习题课1(含期中考试复习).ppt
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绪论部分需要掌握:
绪论部分需要掌握:
1.信息量及平均信息量(熵)的计算以信息量及平均信息量(熵)的计算以及什么情况下平均信息量(熵)最大。
及什么情况下平均信息量(熵)最大。
2.系统的有效性、可靠性指标以及其中系统的有效性、可靠性指标以及其中几个指标之间的关系,如信息速率与码几个指标之间的关系,如信息速率与码元速率的关系、误码率与误信率之间的元速率的关系、误码率与误信率之间的关系,还有频带利用率如何计算。
关系,还有频带利用率如何计算。
第一章第一章绪绪论论n掌握掌握q术语术语q通信系统的组成通信系统的组成q信息量、熵的计算信息量、熵的计算q系统有效性、可靠性指标系统有效性、可靠性指标第一章第一章绪绪论论q术语术语消息:
消息:
是物质或精神状态的一种反映,例如语音、文是物质或精神状态的一种反映,例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。
字、音乐、数据、图片或活动图像等。
信息:
信息:
是消息中包含的有效内容。
是消息中包含的有效内容。
信号:
信号:
消息的电的表示形式。
在电通信系统中,电信消息的电的表示形式。
在电通信系统中,电信号是消息传递的物质载体。
号是消息传递的物质载体。
数字信号与模拟信号:
数字信号与模拟信号:
区别模拟信号和数字信号的关区别模拟信号和数字信号的关键,是看携载消息的信号参量(如幅值、频率、相位)键,是看携载消息的信号参量(如幅值、频率、相位)的取值是连续的还是离散的,而不是看时间。
的取值是连续的还是离散的,而不是看时间。
第一章第一章绪绪论论(a)话音信号(b)抽样信号抽样模拟信号模拟信号(b)2PSK信号101(a)二进制信号101数字信号数字信号第一章第一章绪绪论论q术语术语基带信号(调制信号)、载波信号、已调信号基带信号(调制信号)、载波信号、已调信号信息源信息源信源编码信源编码基带波形基带波形形成器形成器数字数字调制器调制器基带信号基带信号已调信号已调信号载波信号载波信号第一章第一章绪绪论论q通信系统的组成通信系统的组成通信系统的核心的三个基本组成部分:
发送机发送机、信道信道和和接收机接收机。
通信系统的基本组成框图将电信号形式信息将电信号形式信息变换成适合信道传变换成适合信道传输的发送信号。
输的发送信号。
第一章第一章绪绪论论q数字通信系统的组成数字通信系统的组成信息源信息源信源编信源编码器码器信道编信道编码器码器数字调数字调制器制器收信者收信者信源译信源译码器码器信道译信道译码器码器数字解数字解调器调器信道信道q基带数字通信系统的组成基带数字通信系统的组成信息信息源源基带波形基带波形形成器形成器信道信道接收滤波接收滤波与检测与检测收信者收信者第一章第一章绪绪论论q信息量、熵的计算信息量、熵的计算(bit)若有若有M个等概率波形(个等概率波形(P=1/M),且每一个波形的出现是),且每一个波形的出现是独立的,则传送独立的,则传送M进制波形之一的信息量为进制波形之一的信息量为第一章第一章绪绪论论q信息量、熵的计算信息量、熵的计算q连续消息的信息量连续消息的信息量关于连续消息的信息量可以用概率密度函数来描述。
关于连续消息的信息量可以用概率密度函数来描述。
可以证明,连续消息的平均信息量为可以证明,连续消息的平均信息量为式中,式中,f(x)连续消息出现的概率密度。
连续消息出现的概率密度。
第一章第一章绪绪论论q【例1.1】一离散信源由一离散信源由“0”,“1”,“2”,“3”四四个符号组成,它们出现的概率分别为个符号组成,它们出现的概率分别为3/8,1/4,1/4,1/8,且,且每个符号的出现都是独立的。
试求某消息每个符号的出现都是独立的。
试求某消息201020130213001203210100321010023102002010312032100120210的信息量。
的信息量。
