信原理与应用》方志豪 电子工业出版社 2. 《光纤通信》原荣 编著 电子工业出版社 3. 《Optical Fiber Communications 》Gerd
Keiser 高等教育出版社 4. 《光纤通信导论》邱昆 编著 电子科技大学出版社 5. 《光纤通信系统》杨祥林 编著 国防工业出版社 6. 《光纤通信》刘曾基等编著 电子科技大学出版社
单向传输的光纤通信系统，包括发射、接收和作为广义信道的 基本光纤传输系统。
发射
信 息 源
电 发 射 机
电信号
输入
基本光纤传输系统
光
发
光纤线路
射
机
光信号
光信号
输出
输入
接收
光 接 收 机
电 接 收 机
信 息 宿
电信号
输出
基带信号：由信息源转换的用户原始电信号
电发射机将基带信号转换为适合信道传输的信号，转换如果需 要调制，则称为已调信号
2、光纤通信的三个窗口指什么？ 3、光纤通信中对光源的要求是什么？ 4、光纤通信中对检测器的要求是什么？
第一章 光纤通信概述
1.1 光纤通信技术的发展史及现状 1.2 光纤通信系统组成 1.3 光纤通信的分类 1.4 光纤通信系统的主要性能指标
1.3 光纤通信的分类
波长 传输模式 信号方式
短波长: 0.85um 长波长:1.3um, 1.55um
1.1 光纤通信技术的发展史及现状
7. 光纤通信的应用
光纤宽带干线传输网和接入网是目前应用开发的主要 目标。各种应用可概括如下：
① 通信网 包括全球通信网、各国的公共电信网、各种专用通信 网、特殊通信手段等
电子科技大学 通信原理课件 李晓峰 考研
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1.5 频带与电波传播
电子科技大学通信学院
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1.5 频带与电波传播
电子科技大学通信学院
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1.5 频带与电波传播
电子科技大学通信学院
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1.5 频带与电波传播
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1.5 频带与电波传播
电子科技大学通信学院
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1.5 频带与电波传播
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1.6 数字与模拟通信系统
电子科技大学通信学院
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1.6 数字与模拟通信系统
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1.6 数字与模拟通信系统
电子科技大学通信学院
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1.6 数字与模拟通信系统
电子科技大学通信学院
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1.6 数字与模拟通信系统
电子科技大学通信学院
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1.3 信源与常见的消息
量纲：1/s
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1.3 信源与常见的消息
电子科技大学通信学院
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1.3 信源与常见的消息
可以用确定的函数形式表达的信号。 信号的波形可以由有限时间上的值确定。
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1.3 信源与常见的消息
电子科技大学通信学院
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1.2 历史回顾
电子科技大学通信学院
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1.2 历史回顾
电子科技大学通信学院
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1.3 信源与常见的消息
电子科技大学通信学院
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1.3 信源与常见的消息
信号与消息存在某种对应关系（映射）
精品课件-数字通信原理(李白萍)-第1章
第 1 章 绪论 1.3 数字通信系统的主要性能指标 (1) 有效性。 (2) 可靠性。 (3) 适应性。 (4) 经济性。 (5) 保密性。 (6) 标准性。 (7) 维修性。
31
第 1 章 绪论
1.3.1 1. 例如， 某系统在2 s内传送4800个码元， 则系统的传码率
为2400 Baud。 虽然数字信号有二进制与多进制的区分， 但码 元速率RB与信号的进制无关，只与码元宽度TB有关， 即
28
第 1 章 绪论 1.2.5
相对于模拟通信系统而言， 数字通信系统具有以下优点。 (1) 抗干扰、 抗噪声能力强， 无噪声积累。 (2) 便于加密处理， 保密性强。 (3) 差错可控。 (4) 利用现代技术， 便于对信息进行处理、 存储、 交换。 (5) 便于集成化， 使通信设备微型化。
29
