通信原理第7版第1章PPT课件(樊昌信版)
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樊昌信通信原理第7章 数字调制(7版)
1
式中，n1c(t) 和 n2c(t) 均为低通型高斯噪声，( 0，
n
2
)
判决 规则
x1 > x2 时，判为“1” x1 x2 时，判为“0”
x1 (t )
定时 脉冲 抽样 判决器 输出
Pe
发 “1” 错判为“0”的概率为
x2 ( t )
P(0 /1) P( x1 x2 ) P( x1 - x2 0)
带通 滤波器
1
相乘器
低通 滤波器 定时 脉冲 低通 滤波器
x1 (t )
抽样 判决器 输出
发送端
信道
yi ( t )
带通 滤波器
y1 (t )
2 cos 1t
相乘器
sT (t ) ni (t )
Pe
2
x2 ( t )
y2 (t )
2 cos 2t
发“1”时：
y1 (t ) a cos 1t n1 (t )
b0 =b / n 归一化门限值 发“0”错判为“1”的概率为
P (1 / 0) P (V b) f 0 (V )dV
b
b
2 2 V V 2 / 2 n2 b2 / 2 n b0 /2 e dV e e n2
系统的总误码率为
Pe P (1) P (0 / 1) P (0) P (1 / 0)
K
a = kA
发“1”时 发“0”时
ni (t )
a cos c t ni (t ) yi (t ) ni (t ) 0
a cos c t n(t ) y (t ) n(t ) 0
发“1”时 发“0”时
樊昌信版通信原理课件
数字信号的表示与处理
数字信号的表示方法：包括模拟信号的抽样、量化、编码等过程，以及数字信号的二进制表示 形式。
数字信号的处理方法：包括数字信号的滤波、调制解调、编码解码等处理技术，以及数字信号 处理在通信系统中的应用。
数字信号的传输方式：包括数字信号的传输码型、传输速率、传输距离等，以及数字信号在光 纤、无线等传输介质中的传输特性。
通信原理的基本原理与概念
通信系统的基本组成
信号的传输方式
信号的调制与解调
信道容量与香农定理
樊昌信版通信原理的特点与优势
内容丰富：涵盖了通信原理 的各个方面，包括信号分析、 信道特性、调制解调、编码 解码等。
结构清晰：采用模块化的方式 组织内容，使得学习更加系统 化、条理化。
理论性强：注重理论推导和 证明，对于通信原理的核心 概念和原理进行了深入的探 讨。
实践性强：通过大量的例题和 实验，帮助学生更好地理解和 掌握通信原理的应用。
语言简洁：用简洁明了的语言 描述复杂的概念和原理，使得 学习更加轻松愉快。
樊昌信版通信原理的应用与发展
樊昌信版通信原理的应用领域 樊昌信版通信原理在通信系统中的应用 樊昌信版通信原理在无线通信中的应用 樊昌信版通信原理的发展趋势与未来展望
因果系统与非因 果系统
线性时不变系统
定义：满足线性 性和时不变性的 系统
特性：具有叠加 性和比例性，满 足齐次性和可逆 性
描述方式：常系 数线性微分方程 或差分方程
分类：连续时间 系统和离散时间 系统
Part Four
模拟通信原理
调制的基本概念
调制的作用：将低频信号转换 为高频信号，以便传输
调制的方式：调幅、调频、调 相
数字信号的接收与处理：包括数字信号的接收、解码、解调等处理过程，以及数字信号处理在 接收系统中的应用。
通信原理第7版课件樊昌信版
? 2 F2 (x1，x2；t1, t2 ) ?x1?x2
?
f2 ( x1，x2；t1，t2 )
二维概率密度函数
大家好
? n 维分布函数 n 维概率密度函数
大家好
§3.1.2 随机过程的数字特征 ---描述随机过程的主要特性
? 均值 ---随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心
? E ??(t)??
t1
t2
t
? 特性描述 ：
大家好
§3.1.1 随机过程的分布函数
? 一维分布函数 ---描述孤立时刻的统计特性
F1(x1，t1) ? P[t?() 1 ? x1]
?F1 (x1，t1 ) ? ?x1
f1(x1，t1 )
一维概率密度函数
? ? ? 二维分布函数 F2 (x1，x2；t1，t2 ) ? P? (t1 ) ? x1， (t2 ) ? x2 ?
