課程名稱——通信系統原理

CommunicationSystemsConcepts課程名稱——通信系統原理

CommunicationSy1開場白一、本課的重要性：1、入專業之門。2、墊專業之底。3、領專業之路。通信系統原理是一門介紹信息傳輸基本原理（理論和技術）的課程。它的研究對象是通信系統。開場白一、本課的重要性：通信系統原理是一門介紹信息傳2

二、目的要求：三、學習要領：1、明白原理。1、求真知。2、學會計算。2、常復習。3、聯系實際。3、重自學。通信網中涉及傳輸（Transmission）、復用（Multiplexing）、交換（Switching）、網絡（Network）四大技術，通信系統原理重點介紹傳輸和復用。二、目的要求：三、學習3教材及參考書教材——《通信原理教程》達新宇等北京郵電大學出版社參考書《通信原理（第5版）》樊昌信等國防工業出版社《通信原理》馬海武等北京郵電大學出版社《現代通信原理》曹志剛、錢亞生清華大學出版社《通信系統（第四版）》英文版〔加〕SimonHaykin電子工業出版社《DigitalandAnalogCommunicationSystems》（第五版）LeonW.CouchII清華大學出版社（影印版)《通信原理－學習與考研指導》沙濟彰等科學出版社《通信原理考研指導》信息通信專業考研指導叢書郝建軍、尹長川北京郵電大學出版社《通信原理習題集》楊鴻文、桑林北京郵電大學出版社教材及參考書教材——《通信原理教程》達新宇等北京郵電大學出4第1章緒論

本章教學要求：1、掌握信息量和通信系統主要性能指標的計算；掌握恒參信道和隨參信道特性及對信號傳輸的影響。2、熟悉通信基本概念（通信、消息、信號、信息等）3、理解信道的定義和模型。4、了解通信系統模型、分類和通信方式。第1章緒論

本章教學要求：1、掌握信息量和通信系統5主要外語詞匯通信（Communication）電信（Telecommunication）消息(Message)信號(Signal)信息（Information）模擬通信（AnalogCommunication）數字通信（DigitalCommunication）信息量（AmountofInformation）信道（Channels）信道容量（ChannelCapacity）信噪比（Signal-to-noiseratio，簡寫SNR）噪聲（Noise）信息熵（InformationEntropy）主要外語詞匯通信（Communication）電信（Tel6作業P213，4，7，8，18，19作業P213，4，7，8，18，197本章主要內容1.1通信的基本概念1.2通信系統的組成1.3通信發展概況1.4信息及其量度1.5通信系統的主要性能指標1.6信道

1.6.1信道的分類和有關概念

1.6.2恒參信道特性及其對信號傳輸的影響

1.6.3隨參信道特性及其對信號傳輸的影響本章主要內容1.1通信的基本概念8§1.1通信的基本概念一、通信的定義

通信（communication）————指從一個地方向另一個地方進行消息的有效傳遞與交換。電信（Telecommunication）————利用電子等技術手段，借助電信號（含光信號）實現從一地向另一地進行消息的有效傳遞與交換。§1.1通信的基本概念一、通信的定義通信（comm9二、現代通信的業務內容1、電報4、廣播2、電話5、電視3、傳真6、因特網未來的個人通信——任何人（Whoever）在任何時候（Whenever）和任何地方（Wherever）與另一人（Whomever）以任何方式（Whatever）進行信息的實地實時全天候的交互。二、現代通信的業務內容1、電報10三、消息、信號和信息1、消息（message）——有待傳輸的符號、文字、數據和語聲等。2、信號（signal）——與消息相對應的電或光的波形，是消息的物質載體。3、信息（information）——消息中包含的有意義（有用）的內容。不同形式的消息可包含相同信息。三、消息、信號和信息1、消息（message）——有待傳輸的11四、通信系統的分類1、