【解解】此消息中,此消息中,“0”出现出现23次,次,“1”出现出现14次,次,“2”出现出现13次,次,“3”出现出现7次,共有次,共有57个符号,故该消息的信息量个符号,故该消息的信息量每个符号的算术平均信息量为每个符号的算术平均信息量为第一章第一章绪绪论论若用熵的概念来计算:
若用熵的概念来计算:
则该消息的信息量则该消息的信息量以上两种结果略有差别的原因在于,它们平均处理方法不同。
以上两种结果略有差别的原因在于,它们平均处理方法不同。
前一种按算数平均的方法,结果可能存在误差。
这种误差前一种按算数平均的方法,结果可能存在误差。
这种误差将随着消息序列中符号数的增加而减小。
将随着消息序列中符号数的增加而减小。
当消息序列较长时,用熵的概念计算更为方便当消息序列较长时,用熵的概念计算更为方便第一章第一章绪绪论论n【例例1.2】设有一个二进制离散信源(设有一个二进制离散信源(0,1),),每个符号独立发送。
每个符号独立发送。
(1)若)若“0”、“1”等概出现,求每个符号的信等概出现,求每个符号的信息量和平均信息量(熵);息量和平均信息量(熵);
(2)若)若“0”出现概率为出现概率为1/3,重复(,重复
(1)。
)。
第一章第一章绪绪论论n【例例1.3】国际摩尔斯电码用国际摩尔斯电码用“点点”和和“划划”的序列发送英文字母,的序列发送英文字母,“划划”用持续用持续3单位的单位的电流脉冲表示,电流脉冲表示,“点点”用持续用持续1单位的电流脉单位的电流脉冲表示;且冲表示;且“划划”出现的概率是出现的概率是“点点”出现概出现概率的率的1/3。
(1)计算)计算“点点”和和“划划”的信息量;的信息量;
(2)计算)计算“点点”和和“划划”的平均信息量。
的平均信息量。
第一章第一章绪绪论论q系统可靠性指标系统可靠性指标n在给定接收机输入信噪比条件下,用输出信噪比来在给定接收机输入信噪比条件下,用输出信噪比来度量系统的可靠性度量系统的可靠性。
SNR越大,说明噪声的影响越越大,说明噪声的影响越小,接收机恢复原始信息的能力越强,可靠性越高。
小,接收机恢复原始信息的能力越强,可靠性越高。
n用差错率来表示接收机检测的能力,也就是表示数用差错率来表示接收机检测的能力,也就是表示数字通信系统传输数字信息的可靠性。
字通信系统传输数字信息的可靠性。
第一章第一章绪绪论论q系统有效性指标系统有效性指标n对于模拟系统,通常约定一个同样的基带信号带宽,对于模拟系统,通常约定一个同样的基带信号带宽,用已调信号带宽用已调信号带宽B来度量有效性。
来度量有效性。
n带宽效率(或频带利用率)来表示数字通信系统的带宽效率(或频带利用率)来表示数字通信系统的有效性有效性。
n一般在时间域表示传输基带信息的能力,就是每秒一般在时间域表示传输基带信息的能力,就是每秒传输的信息比特数。
传输的信息比特数。
第一章第一章绪绪论论q出现概率越出现概率越的消息,其所含的信息量越大;的消息,其所含的信息量越大;出现概率越出现概率越的消息,其所含的信息量越小。
的消息,其所含的信息量越小。
q某二进制离散信源,某二进制离散信源,“1”、“0”发生概率分发生概率分别为别为1/4和和3/4,该信源的平均信息量为,该信源的平均信息量为。
q一个八进制数字传输系统,若码元速率为一个八进制数字传输系统,若码元速率为2400Bd,则该系统的最大可能信息速率为,则该系统的最大可能信息速率为。
第一章第一章绪绪论论q出现概率越出现概率越小小的消息,其所含的信息量越大;的消息,其所含的信息量越大;出现概率越出现概率越大大的消息,其所含的信息量越小。
的消息,其所含的信息量越小。
q某二进制离散信源,某二进制离散信源,“1”、“0”发生概率分发生概率分别为别为1/4和和3/4,该信源的平均信息量为,该信源的平均信息量为0.811bit/符号符号。
q一个八进制数字传输系统,若码元速率为一个八进制数字传输系统,若码元速率为2400Bd,则该系统的最大可能信息速率为,则该系统的最大可能信息速率为7200b/s。