—— 自变量的 递减 函数
erf (c0) ? 1 erf (?c ) ? 0
大家好
课件制作：曹丽娜
erfc()x ? 1 ? erf ()x
erf (? x) ? ? erf (x) erf (? x)c ? 2 ? erf (x) c
利用误差函数，可将F(x)表示为：
意义：
F
(x)
?
? ?? ?
西安电子科技大学 通院
大家好
课件制作：曹丽娜
例
解题 第1步：判断? (t)是否平稳，即求其统计平均值
思路：
若均值为常数，且自相关函数只与时间
间隔? 有关， 则? (t) 是广义平稳的。 第2步：求? (t) 的时间平均值
第3步：比较 统计平均值 和 时间平均值
解题 过程： 参见教材41页
通信原理第7章(樊昌信第七版)PPT课件
跳变周期 2Tb
带宽 B=Rb
误码性能与BPSK相同
00
Q 11
0
I
10
最大相位跳变：180° 发生在0011或0110交替时，
即双比特ab同时跳变时，信号点沿对角线移动。
第20页/共46页
20
QPSK 缺点：
最大相位跳变180°，使限带的QPSK信号包络起伏 很大，并出现包络零点。
频谱扩展大，旁瓣对邻道干扰大。
b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
n
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45° 135°
矢量图
11
10
00 参考相位
01
A方式
前一码元 载波相位
01 a(0)
b(1)
11 a(1)
00
B方式
10 b(0)
第32页/共46页
波形
11
01
两个比特的组合 称做 双比特 码元，记为 a b
第14页/共46页
1）双比特与载波相位的关系
注：对应关系可有不同 规定，但相邻码组应符 合格雷码编码规则
双比特码元 ab
a 0（−1） 1（+1） 1（+1） 0（−1）
b 0（−1） 0（−1） 1（+1） 1（+1）
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
MASK可看成是二进制振幅键控（2ASK）的推广。
M
eMASK (t) an g(t nTs ) cosct n1
0,
an
1,
以概率P1 以概率P2
通信原理(樊昌信)PPT课件
sin 0t
c2 (t)
A点的信号为： f1(t) cos0t f2 (t) sin 0t
是两个互相正交的双边带信号，采用相干解调，所以：
c1(t) 2 cos0t
看上支路：
c2 (t) 2sin 0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t
2 f1(t) cos2 0t 2 f2 (t) sin 0t cos0t f1(t)(1 cos 20t) f2 (t) sin 20t
出端同时得到 f1(t)及f2 (t)。试确定接收端的 c1(t)及c2 (t)。
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
sin 0t
c2 (t)
f1 (t )
cos 0t
c1 (t )
LPF
f1 (t )
A
f2 (t)
LPF
f2 (t)
BSm Bm
单边带按所选取边带的不同，可分为上边带调制和 下边带调制，单边带数学模型可为：
m(t) 乘法器 单边带滤波器h(t)
Sm (t)
cos ct
下边带时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
mˆ (t)
sin
ct
上边带的时域表达式为：
Sm
(t)
1 2
m(t)
cos ct
1 2
t
m(t)mˆ (t)dt 0
mˆ (t) 和 m(t) 的希尔伯特变换是正交的。
对于幅度调制，由于它的频谱完全是基带信号频谱 结构在频域内的简单搬移，这种搬移是线性的，并不改 变信号的频谱结构，所以，幅度调制也称为线性调制。
通信原理樊昌信第七版
1. 传输特性
H ()H ()ej ()
H() ~ 幅频特性
()~相频特性
2. 无失真传输
H ( )K ejtd
H() K
()td
n 无失真传输（理想恒参信道）特性曲线：
恒参信道
|H()|
K
() td
td
0
H() K
幅频特性
0
0
()td ()dd ()td
相频特性
群迟延特性
n 理想恒参信道的冲激响应:
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
20
§4.3 信道数学模型
1. 调制信道模型 n 模型： 叠加有噪声的线性时变/时不变网络：
si (t)
C()
输入
r(t)
+
输出
n 共性：
信道
n(t)
有一对（或多对）输入端和输出端
大多数信道都满足线性叠加原理
对信号有固定或时变的延迟和损耗
无信号输入时，仍可能有输出(噪声)
地球
对流层散射通信
r 流星余迹散射
无线信道
流星余迹
特性: 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km 存留时间：小于1秒至几分钟
频率: 30 ~ 100 MHz 距离: 1000 km以上 用途: 低速存储、高速突发、断续传输
12
§4.2 有线信道
n 明线 n 对称电缆 n 同轴电缆 n 光纤
本章内容:
第4章 信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声 信道容量
通信原理——绪论17782ppt课件
来，是与消息对应的某种物理量，通常是时间 的函数，例如随着时间变化的电压(电流)。 通信系统中传送的是信号.
