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1、第第1章章绪论、信息与信道绪论、信息与信道石高涛天津大学计算机科学与技术学院边惜战抢玉效哇怖心声午鹅岸污捌幂蜕缝沛块蒲流陌妻散桃愧辜命蹭披枷第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道1通信系统通信系统通信是由一地向另一地传递符号、文字、语通信是由一地向另一地传递符号、文字、语音、图片等消息，是交流和传递信息的活动。音、图片等消息，是交流和传递信息的活动。为了完成消息的收发所涉及的功能部件构成为了完成消息的收发所涉及的功能部件构成了了通信系统，包括所有影响消息从消息发送通信系统，包括所有影响消息从消息发送者到消息接收者经过的部件者到消息接收者经过的部件秆感墨艺晚顺慷一烙脂颁匡纠巴惺敛锦博嗓后寅构进
2、潘讲疚氢废得挡茨图第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道2主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信系统分类通信系统分类n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质颈骄粮惜最竟几获湿座塌镐孵颊肃岗辐帕逊改皋旁绳指顺笔掷腥众涤辗拷第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道3通信系统的组成通信系统的组成l通通信信就就是是由由一一地地向向另另一一地地传传递递消消息息。通通信信系系统统是指完成通信过程的全部设备和传输介质。是指完成通信过程的全部设备和传输介质。l通信系统的一般模型通信系统的一般模型 通信
3、系统结构模型通信系统结构模型我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的我们把实现信息传输所需一切设备和传输媒介所构成的总体称为通信系统。以点对点通信为例，总体称为通信系统。以点对点通信为例，疏材贴吧于危类膊咋椅砷神喘康脆笼焊郁载喷汾坡脐凹批润觉鼠吹褐旗嫉第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道4发送端的功能发送端的功能l基基本本功功能能：一一方方面面是是把把信信息息转转换换成成原原始始电电信信号号，该该原原始始电电信信号号称称为为基基带带信信号号；另另一一方方面面将将原原始始电电信信号号处处理理成成适适合合在在信道中传输的信号。信道中传输的信号。l其其它它功功能能：根根据据系系统统情情形
4、形要要完完成成诸诸如如调调制制、放放大大、滤滤波波和和发射等功能，在数字系统中又包含信源编码和信道编码等。发射等功能，在数字系统中又包含信源编码和信道编码等。通信系统模型通信系统模型健榜谬晰篓痉几教瓶妆芥炼吁积螺襟诌巳并拧侨彩协郝寸鼻凹壁脐重涕庙第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道5信道的功能信道的功能信信道道是是指指信信号号传传输输通通道道，按按传传输输媒媒介介的的不不同同，可可分分为有线信道和无线信道两大类。为有线信道和无线信道两大类。图图中中的的噪噪声声源源，是是信信道道中中的的所所有有噪噪声声以以及及分分散散在在通通信系统中其它各处噪声的集合。信系统中其它各处噪声的集合。通信系统模
5、型通信系统模型臀晦砌烙淆趋恕犁慎忆区疫权液柄碱辗汤屹洗拘桑态哉康贞蚤胳熔毕杯蔑第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道6接收端的功能接收端的功能基基本本任任务务是是从从带带有有干干扰扰的的接接收收信信号号中中恢恢复复出出相相应应的的原原始始电电信信号号，并并将将原原始始电电信信号号转转换换成成相相应应的的信信息息，提供给受信者。提供给受信者。接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码等接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码等通信系统模型通信系统模型碎兹姬婴缔京火中督宇把辕滨谭墙兜办靳滴航锦矢垃拈室藉惯寻扬榔巨骂第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道7主要内容主要内容n通信系统模型
6、通信系统模型n通信系统分类通信系统分类n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质验妓秒旱勇煽等彝货影舰轩烃翔茁争巩尿买貉夷远虹茎卓惫褒枕置臀拔剐第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道8通信系统分类通信系统分类根据通信系统实现技术的不同，根据通信系统实现技术的不同，可以将其分为两类通信方式可以将其分为两类通信方式模拟通信方式模拟通信方式无线电视、无线广播等系统无线电视、无线广播等系统信号以模拟信号的形式进行信号以模拟信号的形式进行传输传输数字通信方式数字通信方式计算机局域网等现代通信系计算机局域网等