第 1 章 绪论 数字通信系统相对于模拟通信系统来说， 主要有以下两个 缺点。 (1) 数字信号占用的频带宽。 (2) 对同步要求高， 系统设备比较复杂。
在多进制中， RBN与RbN的数值不同， 单位亦不同。 它 们之间在数值上有关系式
(1-7)
RbN=RBN lb N
在码元速率保持不变的条件下， 二进制信息速率Rb2与
多进制信息速率RbN之间的关系为
Rb2
RbN lbN
(1-8)
35
第 1 章 绪论 在信息速率保持不变的条件下， 二进制码元速率RB2与 多进制码元速率RBN之间的关系为
单位时间内错误接收的比特数 Pb 单位时间内系统传输的总比特数
(1-13)
二进制时， Pe=Pb； N进制时， 与解码方式等有关， 一般情况下Pb<Pe。
39
第 1 章 绪论 【例1-2】 某信息源包含A、 B、 C、 D四个符号， 这 四个符号出现的概率相等， 传输时编码为二进制比特， 并已知 信息速率Rb=1 Mb/s (1) 求码元传输速率； (2) 若信息源工作1 h后， 大致均匀地发现了36个差错比特， 求误信率和误码率。
电子科技大学通信原理李晓峰版课件-第1章绪论
信息的度量与性质
信息的度量
除了信息量之外，还有其他一些度量信息的方法，如冗余度、互信息等。冗余度衡量了信息中重复内容的多少， 而互信息则表示两个随机变量之间的相关性。
信息的性质
信息具有可压缩性、可加性和不确定性。可压缩性意味着可以通过编码技术减少信息的位数；可加性意味着多个 信息源的信息可以合并；不确定性则与信息的不确定性有关。
03
CATALOGUE
信息论基础ห้องสมุดไป่ตู้
信息量的定义与计算
信息量的定义
信息量是衡量信息多少的量，通常用熵来表示，熵是系统不 确定性的量度。在通信中，信息量用来衡量传输的信号所包 含的信息量大小。
信息量的计算
信息量的计算基于概率论，通过计算随机变量的不确定性来 得出信息量。在离散随机变量中，信息量等于各个事件发生 的概率的对数之和；对于连续随机变量，信息量等于概率密 度函数的积分对数的面积。
电子科技大学通信原理李 晓峰版课件-第1章绪论
CATALOGUE
目 录
• 通信系统概述 • 信号与信道 • 信息论基础 • 通信原理的发展历程
01
CATALOGUE
通信系统概述
通信系统的基本组成
信息源
产生需要传输的信息 ，如声音、图像、文 字等。
发送设备
将信息转换为适合传 输的信号形式，如调 制器、编码器等。
01
02
03
04
传输速率
单位时间内传输的信息量，单 位为比特/秒（bps）。
误码率
传输过程中出现错误的概率， 单位为比特/千比特（bit/kb
）。
频带利用率
单位频带内传输的信息量，单 位为比特/秒/赫兹（bps/Hz
）。
通信原理教案李白萍
通信原理教案李白萍第一章：通信原理概述1.1 通信系统的定义解释通信系统的概念强调通信系统在现代社会中的重要性1.2 通信系统的分类介绍模拟通信系统和数字通信系统的区别解释无线通信和有线通信的区别1.3 通信系统的基本组成介绍发送端、接收端和信道的基本功能强调调制、解调、编码和解码在通信系统中的作用1.4 通信系统的性能指标介绍传输速率、误码率和信号失真度等性能指标解释这些指标对通信系统的影响第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的原理解释模拟通信系统的基本原理强调调制和解调在模拟通信系统中的作用2.2 模拟通信系统的优点和缺点介绍模拟通信系统的优点和缺点强调模拟通信系统在特定应用场景中的适用性2.3 模拟通信系统的应用实例举例说明模拟通信系统在实际应用中的应用强调模拟通信系统在特定行业中的重要性第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的原理解释数字通信系统的基本原理强调编码、解码和数字调制在数字通信系统中的作用3.2 数字通信系统的优点和缺点介绍数字通信系统的优点和缺点强调数字通信系统在现代通信中的重要性3.3 数字通信系统的应用实例举例说明数字通信系统在实际应用中的应用强调数字通信系统在不同行业中的广泛应用第四章：无线通信系统4.1 无线通信系统的原理解释无线通信系统的基本原理强调无线传输技术和频率分配在无线通信系统中的作用4.2 无线通信系统的优点和缺点介绍无线通信系统的优点和缺点强调无线通信系统在现代社会中的便利性和局限性4.3 无线通信系统的应用实例举例说明无线通信系统在实际应用中的应用强调无线通信系统在不同行业中的广泛应用第五章：通信系统的性能评估5.1 通信系统的性能评估方法介绍常用的通信系统性能评估方法强调性能指标在评估通信系统性能中的重要性5.2 误码率的计算和降低解释误码率的计算方法介绍降低误码率的技术和策略5.3 信号失真度的分析和补偿分析信号失真度的原因和影响介绍信号失真度的补偿技术和方法第六章：信号传输技术6.1 信号传输的基本概念介绍信号传输的定义和目的强调信号传输在通信系统中的重要性6.2 同轴电缆传输信号解释同轴电缆的结构和传输原理介绍同轴电缆在不同通信系统中的应用6.3 光纤传输信号解释光纤的结构和传输原理强调光纤通信系统的优点和应用领域第七章：调制与解调技术7.1 调制的基本概念解释调制的定义和目的强调调制在通信系统中的重要性7.2 模拟调制技术介绍调幅、调频和调相的原理和应用强调不同调制技术的优缺点和适用场景7.3 数字调制技术介绍振幅调制、频率调制和相位调制的原理和应用强调数字调制在现代通信系统中的重要性第八章：编码与解码技术8.1 编码的基本概念解释编码的定义和目的强调编码在通信系统中的重要性8.2 模拟编码技术介绍模拟编码的原理和应用强调不同编码技术的优缺点和适用场景8.3 数字编码技术介绍数字编码的原理和应用强调数字编码在现代通信系统中的重要性第九章：信号接收与处理技术9.1 信号接收的基本概念解释信号接收的定义和目的强调信号接收在通信系统中的重要性9.2 模拟信号接收技术介绍模拟信号接收的原理和应用强调不同接收技术的优缺点和适用场景9.3 