通信是一种产业，它生产的是一种信息在空 间转移的效应
11 通信原理
2. 通信的发展简史
12 通信原理
最早的电通信设想
1753年2月17日，《苏格兰人》杂志上发表了一封署名 C.M 的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通 信的大胆设想。他建议：把一组金属线从一个地点延 伸到另一个地点，每根金属线与一个字母相对应。在 一端发报时，便根据报文内容将一条条金属线与静电 机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上
概率论与随机过程 线性代数 信号与系统
5 通信原理
关于课程
学习方式：课堂教学/课后作业 考试方式：闭卷 成绩评定：70%考试成绩 + 30%平
6 通信原理
主要参考书
樊昌信等编，通信原理，国防工业出版社 周炯磐等编，通信原理，北京邮电大学出版社 曹志刚等编，现代通信原理，清华大学出版社 Digital and Analog Communication Systems Edition). 清华大学出版社 Simon Haykin, Communication Systems, 电子工 业出版社 J.G.Proakis. Digital Communication(4rd Edition). 电子工业出版社 通信原理习题
7 通信原理
课程的基本内容
通信基本概念 确定信号和随机信号分析 模拟调制系统 数字基带传输系统 正弦载波数字调制系统 数字信号的最佳接收 模拟信号的数字传输
8 通信原理
第1章 绪论 什么是通信？ 通信的发展简史 通信系统的组成 通信系统的分类和通信方式 信息及其度量 通信系统的主要性能指标 信道及其模型 噪声
通信原理樊昌信PPT课件
2．难点： 在掌握理论推导的基础上，弄清其物理意义
有部分随机信号分析的方法
大量采用付立叶变换的谱分析方法
3．方法： 住系统框图，理清分析思路
弄清推导思路，学会分析方法
深入领会结论，灵活应用解题
提倡简单预习，重听更重思考
认真完成作业，障碍及时清扫
§0.3参考书
1． 《现代通信原理》 清华 曹志刚
2． 《通信原理》
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方 式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
1.3.1 通信系统的分类
按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、 数据通信系统、图像通信系统 … …
按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传 输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通
非电的：如旌旗、消息树、烽火台… 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、
因特网和计算机通信等。
第1章 绪论
电信发明史
1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播
……………
后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”， 包括光通信，因为光也是一种电磁波。
信 道 编
码
数
字 调
信道
制
数 字 解 调
信 道 译
码
解
信 源
译 密码
受 信 者
噪声源
图1-5 数字通信系统模型
信源编码与译码目的：
➢ 提高信息传输的有效性 ➢ 完成模/数转换
通信原理第7版第1章完整(樊昌信版)ppt课件
西安电子科技大学 通信工程学院
.
课件制作：曹丽娜
① 模拟信号 和 数字信号:
西安电子科技大学 通信工程学院
.
课件制作：曹丽娜
② 消息 ~ 电信号的转换:
传感器
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。
信源
channel
能传输信号的 各种物理媒介
发送设备 信道 接收设备
信宿
source
消息 → 电信号
如 电话机的话筒
把声音→音频信号
噪声
noise
transmitter
原始电信号→适合在信道中传输
的信号。如 编码、调制
destination
电信号 → 消息
如电话机的听筒
把音频信号→声音
receiver
卞静
西安电子科技大学 通信工程学院
.
课件制作：曹丽娜
第1章
绪论
西安电子科技大学 通信工程学院
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
.
课件制作：曹丽娜
本章内容:
基本概念
模型/分类/通信方式
信息度量
信息量/信源熵
性能指标
有效性/可靠性
西安电子科技大学 通信工程学院
.