按信號形式分：模擬通信和數字通信

2、

按傳輸媒介分：有線通信和無線通信

3、按通信業務分：電報、電話、傳真、數據傳輸、可視電話、無線尋呼等

4、按調制方式分：基帶傳輸和頻帶傳輸

5、按復用方式分：頻分復用、時分復用、碼分復用6、按工作頻段分：長波通信、中波通信、短波通信和微波通信7、按收信者是否運動分：移動通信和固定通信四、通信系統的分類12五、通信方式1.按消息傳送的方向與時間分圖1-1按消息傳送的方向和時間劃分的通信方式(a)單工方式；(b)半雙工方式；(c)全雙工方式五、通信方式1.按消息傳送的方向與時間分圖1-1按132.按數字信號排序分圖1-2按數字信號排序劃分的通信方式(a)串行傳輸方式；(b)并行傳輸方式2.按數字信號排序分圖1-2按數字信號排序劃分的通信143.按通信網絡形式分圖1-3按網絡形式劃分的通信方式(a)兩點間直通方式；(b)廣播方式；(c)交換方式

3.按通信網絡形式分圖1-3按網絡形式劃分的通信方式15§

1.2通信系統的組成

一、通信系統模型：圖1-4通信系統的模型

§1.2通信系統的組成

一、通信系統模型：圖1-16數字信號與模擬信號模擬信號：代表消息的參量是連續的或在某一范圍內可以取無窮多個值，時間上不一定連續；數字信號：代表消息的參量是離散或可數的，時間上不一定離散；數字信號與模擬信號模擬信號：代表消息的參量是連續的或在某一范17模擬信號波形數字信號波形(a)連續信號(a)二進制波形(b)抽樣信號(b)2PSK波形模擬信號波形18二、模擬通信系統（第3章）

（AnalogCommunication）

信源調制信道解調信宿噪聲源圖1-5模擬通信系統的模型

二、模擬通信系統（第3章）

（AnalogCommuni19三、數字通信系統（DigitalCommunication）

1、數字基帶傳輸系統（第4章）信源編碼信道解碼信宿噪聲源圖1-6數字基帶通信系統的模型

三、數字通信系統（DigitalCommunication202、數字頻帶傳輸系統（第5章）圖1-7數字頻帶通信系統的模型

2、數字頻帶傳輸系統（第5章）圖1-7數字頻帶通信系統的21四、數字通信系統優點與模擬通信比較，數字通信主要有以下五大好處：

1、

通信質量好，噪聲不累積。

2、可以通過編碼進行差錯控制，改善傳輸質量。

3、可利用現代數字信號處理技術處理數字信息。4、可加密，保安全。5、可實現綜合業務，使通信功能增強。

四、數字通信系統優點與模擬通信比較，數字通信主要有以下五大好22圖1-8兩類通信方式抗干擾性能比較(a)模擬信號；(b)數字信號

圖1-8兩類通信方式抗干擾性能比較(a)23模擬信號數字化通信系統（第6章）模擬信源A/D數字通信系統D/A模擬信宿A/D轉換（Analog—digitalconversion）：模擬——數字轉換。D/A轉換（Digital—analogconversion）：數字——模擬轉換。圖1-9模擬信號數字化通信系統的模型

模擬信號數字化通信系統（第6章）模擬信源A/D數字通信系統24§1.3通信技術發展概況一、通信發展簡史

§1.3通信技術發展概況一、通信發展簡史25表1-1通信重大事件表表1-1通信重大事件表26二、通信技術的現狀和發展趨勢（第11章）1.光纖通信光纖通信具有容量大、成本低等優點，且不怕電磁干擾，與同軸電纜相比可以大量節約有色金屬和能源。因此，自1977年世界上第一個光纖通信系統在芝加哥投入運行以來，光纖通信發展極為迅速，新器件、新工藝、新技術不斷涌現，性能日臻完善。由于長波長激光器和單模光纖的出現，使每芯光纖通話路數可高達百萬路，中繼距離將達到100km，市話中繼光纖成本也連續大幅度下降。我國近幾年來光纖通信已得到了快速發展，目前光纜長度累計近幾十萬km。我國已不再敷設同軸電纜，新的工程將全部采用光纖通信新技術。二、通信技術的現狀和發展趨勢（第11章）272.衛星通信

衛星通信的特點是通信距離遠，覆蓋面積廣，不受地理條件限制，可以大容量傳輸，建設周期短，可靠性高等。自1960年第一顆衛星發射成功以來，衛星通信發展特別迅猛。目前，衛星通信的使用范圍已遍及全球，僅國際衛星通信組織就擁有數十萬條話路。衛星通信的廣泛應用，使國際間重大活動能及時得以實況轉播，它使全世界人與人之間的“距離”縮短。2.衛星通信283.移動通信