数字信号接收技术介绍数字信号接收的原理和应用强调数字信号接收在现代通信系统中的重要性第十章：通信系统的安全与隐私10.1 通信系统安全的基本概念解释通信系统安全的重要性强调保护通信系统免受攻击的必要性10.2 加密技术在通信系统中的应用介绍加密技术的原理和应用强调加密技术在保护通信系统安全中的重要性10.3 隐私保护在通信系统中的重要性解释隐私保护的概念强调隐私保护在通信系统中的重要性第十一章：多路复用与解复用技术11.1 多路复用的基本概念解释多路复用的定义和目的强调多路复用在提高通信系统效率中的重要性11.2 模拟多路复用技术介绍频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）的原理和应用强调不同多路复用技术的优缺点和适用场景11.3 数字多路复用技术介绍数字时分多路复用（TDMA）、数字频率分配（DAMA）和码分多址（CDMA）的原理和应用强调数字多路复用在现代通信系统中的重要性第十二章：信号处理技术在通信系统中的应用12.1 信号处理的基本概念解释信号处理的目的和重要性强调信号处理技术在通信系统中的应用12.2 滤波器在通信系统中的应用介绍滤波器的作用和类型强调不同滤波器在通信系统中的重要性12.3 信号处理技术在无线通信系统中的应用介绍信号处理技术在无线通信系统中的应用实例强调信号处理技术在提高通信系统性能中的重要性第十三章：现代通信技术的发展趋势13.1 5G通信技术介绍5G通信技术的基本概念和特点强调5G通信技术在推动通信技术发展中的重要性13.2 物联网（IoT）技术解释物联网的概念和应用领域强调物联网技术在通信系统中的应用和前景13.3 边缘计算在通信系统中的应用解释边缘计算的概念和作用强调边缘计算在提高通信系统性能中的重要性第十四章：通信系统的实际应用案例分析14.1 移动通信系统案例分析分析移动通信系统的实际应用案例强调移动通信系统在现代社会中的重要作用14.2 互联网接入技术案例分析分析互联网接入技术的实际应用案例强调互联网接入技术在提供高速互联网服务中的重要性14.3 卫星通信系统案例分析分析卫星通信系统的实际应用案例强调卫星通信系统在不同行业和场景中的重要性第十五章：通信系统的未来发展方向15.1 量子通信技术介绍量子通信的基本概念和特点强调量子通信在提供绝对安全通信中的重要性15.2 集成光学通信技术解释集成光学通信的概念和优势强调集成光学通信在提高通信系统性能中的重要性15.3 通信系统智能化发展介绍通信系统智能化的发展趋势强调智能化技术在提高通信系统效率和可靠性中的重要性重点和难点解析本文教案涵盖了通信原理和相关技术的各个方面，包括通信系统概述、模拟和数字通信系统、无线通信系统、信号传输和接收技术、多路复用与解复用技术、编码与解码技术、通信系统的安全与隐私、信号处理技术在通信系统中的应用、现代通信技术的发展趋势、通信系统的实际应用案例分析以及通信系统的未来发展方向。
电子科技大学 李晓峰《通信原理》第1章
H ( x ) p( x i ) log2
i 1 5
1 p( x i )
1 1 3 16 5 16 log2 4 2 log2 8 log2 log2 4 8 16 3 16 5 2.23 (bit / 符号）
1.4 信息及其度量
0
(a) 话音信号
t
0
(b) 抽样信号
t
图1-3 模拟信号
1.2 通信系统的组成
数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如
电报信号、计算机输入输出信号：
码元
t
(a) 二进制信号
0
(b) 2PSK信号
t
图1-4 数字信号
通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相
应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
1.4 信息及其度量
【例1】 一离散信源由“0”，“1”，“2”，“3”四个符号 组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8，且每 个符号的出现都是独立的。试求某消息 2010201302130 01203210100321010023102002010312032100120210 的 信 息量。 【解】此消息中，“0”出现23次，“1”出现14次，“2”出 现13次，“3”出现7次，共有57个符号，故该消息的信息 量I 23 log 8 / 3 14 log 4 13 log 4 7 log 8 108 (b)
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
大学通信工程原理经典课件第一章序论
1.4 主要性能指标
主要性能指标：有效性、可靠性
有效性：速度 可靠性：质量
模拟系统 模拟系统的有效性可用有效传输频带宽度来度量 模拟系统的可靠性用接收端最终输出信噪比来度量
数字系统性能指标：传输速率(有效性)和差错率(可靠
性)
数字信号的描述：二进制：0、1
两个状态
N 进制：0、1、2 … N-1 N个状态
误信率：码元的信息量在传输系统中被丢失的概率。即接收中丢 失信息量在传送信息总量中所占的比例
例题, 作业1-4
一个由字母A，B，C，D组成的字，对于传输的每个字母用2进制脉冲编码，00， 01，10，11分别代表A，B，C，D。每个脉冲宽度为5ms。
1)各字母等可能出现，求平均信息传输速率。
2）没字母出现可能性分别为 P A1 5，B P1 4，P C1 4，P D130求传输平均信息速率。
1 Ilog21Mlog2 M 从波形上看，M进制有M种波性，每一种波形等概率出现
所以M 是波形数，p (xi ) =P 是每一波形出现的概率
2、非等概率
设消息由 n 个相互独立的符号组成，称为符号集
xi 对 应 p(xi)
x1
x2 xn
p(x1) p(x2) p(xn)