第1章 绪 论
课件制作：曹丽娜
§1.1
引言
信息具有以下特性：
存在 压缩
扩充
存储 传输
共享
相对
时效
度量
在当今信息社会中，信息是最宝贵的资源之一。
西安电子科技大学 通信工程学院
樊昌信《通信原理》(第7版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
4.3名校考研真题 详解
5.2课后习题详解
5.1复习笔记
5.3名校考研真题 详解
6.2课后习题详解
6.1复习笔记
6.3名校考研真题 详解
7.2课后习题详解
7.1复习笔记
7.3名校考研真题 详解
8.2课后习题详解
8.1复习笔记
8.3名校考研真题 详解
9.2课后习题详解
9.1复习笔记
9.3名校考研真题 详解
10.2课后习题详解
10.1复习笔记
10.3名校考研真题 详解
11.2课后习题详解
11.1复习笔记
11.3名校考研真题 详解
12.2课后习题详解
12.1复习笔记
12.3名校考研真题 详解13Βιβλιοθήκη 2课后习题详解13.1复习笔记
13.3名校考研真题 详解
作者介绍
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樊昌信《通信原理》（第7版）笔 记和课后习题（含考研真题）详解
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 作者介绍
目录
02 内容摘要 04 目录分析 06 精彩摘录
思维导图
关键字分析思维导图
通信
真题
第版
复习
樊昌信
编码
系统
笔记
真题
原理 名校
数字
原理
复习
基带
笔记
传输
习题
第章
内容摘要
本书特别适用于参加研究生入学考试指定考研参考书目为樊昌信《通信原理》（第7版）的考生。也可供各大 院校学习樊昌信《通信原理》（第7版）的师生参考。本书是樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的配套电子书， 主要包括以下内容：（1）梳理知识脉络，浓缩学科精华。本书每章的复习笔记均对该章的重难点进行了整理，并 参考了国内名校名师讲授该教材的课堂笔记。因此，本书的内容几乎浓缩了该教材的所有知识精华。（2）详解课 后习题，巩固重点难点。本书参考大量相关辅导资料，对樊昌信主编的《通信原理》（第7版）的课后习题进行了 详细的分析和解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。（3）精编考研真题，培养解题思路。本书从历年考 研真题中挑选最具代表性的部分，并对之做了详尽的解析。所选考研真题涵盖了每章的考点和难点，考生可以据 此了解考研真题的命题风格和难易程度，并检验自己的复习效果。（4）免费更新内容，获取最新信息。本书定期 会进行修订完善，补充最新的考研真题和答案。对于最新补充的考研真题和答案，均可以免费升级获得。
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并行/串行 转换器
串行/并行 转换器
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
本章内容:
基本概念
模型/分类/通信方式
第1章 绪 论
信息度量
信息量/信源熵
性能指标
有效性/可靠性
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§1.4
信息及其度量
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引言
M
1 Ii log 2 P( xi )
H P(0) I 0 P(1) I1 P(2) I 2 P(3) I 3 1.906 (b/符号）
评注
比较例【1-3】与【1-2】可知： 等概时，熵最大:
H max log 2 M
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例
解： 利用信息相加性概念来计算：
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例题
２、某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200b/sBaud， 求该系统的信息速率。若该系统改为传送八进制信号码 元，码元速率不变，则系统信息速率为多少？
Rb RB log2 M 1200(b/ s) Rb RB log2 M 3600(b/ s)
P( x ) 1
i i
M
则 统计独立的M个符号的离散信源的平均信息量为
1 H p( xi ) log 2 (b / 符号） p( xi ) i 1
H与热力学中的熵形式一样，故称为信源的熵。
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
M
例
解
1 H p( xi ) log 2 p( xi ) i 1
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② 消息
~ 电信号的转换:
传感器
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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西安电子科技大学 通信工程学院
基于以上对 消息 、信息 和 信号 的理解：
缺点
可能需要较大的传输带宽；
对同步要求高。
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§1.3
通信系统分类
通信方式
与
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1.3.1 通信系统分类
详见表3-1
按复用方式划分：频分、时分、码分复用。
同一个通信系统可以分属于不同分类。 AM广播系统——中短波通信、模拟通信、
？
如何度量消息中所含的信息量 ?