7、现代通信系统统信号以数字信号的形式进行信号以数字信号的形式进行传输传输荧偷向梆忱搁故育占退白殆吁粮坍东奈腋西歹番肆川嘶拦窑秉都办紧灵爹第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道9模拟通信系统模型模拟通信系统模型冯伟喜毫默饥富涣穿睡舱饶恰毋近访涣堕梆穆撕痉寝曙憎镣蛋盾杜情琳坝第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道10模拟通信系统模拟通信系统通信过程通信过程发信人讲话的语音信息首先经变换器将语音信息发信人讲话的语音信息首先经变换器将语音信息变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设变成电信号（模拟信源），然后电信号经放大设备后可以直接在信道中传输。备后可以直接在信道中传输。争万匆蓟强玛纺哮谨锨陪宫
8、吩禽烘袁侯驾噪唐前屿嗣岭寝佬腺胺速酥锗帮第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道11模拟通信系统模拟通信系统通信过程通信过程为了使多路信号同时在信道中传输，原始的电信为了使多路信号同时在信道中传输，原始的电信号（基带信号）一般要进行号（基带信号）一般要进行调制调制才能传输到信道才能传输到信道中去。中去。在收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。在收端，经解调器和逆变换器还原成语音信息。调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直接传输的基带信号变换成适合信道调制是信号的一种变换，通常是将不便于信道直接传输的基带信号变换成适合信道中传输的信号，这一过程由调制器完成，经过调制后的信号称为已调信号。中
9、传输的信号，这一过程由调制器完成，经过调制后的信号称为已调信号。垦彝惰赡哗害矛乃险第产禽套止渊蜗根禹钵恢毗感镰啊裔吭弓溉盏巫心鲁第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道12数字通信系统模型数字通信系统模型 频带传输频带传输 数数字字通通信信系系统统是是利利用用数数字字信信号号来来传传递递信信息息的的通通信系统信系统。变换器的作用变换器的作用是把信息转换成数字基带信号。是把信息转换成数字基带信号。信信源源编编码码的的主主要要任任务务是是提提高高数数字字信信号号传传输输的的有有效效性性。信信源源编编码码器器的的输输出出就就是是信信息息码码元元，接接收收端端译译码码则则是是信信源编码的逆过程源编码的
10、逆过程数字数字频带频带传输通信系统传输通信系统苛穆钞罢概忻猩令挫壁既具效湛串瞒鼎懒穴趟沈寂陷凉恶卢善凝醉拧丰隶第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道13数数字字通通信信系系统统是是利利用用数数字字信信号号来来传传递递信信息息的的通通信系统。信系统。信道编码的任务信道编码的任务是提高数字信号传输的是提高数字信号传输的可靠性可靠性。在在信信息息码码组组中中按按一一定定的的规规则则附附加加一一些些监监督督码码元元，以以使使接接收收端根据相应的规则进行检错和纠错。端根据相应的规则进行检错和纠错。接收端接收端信道译码信道译码是其相反的过程。是其相反的过程。数字数字频带频带传输通信系统传输通信系统数字通
11、信系统模型数字通信系统模型 频带传输频带传输 卯诚蘑苦藏锚疫亡窥钎稚卓装臣柴轴溜魏雹狠哆宿跺疾承捌踩谣舵目诈瘸第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道14数数字字通通信信系系统统是是利利用用数数字字信信号号来来传传递递信信息息的的通通信信系统。系统。同同步步系系统统（图图没没有有画画出出）可可以以使使通通信信系系统统的的收收、发发两两端端或或整整个个通通信信系系统统，以以精精度度很很高高的的时时钟钟提提供供定定时时，以以使使系系统统的的数数据据流流能能与与发发送送端端同同步步、有有序序而而准准确确地地接接收收与与恢恢复复原信息。原信息。数字数字频带频带传输通信系统传输通信系统数字通信系统模型数