移動通信是現代通信中發展最為迅速的一種通信手段，它是隨著汽車、飛機、輪船、火車等交通工具的發展而同步發展起來的。近10年來，在微電子技術和計算機技術的推動下，移動通信從過去簡單的無線對講或廣播方式發展成為一個把有線、無線融為一體，固定、移動相互連通的全國規模，甚至全球范圍的通信系統。移動通信的發展方向是數字化、微型化和標準化。20世紀90年代是蜂窩電話迅速普及的年代。但目前世界上存在多種不同的技術體制，互不兼容，因此標準化成為當務之急。數字化的關鍵是調制、糾錯編碼和話音編碼方式的確定。微型化的目標是研制重量非常輕的個人攜帶的手機。

3.移動通信294.微波中繼通信

微波中繼通信始于20世紀60年代，它較一般電纜通信具有易架設，建設周期短等優點。它是目前通信的主要手段之一，主要用來傳輸長途電話和電視節目，其調制主要采用SSB/FM/FDM等方式。微波中繼通信的主要發展方向是數字微波，同時要不斷增加系統容量，增加容量的途徑是向多電平調制技術發展。目前采用的調制方式有16QAM和64QAM，并已出現256QAM、1024QAM等超多電平調制的方式。采用多電平調制，在40MHz的標準頻道間隔內，可傳送1920至7680路PCM數字電話。

4.微波中繼通信30§1.4信息及其量度

我們定義能夠衡量信息多少的物理量叫做信息量，通常用I表示。

這說明信息有量值可言，并且信息所包含的事件越不可發生，人們就越感興趣，信息量就越大。顯然，信息量與事件發生的概率有關，事件出現的概率越小，信息量就越大；必然事件的概率為1，則它傳遞的信息量就為0。§1.4信息及其量度我們定義能夠衡量信息多少的物理量31一、信息量的定義：1、信息是消息（信號）的不確定性的度量。有不確定性，才有“惑”要解。確定事物不含信息。通信是消除不確定性的過程。可用通信所消除的不確定性的多少來定義所傳輸信息的多少。2、不確定性來自客觀事物本身的隨機性，可以用概率統計來定量描述之。3、概率為1的事件，不存在不確定性；概率越小，不確定性越大。用不確定性的大小表達信息，應與概率的倒數有關。I∝1/P一、信息量的定義：1、信息是消息（信號）的不確定性的度量。32

4、若干獨立事件的總信息量應等于各事件信息量的總和；而獨立事件聯合概率是各事件概率的乘積。為此定義：I＝log（1/P）＝－logP則有：當P＝P1P2……Pn時，I=I1+I2+……+In5、對數以2為底時，信息量的單位叫“比特”。（bit）對數以e為底時，信息量的單位叫“奈特”。（nit）對數以10為底時，信息量的單位叫“哈特萊”。（hartley）通常廣泛使用的單位為比特。4、若干獨立事件的總信息量應等于各事件信息量的總和；而獨立33二、信息熵（平均信息量）所謂平均信息量是指每個符號所含信息量的統計平均值。1．離散信源的熵已知信源發出M個不同消息（符號）的概率分別為Pi，（i＝1、2、3……M）

則發不同消息（符號）時各信息量不同：（i＝1、2、3……M）平均而言，發出一個符號的信息量為

：二、信息熵（平均信息量）所謂平均信息量是指每個符號所含信息342．離散信源的最大熵H0=Hmax=log2M

發生在

P1=P2=……=PM=1/M

的等概情況下。

二元等概信源

H0=log22=1

，每位碼元所含信息量為1比特。3．連續信源的熵（相對熵）

式中f(x)為連續消息x出現的概率密度函數。2．離散信源的最大熵35例1設由5個符號組成的信息源，相應概率為

例1設由5個符號組成的信息源，相應概率為

36§1.5通信系統的主要性能指標一、一般通信系統的性能指標：1、有效性5、保密性2、可靠性6、標準性3、適應性7、維修性4、經濟性8、工藝性§1.5通信系統的主要性能指標一、一般通信系統的性能指標37

通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，評價一個通信系統優劣的主要性能指標是系統的有效性和可靠性。有效性是指在給定信道內所傳輸的信息內容的多少，或者說是傳輸的“速度”問題；可靠性