原则：
度量方法与消息的种类无关。 与消息的重要程度无关。 “美国世贸大楼被炸（9.11事件）”（时效性） “明天下雨”
根据概率论知识：事件的不确定性 可用事件出现的概率来描述。
举例：
可见：
消息中所含信息量和不可预测性或不确定性有关。
消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
通信
通信系统
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§1.2
通信系统模型
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1.2.1 通信系统一般模型
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channel
能传输信号的 各种物理媒介
信源
source
发送设备
信道 噪声
noise
接收设备
信宿
带通传输系统（调制系统）。
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1.3.2 通信方式
按传输方向和时间分：
单工通信：
（单向）
半双工通信：
（双向、不同时）
全双工通信： （双向、同时）
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按数字码元传输时序分：
并行传输： 在并行信道上同时传输 n 个比特信息。
信息是消息的内涵； 通信的目的在于传输消息中所包含的信息；
消息中不确定的内容才构成信息；
信息量就是对这种不确定性的定量描述。 信息具有以下特性： 存在 压缩 扩充 存储 相对 传输 度量 共享 时效
在当今信息社会中，信息是最宝贵的资源之一。
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西安电子科技大学 通信工程学院
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例题
3、某四进制传输系统，每个码元的持续时间（宽度）为 833*10-6 s，连续工作1h后，接收到6个错码，且每个错 误码元中仅发生1bit错误。求： （1）该系统的码元速率和信息速率 （2）该系统的误码率和误信率（误比特率）
举例：
可见：
消息中所含信息量和不可预测性或不确定性有关。
消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
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西安电子科技大学 通信工程学院
1. 离散消息 x 的信息量
P 1，I0
P 0，I P(x) < P(y), I(x) > I(y) 相加性
为什么 取对数 ？
a= 2，比特(bit) ，简记为b a= e，奈特(nat)
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例题
1、对于同样以2400b/s比特率发送的信号，若A系统以2PSK 调制方式传输时所需带宽为2400hz，而B系统以4PSK调制 方式传输时所需带宽为1200hz，哪个系统更有效？ Ａ：
Rb 2400 b 1b / (s Hz) B 2400
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院
？
如何度量消息中所含的信息量 ?
原则：
度量方法与消息的种类无关。
信息量 I 可用概率 P 来度量：
I = f [P(x)] 与消息的重要程度无关。
“美国世贸大楼被炸（9.11事件）”（时效性） “明天下雨”
根据概率论知识：事件的不确定性 可用事件出现的概率来描述。
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本章内容:
基本概念
模型/分类/通信方式
第1章 绪 论
信息度量
信息量/信源熵
性能指标
有效性/可靠性
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§1.5
通信系统性能指标
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课件制作：曹丽娜
text
有效性
性能 指标
矛盾、关联、互换
可靠性
模 拟 通 信
数 字 通 信
通信的基本概念
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1.1.1 通信的发展
综合化 宽带化 高速化 智能化 数字化 电报 电话 击鼓 。。。 电视 因特网 。。。 烽火 鸣金
移动化
个人化
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课件制作：曹丽娜
1.1.2 消息 信息 信号
发射天线将AM信号感应成 可以辐射到大气中的电磁波 （无线电波） 音频信号 声音 接收天线将电磁波转换为 AM信号（含有噪声）
解 密
信 源 译 码
信 宿
信源编码： 模/数转换 提高有效性 信道编码：
增强抗干扰能力
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院
1.2.4 数字通信的特点
优点
抗干扰能力强，且噪声不积累；
传输差错可控； 便于处理、变换、存储；
便于将来自不同信源的信号综合传输；
易于集成；易于加密。
推广：M进制的每个码元含 log2M （b)
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院
2. 离散消息的平均信息量
—— 信源中每个符号所含信息量的统计平均值。 设
x1 , , x i , , x M P ( x ), , P ( x ), , P ( x ) 且 1 i M
destination
消息 → 电信号 如 电话机的话筒 把声音→音频信号
transmitter receiver
电信号 → 消息 如电话机的听筒 把音频信号→声音
原始电信号→适合在信道中传输
其功能与发送设备相反。
的信号。如 编码、调制
如 译码、解调
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院
1.2.2 模拟通信系统模型
I总 23I 0 14I1 13I 2 7I3 108（b）
利用熵的概念来计算： H 1.906 (b/符号）
I总 57 H 57 1 9电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
归纳：
西安电子科技大学 通信工程学院
卞 静
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
第1章
绪 论
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
本章内容:
基本概念
模型/分类/通信方式
第1章 绪 论
信息度量
信息量/信源熵
性能指标
有效性/可靠性
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§1.1
a=10，哈特莱(Hartley) 1 nat=1.44 b
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例 【1-1】
二进制信源（0，1）
例 【1-2】