12、字通信系统模型 频带传输频带传输 身剩油夷锁咏慰犯遇氛言娶奏唇鸣抬参懊埠慧绍坍恼伙乒立婴京篙辈局隅第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道15数字数字基带传输通信系统基带传输通信系统数字基带传输系统模型数字基带传输系统模型 与频带传输系统相对应，我们把与频带传输系统相对应，我们把没有没有调制器调制器/解调器解调器的的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 所示。所示。怎哥暴祝迟质贷也舍陡肆昏派君陪蝴凉卖拎龚邮堡哩窑桌拘某局人纲威媚第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道16数字通信系统的优点数字通信系统的优点抗干扰能力强抗干扰能力强在模拟通信中，电
13、信号在信道上传送的过程中受到的电气干扰很难消除，使得通信质量变坏。数字通信在接收端只要干扰信号不是大到使“有电脉冲”和“无电脉冲”都分不出来的程度，就不会影响通信质量。通信距离远，通信质量受距离的影响小通信距离远，通信质量受距离的影响小模拟信号在传送中能量会逐渐发生衰减，放大器会把有用的信号和无用的杂音一起放大，限制了通信距离。数字通信可把受到干扰的电脉冲再生成原来没有受到干扰的那样，使失真和噪音不易积累。通信距离可以达到很远。 艰矣光夸鹤波通纷弃来硕酣屯玉汇伟蘑丰煌伟监惠箔损俺榜赘末拈虚幸涝第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道17数字通信系统的优点数字通信系统的优点保密性好保密性好模拟通
14、信传送的电信号，加密比较困难。而数字通信传送的是离散的电信号，可以方便地进行加密处理。通信设备的制造和维护简便通信设备的制造和维护简便数字通信的电路主要由电子开关组成，很容易采用各种集成电路，体积小、耗电少。能适应各种通信业务的要求能适应各种通信业务的要求各种信息（电话、电报、图像、数据以及其它通信业务）都可变为统一的数字信号进行传输，而且可与数字交换结合，实现统一的综合业务数字网。 仰棋友哗贩浴众柏悉勋缩犯茅沸省倦哄携迄中喻舒狙掉蔚祖司吟叹鬼疥啦第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道18通信系统的分类通信系统的分类业务类型分业务类型分语音通信和非语音通信语音通信和非语音通信电话电话 vs
15、互联网互联网传输方式分传输方式分基带传输和频带传输基带传输和频带传输市话系统市话系统 vs 广播系统广播系统信号类型分信号类型分模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号无线电广播无线电广播 vs 计算机网络计算机网络信道类型分信道类型分无线通信和有线通信无线通信和有线通信革购柬焚戎沾淹娜篮投免叮跌肚躬骇忘蔗迹溺拆靠串哄弟为艳盒实蹬赎狙第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道19主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信系统分类通信系统分类n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质棱场浴着擅机醋塌慑
16、宪洁辗封元店哪登姓柿谍桔溶她堂穗鸦藤舵务写臭获第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道20通信方式通信方式u串行传输、并行传输串行传输、并行传输uRS232RS232；RS485RS485；IEEE1284 IEEE1284 uIEEE1284 (SPP, EPP, ECP)IEEE1284 (SPP, EPP, ECP)u同步传输、异步传输同步传输、异步传输u单工、半双工、全双工传输单工、半双工、全双工传输简埋彭雌牺遁捡札噬嘿蒋供倘蔼迎郴皿案似房琶斤泌疙集潭拈钒擅惮稀嫩第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道21通信方式通信方式u串行传输和并行传输串行传输和并行传输u串行传输串行传输数数据据
17、一一位位接接一一位位地地在在一一条条信信道道上上传传输输。收收发发双双方方要要保持位同步和字符同步。保持位同步和字符同步。收收发发双双方方只只需需要要一一条条传传输输通通道道。实实现现容容易易，是是一一种种常用传输方式。常用传输方式。u并行传输并行传输一一个个字字符符的的所所有有比比特特同同时时传传送送，每每一一位位单单独独使使用用一一条条通通道道。常常用用于于现现场场通通信信或或计计算算机机与与外外设设之之间间的的数数据传输。据传输。泽渡肄还郭颤衅谦复湘莉吴孙瓤骇乓义折灵州宜自坛镜危载歌福刺廷秉庄第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道22异步传输异步传输异步传输方式中每一个字符的发送都是独
18、立和随异步传输方式中每一个字符的发送都是独立和随机的，以不均匀的速率传输，如键盘输入机的，以不均匀的速率传输，如键盘输入为了实现异步传输，需要每个字符用一位起始位为了实现异步传输，需要每个字符用一位起始位引导、一位停止位结束以便接收方捕捉信息。传引导、一位停止位结束以便接收方捕捉信息。传输方式简单，但需要额外附加代价。输方式简单，但需要额外附加代价。 在没有数据发送时，发送方可发送连续的停止位在没有数据发送时，发送方可发送连续的停止位( (高电平高电平) )。接收方根据。接收方根据“1”“1”至至“0”“0”的跳变来判的跳变来判断一个新字符的开始，然后接收字符中的所有位。断一个新字符的开始，然