是指接收信息的準確程度，也就是傳輸的“質量”問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統一，通常還可以進行互換。通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，評價38二、模擬通信系統的有效性和可靠性指標：有效性可用帶寬（信號所占用的頻率范圍的寬度）來度量。可靠性用接收端最終輸出信噪比來度量。S為信號功率，N為噪聲功率。

二、模擬通信系統的有效性和可靠性指標：有效性可用帶寬（信號所39三、數字通信系統的有效性和可靠性指標：

1、有效性數字通信系統的有效性可用傳輸速率來衡量。（1）碼元傳輸速率RB

——簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內傳輸碼元的數目，單位是波特（Baud），記為

B。例如，若1秒內傳2400個碼元，則傳碼率為2400B。數字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率與進制數無關，只與傳輸的碼元長度T有關:三、數字通信系統的有效性和可靠性指標：

1、有效性數字通信40通常在給出碼元速率時，有必要說明碼元的進制。在保證信息速率不變的情況下，M進制的碼元速率RBM與二進制的碼元速率RB2之間有以下轉換關系：

RB2=RBMlog2M(B)

M=2k(k=1,2,3……)注：log2＝lb（2）信息傳輸速率Rb——簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間內傳遞的平均信息量或比特數，單位是比特/秒，可記為bit/s

，或

b/s

，或bps。通常在給出碼元速率時，有必要說明碼元的進制。（41（3）碼元速率RB和信息速率Rb的關系

Rb=RB·H(b/s)

式中，H為信源中每個符號所含的平均信息量（熵）。

等概傳輸時，熵有最大值H=log2M，信息速率也達到最大，即Rb=RBlog2M(b/s)式中，M為符號的進制數。例如碼元速率為1200B，采用八進制（M=8）時，最大信息速率為3600b/s；采用二進制（M=2）時，最大信息速率為1200b/s。可見，二進制的碼元速率和最大信息速率在數量上相等，有時簡稱它們為數碼率。（3）碼元速率RB和信息速率Rb的關系例如碼元速率為120042頻帶利用率：比較不同通信系統的有效性時，單看它們的傳輸速率是不夠的，還應看在這樣的傳輸速率下所占用信道的頻帶寬度。所以，真正衡量數字通信系統傳輸效率的應當是單位頻帶內的碼元或信息傳輸速率，即B/Hzb/s/Hz

頻帶利用率：B/Hzb/s/Hz43例1已知二進制數字信號在2mins內共傳送了72000個碼元。問其碼元速率和信息速率各為多少?如果碼元寬度不變(即碼元速率不變)，但改為八進制數字信號，則其碼元速率為多少?信息速率又為多少?例1已知二進制數字信號在2mins內共傳送了72000個碼元44

解:(1)在2×60s內傳送了72000個碼元RB2=72000/(2×60)=600(B)Rb2=RB2=600(b/s)(2)若改為8進制碼元寬度不變(即碼元速率不變)則RB8=72000/(2×60)=600(B)Rb8=RB8·log28=1800(b/s)解:(1)在2×60s內傳送了720045

2、可靠性衡量數字通信系統可靠性的指標是差錯率，常用誤碼率和誤信率表示。誤碼率（碼元差錯率）Pe是指發生差錯的碼元數在傳輸總碼元數中所占的比例，更確切地說，誤碼率是碼元在傳輸系統中被傳錯的概率，即誤信率（信息差錯率）Peb是指發生差錯的比特數在傳輸總比特數中所占的比例，即2、可靠性衡量數字通信系統可靠性的指標是差錯率，常用誤46例2已知某8進制數字通信系統的信息速率為12000b/s，在收端半小時內共測得出現了216個錯誤碼元，試求系統的誤碼率。Rb=RBlog2M(b/s)例2已知某8進制數字通信系統的信息速率為12000b/s，47解：

解：48謝謝你的閱讀知識就是財富豐富你的人生謝謝你的閱讀知識就是財富49課程名稱——通信系統原理

CommunicationSystemsConcepts課程名稱——通信系統原理

CommunicationSy50開場白一、本課的重要性：1、入專業之門。2、墊專業之底。3、領專業之路。通信系統原理是一門介紹信息傳輸基本原理（理論和技術）的課程。它的研究對象是通信系統。開場白一、本課的重要性：通信系統原理是一門介紹信息傳51