且每个符号包含的信息量均不相等 所以用统计平均的方法来描述一个符号所含的信息量
谢 谢！
大 学 通 信 工 程原理 经典课 件第一 章序论
1.1 什么是通信
1、通信: 完成信息的转换和传输。 2、通信系统：以电(光)信号作为信息转换和传输系统。 3、通信例子：电报、电话、可视电话、广播、电视、
雷达、遥测遥控系统等。
1.2 通信系统的组成
通信系统模型 通信系统可以用下图模型加以抽象概括。
通信原理--绪论 ppt课件
➢模拟信号： 信号参量取值连续
➢数字信号： 信号参量取值离散
信息
：消息中蕴含的有效内容。
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三者关系
内涵
信息
传输
消息 载体
表现形式
信号
模拟信号 数字信号
Q&A
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① 模拟信号 和 数字信号:
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② 消息 ~ 电信号的转换:
t
➢ 话筒（声音传感器）把声音转变成音频信号； ➢ 数字终端把符号转变成数字信号； ➢ 摄像机把图像转变成视频信号； ➢ 热敏电阻（温度传感器）把温度转变成电信号。
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配套辅导教材：
➢ 整理知识 ➢ 梳理关系 ➢ 剖析难点 ➢ 强化重点
归纳结论 引导主线 解惑疑点 点击考点
曹丽娜 编著
樊昌信 国防工业出版社
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谢谢！
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曹丽娜可靠性?headline?headlinetext有效性性能指标模拟通信数字通信?传输带宽?输出信噪比?频带利用率?差错概率矛盾关联互换36ppt课件西安电子科技大学通信工程学院课件制作
课件
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1
第1章
绪论
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
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1.5.1 数字通信系统的有效性指标
与进制数 有关吗 ？
RB
1 Ts
与信源统计 特性有关吗 ？
例如：1秒内传输1000个码元，则 RB =1000 Baud
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2019/3/8
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第1章 绪论
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现代信息社会中，充分利用与交流信息——通信 通信原理——阐述通信及其系统的基础理论、技术 与分析方法。 1.1 通信的基本概念 1.2 历史回顾 1.3 信源与常见的消息 1.4 信道 1.5 频带与电波传播 1.6 数字与模拟通信系统 1.7 通信道 收端
收端
发端
（3）半双工系统
发端 信道 收端
发端
收端
15
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1.2 历史回顾 （自学）
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要求：
了解到200多年来通信的发展历程：
电报与电话通信的重要作用
收音、电视广播、卫星通信、移动电话系统等重要的系统 数字化与网络化过程 信息论与通信理论的发展 通信朝着数字化、宽带化、网络化、综合化、移动与个人 化方向发展
通信原理
任通菊
2019/3/8 1
上课学时：56学时 答疑地点：科B232(A)
答疑时间：周二、周四下午2：30---4：00
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我命在我，不在天地。 天助自助者。 主动还是被动是成功与失败的关键。 梅花香自苦寒来。 上好每堂课，做好每次作业。 学会读书，读专业书，读文学作品（修身养性 ）。 从现在做起。
,a , a 1 2
,a N
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数字消息序列：
,x , x 1 2
,x , m
图1.3.1 数字消息信号示例
其中 xm 取
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,a , a 1 2
中 N个值之一。 ,a N
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3. 数字与模拟信源的基本指标
数字信源的基本指标:
符 号 / 秒 或 s y m /) s 符号速率： R S (
信道
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电子系统——通过电信号来实现信息的传递 术语：“通信”与“电信”。
（communication） （telecommunication）
摩尔斯电报系统——最古老的电信系统，传送文字消息。诞生
于1837年，以不同长度的声音表示字符——电码信号。
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两种基本通信方式： 广播方式：信息同时送到多个收信者
码?