19、后接收字符中的所有位。拧忙别莱淑意裙富乌撵例菱嗅鸳捅洁玻捏惟亿欣总咏饮虾叙顿哉齐沽樟梦第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道23同步传输同步传输同步传输中，收发双方具有同步传输中，收发双方具有同步的时钟同步的时钟，数据的传输由，数据的传输由定定时信号控制时信号控制。通信设备从接收信号中提取出定时信号，。通信设备从接收信号中提取出定时信号，接收同步的数据。接收同步的数据。以数据块以数据块( (数据帧数据帧) )为传输单位为传输单位。传输操作双方动作呼应。传输操作双方动作呼应。为使接收双方能判别数据块的开始和结束，需要在每个数为使接收双方能判别数据块的开始和结束，需要在每个数据块的据块的开始处和
20、结束处各加一个帧头和一个帧尾开始处和结束处各加一个帧头和一个帧尾，加有，加有帧头、帧尾的数据称为一帧。帧头、帧尾的数据称为一帧。涝川曼适函愈映靶闷欧儿吉捧狞冰润骂动郴碗咎溅痈钓露跑凌巴耿浦箩谰第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道24通信方式通信方式u单工、半双工和全双工传输单工、半双工和全双工传输按照信号传输方向和时间的关按照信号传输方向和时间的关系分为三类：单工传输、半双系分为三类：单工传输、半双工传输和全双工传输。工传输和全双工传输。单工传输单工传输：信号只能在一个：信号只能在一个方向传输，方向传输，半双工传输半双工传输：信号可以在两：信号可以在两个方向上传输，但不能同时传个方向上传输
21、，但不能同时传输，必须是交替进行。一个时输，必须是交替进行。一个时间只能允许向一个方向传送，间只能允许向一个方向传送，全双工传输全双工传输：信号可以同时：信号可以同时在两个方向上传输。这种方案在两个方向上传输。这种方案使用的信道也是一种双向信道。使用的信道也是一种双向信道。莱韶土倪王爪伴醒漾核鞠奶贷贱岩送蚁衡屎柑委春蕊抨揍狞常戴瞬玛爸写第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道25主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信系统分类通信系统分类n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质吟秀维患请诲
22、步糯籽览斩试恭想霹铀介详贰侵迷索忌颂稼冈满咱购裸夹无第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道26通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u数据元素数据元素(Data element)或者或者信息元素信息元素u数据元素是数据通信中要发送的信息，它是表示数据元素是数据通信中要发送的信息，它是表示信息的最小单位，即位信息的最小单位，即位u信号元素信号元素(signal element)或者或者码元码元u信号元素是数字信号的最小单元信号元素是数字信号的最小单元u信号元素承载着数据元素，用来传递数据元信号元素承载着数据元素，用来传递数据元素的，它是信息的载体，而数据元素则是被素的，它是信息的载体，而
23、数据元素则是被承载。承载。(汽车载人的关系汽车载人的关系)u根据通信设计的需要，一个信号元素或者码根据通信设计的需要，一个信号元素或者码元可以承载元可以承载1个或多个数据元素个或多个数据元素110111001订昏禽福佛乎予鸯府阉划惨贾裹堑氯卒贰续剃憋殉坦栏钟始这剩扮痢婪蔓第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道27通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u有效性有效性传输速率传输速率码元速率码元速率（传码率）（传码率）RB：单位时间传输的码元数：单位时间传输的码元数目，单位是目，单位是 “码元码元/s”或者或者”波特波特”。所以码元。所以码元速率也成为波特率。速率也成为波特率。 信息速率信
24、息速率（比特率）（比特率）Rb ：单位时间传输的信息数：单位时间传输的信息数目，单位是目，单位是bit/s。数据通信的目标是为了降低信号速率而增加数据通信的目标是为了降低信号速率而增加数据速率数据速率u一个二进制码元的信息量为一个二进制码元的信息量为1bit。M进制码元传进制码元传输中输中,每个码元包含每个码元包含log2M bit的信息，因此有的信息，因此有bit/s匡原骑凹沥浪惑笑洱挨瓢禄嘲抓免快矿畜胶爽拍仰淮彤张亚谷赖拒鼻漾戌第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道28通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标u可靠性可靠性差错率差错率误码率：错误接收码元数误码率：错误接收码元数/总码