二、目的要求：三、學習要領：1、明白原理。1、求真知。2、學會計算。2、常復習。3、聯系實際。3、重自學。通信網中涉及傳輸（Transmission）、復用（Multiplexing）、交換（Switching）、網絡（Network）四大技術，通信系統原理重點介紹傳輸和復用。二、目的要求：三、學習52教材及參考書教材——《通信原理教程》達新宇等北京郵電大學出版社參考書《通信原理（第5版）》樊昌信等國防工業出版社《通信原理》馬海武等北京郵電大學出版社《現代通信原理》曹志剛、錢亞生清華大學出版社《通信系統（第四版）》英文版〔加〕SimonHaykin電子工業出版社《DigitalandAnalogCommunicationSystems》（第五版）LeonW.CouchII清華大學出版社（影印版)《通信原理－學習與考研指導》沙濟彰等科學出版社《通信原理考研指導》信息通信專業考研指導叢書郝建軍、尹長川北京郵電大學出版社《通信原理習題集》楊鴻文、桑林北京郵電大學出版社教材及參考書教材——《通信原理教程》達新宇等北京郵電大學出53第1章緒論

本章教學要求：1、掌握信息量和通信系統主要性能指標的計算；掌握恒參信道和隨參信道特性及對信號傳輸的影響。2、熟悉通信基本概念（通信、消息、信號、信息等）3、理解信道的定義和模型。4、了解通信系統模型、分類和通信方式。第1章緒論

本章教學要求：1、掌握信息量和通信系統54主要外語詞匯通信（Communication）電信（Telecommunication）消息(Message)信號(Signal)信息（Information）模擬通信（AnalogCommunication）數字通信（DigitalCommunication）信息量（AmountofInformation）信道（Channels）信道容量（ChannelCapacity）信噪比（Signal-to-noiseratio，簡寫SNR）噪聲（Noise）信息熵（InformationEntropy）主要外語詞匯通信（Communication）電信（Tel55作業P213，4，7，8，18，19作業P213，4，7，8，18，1956本章主要內容1.1通信的基本概念1.2通信系統的組成1.3通信發展概況1.4信息及其量度1.5通信系統的主要性能指標1.6信道

1.6.1信道的分類和有關概念

1.6.2恒參信道特性及其對信號傳輸的影響

1.6.3隨參信道特性及其對信號傳輸的影響本章主要內容1.1通信的基本概念57§1.1通信的基本概念一、通信的定義

通信（communication）————指從一個地方向另一個地方進行消息的有效傳遞與交換。電信（Telecommunication）————利用電子等技術手段，借助電信號（含光信號）實現從一地向另一地進行消息的有效傳遞與交換。§1.1通信的基本概念一、通信的定義通信（comm58二、現代通信的業務內容1、電報4、廣播2、電話5、電視3、傳真6、因特網未來的個人通信——任何人（Whoever）在任何時候（Whenever）和任何地方（Wherever）與另一人（Whomever）以任何方式（Whatever）進行信息的實地實時全天候的交互。二、現代通信的業務內容1、電報59三、消息、信號和信息1、消息（message）——有待傳輸的符號、文字、數據和語聲等。2、信號（signal）——與消息相對應的電或光的波形，是消息的物質載體。3、信息（information）——消息中包含的有意義（有用）的內容。不同形式的消息可包含相同信息。三、消息、信號和信息1、消息（message）——有待傳輸的60四、通信系統的分類1、

按信號形式分：模擬通信和數字通信

2、

按傳輸媒介分：有線通信和無線通信

3、按通信業務分：電報、電話、傳真、數據傳輸、可視電話、無線尋呼等

4、按調制方式分：基帶傳輸和頻帶傳輸

5、按復用方式分：頻分復用、時分復用、碼分復用6、按工作頻段分：長波通信、中波通信、短波通信和微波通信7、按收信者是否運動分：移動通信和固定通信四、通信系統的分類61五、通信方式1.按消息傳送的方向與時間分圖1-1按消息傳送的方向和時間劃分的通信方式(a)單工方式；(b)半雙工方式；(c)全雙工方式五、通信方式1.按消息傳送的方向與時間分圖1-1按622.按數字信號排序分圖1-2按數字信號排序劃分的通信方式(a)串行傳輸方式；(b)并行傳輸方式2.按數字信號排序分圖1-2按數字信號排序劃分的通信633.按通信網絡形式分圖1-3按網絡形式劃分的通信方式(a)兩點間直通方式；(b)廣播方式；(c)交換方式