解:
M 2n
7 M 1 1 0 , 2 1 2 8 , n 7
故需要 7bits代码来表示每个字符.
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习题1.1 考虑手机短消息通信，以你自己或其 他某人的经验，试估计（1）按键速率；（2）假 定每个中文字符转换为2字节表示，短消息的二 元符号速率是多少？
原始信息信号 Transmitter Channel 原始信息信号 Receiver
终端：1）信源——发信者
Information source 信源： 一个换能器 其他能量
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2）信宿——接收者
Information sink 信宿: 一个换能器 电能 其他能量
10
电能
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源
模拟信源: 产生的消息的状态（取值）是连续变化的、数目无限的。 如：语音源。
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数字消息源: 消息符号、消息符号集、数字消息序列 （数字信号）
消息符号（message symbol）：数字消息的每一种状态或者 取值称为一种消息符号 消息符号集：数字消息源的所有状态或者取值的集合 如：具有N种取值的数字信源
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1.3 信源与常见的消息
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1.3.1 数字与模拟信源
Digital and analog information source
1. 信息、消息与信号
2. 数字与模拟信源
数字信源: 产生的消息的状态（取值）数是有限的 如：计算机的输出 0 , 1 如：键盘。 如：汉字集。
数字信源的元数：
M元数字信源：指数字信源具有M种符号 消息符号
最基本的是二元数字信源：具有2种符号，可以用1 位二进制编码表示，称为1bit. 多元数字信源：如M元，可以用n位二进制编码表示 一般，
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M 2n
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例：假设计算机的终端键盘上有 110 字符 ，每个字符用 二进制代码组来表示。 问每个字符需要用几位二进制代
产生的信号变换成适合在信道中传输的信号。
信道是指传输信号的物理媒质。有线和无线信道均有多种 物理媒质。 接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，它的任务 是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始信息信 号来。
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要强调的是在通信中， 信息是接收方所未知的，消息越感出乎意料，信息量 就越大。 通信系统中还存在噪声，噪声也是无法预知的，噪声 限制了通信的能力。
点—点方式：一个信源对一个收信者
基于传输方向的特点：
单工系统：只能沿一个固定方向传输信息。如，电视广播中、
遥测、遥控、无线寻呼
双工系统：能够同时沿两个方向传输信息。如，电话通信。 半双工系统：任何时候只能沿一个方向传输信息，但可 以切换传输方向。如，对讲机通信。
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（1）单工系统
发端
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参考书：
《通信原理》（合订本） 周炯槃等 北京邮电大学出版社
《通信原理教程》 樊昌信等 电子工业出版社
《通信原理简明教程》 南利平 清华大学出版社 《现代通信原理》 曹志刚等 清华大学出版社 《数字与模拟通信系统》 Leon W.Couch著 电子工业出版社
《通信原理学习指导与题解》 王福昌编著 华中科技大学出版社
8
信号波形设计取决于如下几个因素：
• 信号波形的中心频率及其带宽。 • 信号波形的功率和能量。 • 信号波形的抗干扰能力如何？ • 在发送端：产生该波形的代价如何？ 在接收端：检测该波形的代价又如何？
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2.
通信系统
（communication systems）
通信系统——发送器，信道与接收器。
2019/3/8 6
1.1 通信的基本概念
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7
1. 几个术语
通信 (communication) 通信就是沟通信息。 信息 (information) 我们感兴趣的事物的状态和状态变化。
消息 (message)
消息是信息的载体。 信号 (signal)
信号是消息的载体。
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