25、元数总码元数误比特率：错误的接收比特数误比特率：错误的接收比特数/总的比特数总的比特数u对误比特率的要求与所传输的信号有关，如传输对误比特率的要求与所传输的信号有关，如传输数字电话信号时，要求误比特率在数字电话信号时，要求误比特率在10-310-6之间，之间，而传输计算机数据则要求误比特率小于而传输计算机数据则要求误比特率小于10-9寿睬躇挑剪貌颊罪琉椽腰汽伦匿购回篇贯悼猖他戳远皂莎座雁葬鲍障笼胜第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道29主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信
26、道容量n通信介质通信介质弱鹊冀酮犀吏业狈酸敞换务氛胜恐柒姬停揉睦荔搞虎许层戌灾涂佃辩摄痰第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道30单个消息的信息及其度量单个消息的信息及其度量信源输出的消息是随机的。即在未收到消息之前，信源输出的消息是随机的。即在未收到消息之前，是不能肯定信源到底发送什么样的消息。是不能肯定信源到底发送什么样的消息。通信的目的也就是要使接收者在接收到消息后，通信的目的也就是要使接收者在接收到消息后，尽可能多的消除接收者对尽可能多的消除接收者对信源信源所存在的所存在的不定度不定度因此这个因此这个被消除的不定度被消除的不定度实际上就是在通信中所实际上就是在通信中所要传送的信息量。
27、要传送的信息量。 信源a1,a2,a3,.接收者其旗芒取锋嗜拨票惋粥挽湘既玉社算二底粒溅稠瓢岳酣否绊庭麻诊莽佃臼第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道31单个消息的信息及其度量单个消息的信息及其度量根据前面分析，可知，事件发生的不确定性是与根据前面分析，可知，事件发生的不确定性是与事件发生的概率有关。事件发生的概率有关。事件发生的概率越小，猜测它的难度就越大，不确定度事件发生的概率越小，猜测它的难度就越大，不确定度也越大。也越大。事件发生的概率越大，猜测它的难度就越小，不确定性事件发生的概率越大，猜测它的难度就越小，不确定性就越小。就越小。因此，事件的信息量应该是该事件发生的先验概因此，事件
28、的信息量应该是该事件发生的先验概率的函数。率的函数。称称 表示事件表示事件ai发生所含有的发生所含有的自信息量自信息量。产骇正豌啮区观瑶俄孰腕知怕哨藕湛卢代膊档到硷掠啪拔跃凑瘫庄胖将斗第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道32单个消息的信息及其度量单个消息的信息及其度量函数函数 应当满足如下条件：应当满足如下条件：1.是先验概率的单调递减函数。是先验概率的单调递减函数。2. P=1时，时，I=0; P=0时，时， I=无穷无穷3. 两个独立事件的联合信息应当是他们分别的信息量之两个独立事件的联合信息应当是他们分别的信息量之和。和。满足上述条件的函数形式如下：满足上述条件的函数形式如下：因此，
29、因此，信源的每个输出信源的每个输出ai所传递的信息定义为该所传递的信息定义为该输出的输出的自信息量自信息量I(ai)，它应当是该信息出现概率，它应当是该信息出现概率的函数。的函数。可由可由 log(pi)给出给出。当对数以2为底时，则信息量的单位为比特(bit);对数以e为底时，信息量单位为奈特(nit); 当信源输出当信源输出n个独立输出时，该如何计算这个独立输出时，该如何计算这n个输出组成的信息量？个输出组成的信息量？ 赘卢尿喳适嗜骗绳牙圈聚铬励嘱手尧掸殉睬檄迄蛇蛹瑞脑廷莫用敝特英缉第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道33 信源的信息及其度量信源的信息及其度量多个消息多个消息假设假设某
30、信息源输出的信息某信息源输出的信息其取值范围（其取值范围（a1, a2, ai）是有限的或可数的）是有限的或可数的，信源的信息量信源的信息量可可以定义为以定义为所有输出的自信息量的数学期望值所有输出的自信息量的数学期望值：信源的信息量称为信源的信息量称为信源的熵信源的熵H(X)通常对数的底数取通常对数的底数取2，则熵的单位为，则熵的单位为 比特比特/符号符号0log0 0戚恍皇丈磐萌终艾棘开疡磨肺段舜乖仍掣蔼僻染拢人客曝洪却轰刀检凰涂第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道34u二进制熵函数二进制熵函数P为为0或或1时，二进制无记忆源的熵为零，此时时，二进制无记忆源的熵为零，此时的信息是确定的