3.按通信網絡形式分圖1-3按網絡形式劃分的通信方式64§

1.2通信系統的組成

一、通信系統模型：圖1-4通信系統的模型

§1.2通信系統的組成

一、通信系統模型：圖1-65數字信號與模擬信號模擬信號：代表消息的參量是連續的或在某一范圍內可以取無窮多個值，時間上不一定連續；數字信號：代表消息的參量是離散或可數的，時間上不一定離散；數字信號與模擬信號模擬信號：代表消息的參量是連續的或在某一范66模擬信號波形數字信號波形(a)連續信號(a)二進制波形(b)抽樣信號(b)2PSK波形模擬信號波形67二、模擬通信系統（第3章）

（AnalogCommunication）

信源調制信道解調信宿噪聲源圖1-5模擬通信系統的模型

二、模擬通信系統（第3章）

（AnalogCommuni68三、數字通信系統（DigitalCommunication）

1、數字基帶傳輸系統（第4章）信源編碼信道解碼信宿噪聲源圖1-6數字基帶通信系統的模型

三、數字通信系統（DigitalCommunication692、數字頻帶傳輸系統（第5章）圖1-7數字頻帶通信系統的模型

2、數字頻帶傳輸系統（第5章）圖1-7數字頻帶通信系統的70四、數字通信系統優點與模擬通信比較，數字通信主要有以下五大好處：

1、

通信質量好，噪聲不累積。

2、可以通過編碼進行差錯控制，改善傳輸質量。

3、可利用現代數字信號處理技術處理數字信息。4、可加密，保安全。5、可實現綜合業務，使通信功能增強。

四、數字通信系統優點與模擬通信比較，數字通信主要有以下五大好71圖1-8兩類通信方式抗干擾性能比較(a)模擬信號；(b)數字信號

圖1-8兩類通信方式抗干擾性能比較(a)72模擬信號數字化通信系統（第6章）模擬信源A/D數字通信系統D/A模擬信宿A/D轉換（Analog—digitalconversion）：模擬——數字轉換。D/A轉換（Digital—analogconversion）：數字——模擬轉換。圖1-9模擬信號數字化通信系統的模型

模擬信號數字化通信系統（第6章）模擬信源A/D數字通信系統73§1.3通信技術發展概況一、通信發展簡史

§1.3通信技術發展概況一、通信發展簡史74表1-1通信重大事件表表1-1通信重大事件表75二、通信技術的現狀和發展趨勢（第11章）1.光纖通信光纖通信具有容量大、成本低等優點，且不怕電磁干擾，與同軸電纜相比可以大量節約有色金屬和能源。因此，自1977年世界上第一個光纖通信系統在芝加哥投入運行以來，光纖通信發展極為迅速，新器件、新工藝、新技術不斷涌現，性能日臻完善。由于長波長激光器和單模光纖的出現，使每芯光纖通話路數可高達百萬路，中繼距離將達到100km，市話中繼光纖成本也連續大幅度下降。我國近幾年來光纖通信已得到了快速發展，目前光纜長度累計近幾十萬km。我國已不再敷設同軸電纜，新的工程將全部采用光纖通信新技術。二、通信技術的現狀和發展趨勢（第11章）762.衛星通信

衛星通信的特點是通信距離遠，覆蓋面積廣，不受地理條件限制，可以大容量傳輸，建設周期短，可靠性高等。自1960年第一顆衛星發射成功以來，衛星通信發展特別迅猛。目前，衛星通信的使用范圍已遍及全球，僅國際衛星通信組織就擁有數十萬條話路。衛星通信的廣泛應用，使國際間重大活動能及時得以實況轉播，它使全世界人與人之間的“距離”縮短。2.衛星通信773.移動通信