第一章第一章绪绪论论q设在设在125us内传输内传输256个二进制码元,则码元速个二进制码元,则码元速率是率是,若该信码在,若该信码在2s内有内有3个码元产生错误,个码元产生错误,则误码率为则误码率为。
q一个离散信号源每毫秒发出一个离散信号源每毫秒发出4中符号中的一个,中符号中的一个,各相互独立符号出现的概率分别为各相互独立符号出现的概率分别为1/8、1/8、1/4、1/2,该信源的平均信息量为,该信源的平均信息量为,平均信,平均信息速率为息速率为。
第一章第一章绪绪论论q设在设在125us内传输内传输256个二进制码元,则码元速个二进制码元,则码元速率是率是2.048Bd,若该信码在,若该信码在2s内有内有3个码元产个码元产生错误,则误码率为生错误,则误码率为7.3210-7。
q一个离散信号源每毫秒发出一个离散信号源每毫秒发出4中符号中的一个,中符号中的一个,各相互独立符号出现的概率分别为各相互独立符号出现的概率分别为1/8、1/8、1/4、1/2,该信源的平均信息量为,该信源的平均信息量为7/4bit/符号符号,平均信息速率为,平均信息速率为1750b/s。
信道部分需要掌握:
信道部分需要掌握:
1.恒参信道有哪些以及无失真传输条件恒参信道有哪些以及无失真传输条件2.恒参信道中不满足无失真传输条件时会出恒参信道中不满足无失真传输条件时会出现何种失真现何种失真3.随参信道对信号有哪三种影响(幅度、延随参信道对信号有哪三种影响(幅度、延迟、多径效应)迟、多径效应)4.离散信道容量计算,并掌握与离散信道容量计算,并掌握与信道信息传信道信息传输速率输速率的关系(的关系(R=Ct或者说或者说Ct=maxR)5.连续信道容量与各个参数的关系连续信道容量与各个参数的关系第三章第三章信信道道n掌握掌握q信道定义、分类、模型信道定义、分类、模型q恒参信道及其对传输的影响恒参信道及其对传输的影响q随参信道及其对传输的影响随参信道及其对传输的影响q信道噪声信道噪声q信道容量信道容量第三章第三章信信道道q定义及分类信道是通信系统必不可少的组成部分,是以传输媒质为基础的信号的通路。
调制信道调制信道编码信道编码信道第三章第三章信信道道fei(t)e0(t)ei(t)n(t)调制信道数学模型调制信道数学模型线性变换线性变换q调制信道模型nk(t)随随t变化,故信道称为变化,故信道称为时变信道时变信道。
nk(t)与与ei(t)相乘,故称其为相乘,故称其为乘性干扰乘性干扰。
nk(t)作随机变化,故又称信道为作随机变化,故又称信道为随参信道随参信道。
nk(t)变化很慢或很小,则称信道为变化很慢或很小,则称信道为恒参信道恒参信道。
n乘性干扰特点:
当没有信号时,没有乘性干扰。
乘性干扰特点:
当没有信号时,没有乘性干扰。
第三章第三章信信道道q编码信道模型n二进制编码信道简单模型二进制编码信道简单模型无记忆信道模型无记忆信道模型qP(0/0)和和P(1/1)正确转移概率正确转移概率qP(1/0)和和P(0/1)错误转移概率错误转移概率qP(0/0)=1P(1/0)qP(1/1)=1P(0/1)P(1/0)P(0/1)0011P(0/0)P(1/1)二进制编码信道模型二进制编码信道模型发送端发送端接收端接收端第三章第三章信信道道q恒参信道有哪些恒参信道有哪些明线、对称电缆、同轴电缆、光纤信道明线、对称电缆、同轴电缆、光纤信道无线电视视距中继、卫星中继无线电视视距中继、卫星中继第三章第三章信信道道q恒参信道及其对传输的影响恒参信道及其对传输的影响n各种不理想特性造成的影响各种不理想特性造成的影响q相频特性不理想相频特性不理想相位失真相位失真q幅频特性不理想幅频特性不理想频率失真频率失真q非线性失真非线性失真谐波失真谐波失真q相位抖动相位抖动附加调制附加调制n无失真的条件无失真的条件第三章第三章信信道道q随参信道有哪些随参信道有哪些短波电离层反射、对流层散射、流星余迹短波电离层反射、对流层散射、流星余迹散射、超
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- 习题 期中考试 复习