31、、完全可预测的的信息是确定的、完全可预测的.当概率为当概率为0.5时，熵最大，为时，熵最大，为1。此时，信息的。此时，信息的不确定性最大。不确定性最大。熵是信息的不确定性度量熵是信息的不确定性度量信息及其度量的举例信息及其度量的举例郭先苗吹瓶靡肯伶翅垣仗涨幻店翔习钱限庶绊氓讣体杰献藤袍筷芭椽煽领第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道35例例1一个离散无记忆的信号源，字符集大小为一个离散无记忆的信号源，字符集大小为N，信源的输出是等概率的，求此信源的熵信源的输出是等概率的，求此信源的熵例例2一个带宽为一个带宽为4000Hz的信源以奈奎斯特速率采的信源以奈奎斯特速率采样，采样序列可以建模为一个字
32、符集样，采样序列可以建模为一个字符集-2, -1, 0, 1, 2的离散无记忆信源，相应的概率为的离散无记忆信源，相应的概率为1/2, , 1/8, 1/16, 1/16,求信源的速率求信源的速率（bps）信息及其度量的举例信息及其度量的举例趴辗剃超霜婶管苏毕壮渤生微珊氧矾汕闻烯铡淖陨淄拍苏箔降卫塔冕奠弘第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道36例1晕吼医销讫掏淮止煤腔薛星嗜穗欠意棘难贯门汐橇幕参倍蛤过竹蜀匪三揪第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道37例例2础动耸膘尾娩峦悦敬文薄驴掇夷氓响喂赶钓县非偿梅砍诛称庚滑棚驻寝煎第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道38作业作业某离散信源由某离
33、散信源由“0” “1” “2”和和“3”四个四个符号组成，其发生的概率分别为符号组成，其发生的概率分别为3/8、1/4、1/4、1/8，求消息，求消息2013021103200120033020320102223的信息的信息量。量。信息及其度量的举例信息及其度量的举例棱执蛊顾涟奋匀养恨擂峙情转只真坝趁呻罕赵擒枝休斧哎哮罐微闯府龙裴第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道39思考题思考题设有设有12个形状完全相同的球，其中一个球个形状完全相同的球，其中一个球的重量与其他球不同的重量与其他球不同(不知是轻还是重不知是轻还是重)，其它球均等重。为了用天平其它球均等重。为了用天平(无砝码无砝码)称出称
34、出这个不同重量的球，问至少必须多少次？这个不同重量的球，问至少必须多少次？提示：提示：所需次数所需次数=（总的不确定信息量）（总的不确定信息量）/ (天平测一次消天平测一次消除的不确定性信息量除的不确定性信息量)盾庞悉施腆部酪至羽惑支际溶帅朱摧椿影脆近酷孤鞘亲贵嘿宿泰姜寨矩吊第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道40主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信方式通信方式n通信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质酸脱踞兆度裂镭滑铺妄材蚕捉怂蝇缕畦送体罢杏尘蕊洋锰盒梦航筛钮滋摔第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与
35、信道42信道与信道容量信道与信道容量信道（信道（channelchannel）狭义信道狭义信道发信机和收信机间传输信息的媒介或通道发信机和收信机间传输信息的媒介或通道广义信道广义信道编码信道：所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的编码信道：所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。部分。调制信道：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端调制信道：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分的部分芝辙屿李虏兑绘赢骂灼饮渊呐烟符瓶薛菊映总笔步煎磅九票暮贰雕笛助晌第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道43信道与信道容量信道与信道容量信道（信道（channelchannel）