移動通信是現代通信中發展最為迅速的一種通信手段，它是隨著汽車、飛機、輪船、火車等交通工具的發展而同步發展起來的。近10年來，在微電子技術和計算機技術的推動下，移動通信從過去簡單的無線對講或廣播方式發展成為一個把有線、無線融為一體，固定、移動相互連通的全國規模，甚至全球范圍的通信系統。移動通信的發展方向是數字化、微型化和標準化。20世紀90年代是蜂窩電話迅速普及的年代。但目前世界上存在多種不同的技術體制，互不兼容，因此標準化成為當務之急。數字化的關鍵是調制、糾錯編碼和話音編碼方式的確定。微型化的目標是研制重量非常輕的個人攜帶的手機。

3.移動通信784.微波中繼通信

微波中繼通信始于20世紀60年代，它較一般電纜通信具有易架設，建設周期短等優點。它是目前通信的主要手段之一，主要用來傳輸長途電話和電視節目，其調制主要采用SSB/FM/FDM等方式。微波中繼通信的主要發展方向是數字微波，同時要不斷增加系統容量，增加容量的途徑是向多電平調制技術發展。目前采用的調制方式有16QAM和64QAM，并已出現256QAM、1024QAM等超多電平調制的方式。采用多電平調制，在40MHz的標準頻道間隔內，可傳送1920至7680路PCM數字電話。

4.微波中繼通信79§1.4信息及其量度

我們定義能夠衡量信息多少的物理量叫做信息量，通常用I表示。

這說明信息有量值可言，并且信息所包含的事件越不可發生，人們就越感興趣，信息量就越大。顯然，信息量與事件發生的概率有關，事件出現的概率越小，信息量就越大；必然事件的概率為1，則它傳遞的信息量就為0。§1.4信息及其量度我們定義能夠衡量信息多少的物理量80一、信息量的定義：1、信息是消息（信號）的不確定性的度量。有不確定性，才有“惑”要解。確定事物不含信息。通信是消除不確定性的過程。可用通信所消除的不確定性的多少來定義所傳輸信息的多少。2、不確定性來自客觀事物本身的隨機性，可以用概率統計來定量描述之。3、概率為1的事件，不存在不確定性；概率越小，不確定性越大。用不確定性的大小表達信息，應與概率的倒數有關。I∝1/P一、信息量的定義：1、信息是消息（信號）的不確定性的度量。81

4、若干獨立事件的總信息量應等于各事件信息量的總和；而獨立事件聯合概率是各事件概率的乘積。為此定義：I＝log（1/P）＝－logP則有：當P＝P1P2……Pn時，I=I1+I2+……+In5、對數以2為底時，信息量的單位叫“比特”。（bit）對數以e為底時，信息量的單位叫“奈特”。（nit）對數以10為底時，信息量的單位叫“哈特萊”。（hartley）通常廣泛使用的單位為比特。4、若干獨立事件的總信息量應等于各事件信息量的總和；而獨立82二、信息熵（平均信息量）所謂平均信息量是指每個符號所含信息量的統計平均值。1．離散信源的熵已知信源發出M個不同消息（符號）的概率分別為Pi，（i＝1、2、3……M）

則發不同消息（符號）時各信息量不同：（i＝1、2、3……M）平均而言，發出一個符號的信息量為

：二、信息熵（平均信息量）所謂平均信息量是指每個符號所含信息832．離散信源的最大熵H0=Hmax=log2M

發生在

P1=P2=……=PM=1/M

的等概情況下。

二元等概信源

H0=log22=1

，每位碼元所含信息量為1比特。3．連續信源的熵（相對熵）

式中f(x)為連續消息x出現的概率密度函數。2．離散信源的最大熵84例1設由5個符號組成的信息源，相應概率為

例1設由5個符號組成的信息源，相應概率為

85§1.5通信系統的主要性能指標一、一般通信系統的性能指標：1、有效性5、保密性2、可靠性6、標準性3、適應性7、維修性4、經濟性8、工藝性§1.5通信系統的主要性能指標一、一般通信系統的性能指標86

通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，評價一個通信系統優劣的主要性能指標是系統的有效性和可靠性。有效性是指在給定信道內所傳輸的信息內容的多少，或者說是傳輸的“速度”問題；可靠性

是指接收信息的準確程度，也就是傳輸的“質量”問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統一，通常還可以進行互換。通信的任務是快速、準確地傳遞信息。因此，評價87二、模擬通信系統的有效性和可靠性指標：有效性可用帶寬（信號所占用的頻率范圍的寬度）來度量。可靠性用接收端最終輸出信噪比來度量。S為信號功率，N為噪聲功率。

二、模