36、狭义信道狭义信道发信机和收信机间传输信息的媒介或通道发信机和收信机间传输信息的媒介或通道广义信道广义信道编码信道：所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端编码信道：所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。的部分。调制信道：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入调制信道：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分端的部分信道传输损耗：信号能量在信道中传输过程会受信道传输损耗：信号能量在信道中传输过程会受到消减，不同的信道对信号损耗的影响也不相同。到消减，不同的信道对信号损耗的影响也不相同。信道可以提供的最大传输能力如何？信道可以提供的最大传输能力如何？瑞说靠购呀壳再侮菌踌
37、科兄恿坤蔡泰兄宋膘膜到降娱秤陈盯翌车爆饯源改第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道44香农香农(Shannon)19381938年香农在年香农在MITMIT获得电气工程获得电气工程硕士学位硕士学位 ，硕士论文奠定了数，硕士论文奠定了数字电路的理论基础。被誉为字电路的理论基础。被誉为“这可能是本世纪最重要、最著这可能是本世纪最重要、最著名的一篇硕士论文。名的一篇硕士论文。” ” 19401940年香农在年香农在MITMIT获得数学博士获得数学博士学位，而他的博士论文是关于学位，而他的博士论文是关于人类遗传学人类遗传学的，题目是理论的，题目是理论遗传学的代数学遗传学的代数学19481948年香农
38、在年香农在Bell System Bell System Technical JournalTechnical Journal上发表了上发表了A Mathematical Theory of A Mathematical Theory of Communication Communication 奠定了通信奠定了通信领域的数学理论基础领域的数学理论基础羌抢曰驼力施藏诗后这尖过猛流挛爹躇荣惰软蓉庆二凳炼希貉蝉糙宜杨锄第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道45A Mathematical Theory of Communication 关于信息论的著名论文，关于信息论的著名论文，1948年发表在
39、贝尔实年发表在贝尔实验室技术杂志第验室技术杂志第27卷上。全文共卷上。全文共5章。章。这篇经典论文中指出，通信的基本问题是通信双这篇经典论文中指出，通信的基本问题是通信双方中之一方能够精确地或近似地再生另一方发出方中之一方能够精确地或近似地再生另一方发出的消息，并针对这一基本问题作出信息的定量描的消息，并针对这一基本问题作出信息的定量描述。述。论文还对信源、信道、编码、译码和信宿的概念论文还对信源、信道、编码、译码和信宿的概念作了精确的描述，进而建立了有关通信系统的完作了精确的描述，进而建立了有关通信系统的完整的数学模型。这篇论文导致了一门崭新学科整的数学模型。这篇论文导致了一门崭新学科信息论
40、的建立。信息论的建立。给出了信道容量的估算方法。给出了信道容量的估算方法。珍碍拽障含充瓷形浸露酞收愉胖影诅密宜注履患萎亮宪吓达津诡笔构琶签第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道46分贝和信号强度分贝和信号强度在任何传输系统中都有一个重要的参数即：在任何传输系统中都有一个重要的参数即：信号信号强度强度。同时，当信号沿着传输媒体传播时信号强。同时，当信号沿着传输媒体传播时信号强度会有度会有损耗和损耗和“衰减衰减”。为了表示信号的增益、损耗等类似的值，习惯上为了表示信号的增益、损耗等类似的值，习惯上使用使用分贝分贝来描述。来描述。分贝是两个信号功率的比值的度量：分贝是两个信号功率的比值的度量：:增
41、益增益,以分贝为单位以分贝为单位:输出功率值输出功率值:输入功率值输入功率值:衰减衰减祷竿泼镁弄涨揭从怎涎碑淋郡烙未痒肃鞍纯城屿几燥醚姐杰签炳沿逞助瓶第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道47分贝和信号强度分贝和信号强度 根据公式根据公式可以看出，可以使用分贝来表示信号可以看出，可以使用分贝来表示信号强度的绝对量强度的绝对量 葬嘴讽龄责苇楷殿砚输悄风批羹咸颓空魂暇力彻鄂涂手壮锁篙试梅几撬允第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道49信道容量信道容量: :香农定理香农定理C：信道容量，信道可能传输的最大信息速率，：信道容量，信道可能传输的最大信息速率，即信道所能达到的最大传输能力即信道所能达到
42、的最大传输能力B：信道带宽：信道带宽S：信号平均功率：信号平均功率N：噪声平均功率：噪声平均功率(注意单位注意单位)S/N: 信噪比信噪比陈惋新毖嘿衫讣按晦柏项风隅徽安萝藉心穷哇钒售袄匠釜著晾屎二乍餐魔第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道50香香香香农农农农公公公公式式式式表表表表明明明明了了了了当当当当信信信信号号号号与与与与作作作作用用用用在在在在信信信信道道道道上上上上的的的的起起起起伏伏伏伏噪噪噪噪声声声声的的的的平平平平均均均均功功功功率率率率给给给给定定定定时时时时，在在在在具具具具有有有有一一一一定定定定频频频频带带带带宽宽宽宽度度度度B B的的的的信信信信道道道道上上上上，
43、理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。同时，该式还是同时，该式还是同时，该式还是同时，该式还是频谱扩展技术频谱扩展技术频谱扩展技术频谱扩展技术的理论基础。的理论基础。的理论基础。的理论基础。 重要意义重要意义重要意义重要意义： 白噪声功率谱密度为白噪声功率谱密度为n0叠姿幂商耘磊吨驼扩仅赣发灿肛余柒寿芒今讨孪饱驭簇耗升第奄淆砾沥嵌第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道51信道容量及信道容量及 “三要素三要素”之间的关之间的关系系提高信噪比提高信噪比S/N可
44、以增加信道容量可以增加信道容量。当当n0=0或或S= ，即即S/N趋趋于于无无穷穷时时，信信道道容容量量C趋趋于于无无穷穷。这这意意味味着着增增大大信信号号平平均均功功率率S和和减减小小噪噪声声功功率率N是是提提高高信信道道容容量量的的有有效手段。效手段。 增增加加信信道道带带宽宽B可可以以增增加加信信道道容容量量C，但但不不能能无无限限制制地使其增大地使其增大 通通常常，把把实实现现了了上上述述极极限限信信息息速速率率的的通通信信系系统统称称之之为为理理理理想想想想通信系统通信系统通信系统通信系统。雁衷冲钢胯铃寞场累叫敝匹昔嘎灵瞪噪复粗囊定饶冬齿尤捻抬泛鄂洗鸟第第1章绪论信息与信道第1章绪论
45、信息与信道52信信噪噪比比再再小小，即即使使S/N1，信信道道容容量量也也不不会会为为0。 也也就就是是说说，在在弱弱信信号号强强噪噪声声情情况况下下，信信道道也也存存在在通通信信能能力，只不过允许传输的信息率小而已。力，只不过允许传输的信息率小而已。 在在信信道道容容量量C一一定定时时，信信噪噪比比S/N与与信信道道带带宽宽(B)对对信信道道传输能力的影响效果可以互换；传输能力的影响效果可以互换； 增加信号带宽可以降低对信噪比的要求。增加信号带宽可以降低对信噪比的要求。 当当信信噪噪比比太太小小、不不能能保保证证通通信信质质量量时时，常常采采用用宽宽带带系系统统，从而使系统具有较好的抗干扰性
46、。从而使系统具有较好的抗干扰性。绳秀蒸玉错晋直榆现垄咕婉萨泊辖敖政伪寂獭泥挑谭箭鞍历楷揪胡础厌踌第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道53香农公式的结论香农公式的结论结论结论1任何信道，都有信息容量任何信道，都有信息容量C。如果信息速率。如果信息速率R小小于于C，则理论上存在一种方法，能以最小的差，则理论上存在一种方法，能以最小的差错概率通过信道传输；如果错概率通过信道传输；如果R大于大于C，则理论上，则理论上无差错传输是不可能的无差错传输是不可能的结论结论2给定给定C，若减小带宽，则必须增加发送功率，若减小带宽，则必须增加发送功率宽带系统有较好的抗干扰性宽带系统有较好的抗干扰性 啸胞菱计彝
47、弥瑞德颧汾应灶墒悦烩讹酋赤沽瓶癣橱呻糖戌胯奶早幢烬销蛋第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道54习题习题1模拟信道，信道带宽模拟信道，信道带宽B3000Hz，信号功率，信号功率S0.0001W, 信道噪声功率信道噪声功率N0.0000004W,求求该信道的信息传输速率该信道的信息传输速率C2某信道的频率范围为某信道的频率范围为3MHz到到4MHz,信噪比为信噪比为24dB，求该信道的信息传输速率。，求该信道的信息传输速率。贿走翁椿鸟误帧葛托埔记江捉僻爸捧峪塞玄陕瑟馆摔犀治夯抠音金趟豫胡第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道55主要内容主要内容n通信系统模型通信系统模型n通信方式通信方式n通
48、信系统的主要性能指标通信系统的主要性能指标n信息及其度量信息及其度量n信道与信道容量信道与信道容量n通信介质通信介质俭祝糠辨页哟夺龙派骋脊幕冲牲怀仑鸭柬辫玩卵莱梯洼块酝宙骚俱诌颧逻第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道56传输介质传输介质传输介质是指数据传输系统中发送器和接传输介质是指数据传输系统中发送器和接收器之间的物理通道。收器之间的物理通道。有线传输介质（硬传输介质，有线传输介质（硬传输介质，导向介质导向介质）双绞线、同轴电缆、光纤双绞线、同轴电缆、光纤无线传输介质（软传输介质，无线传输介质（软传输介质，非导向介质非导向介质）无线电波、地面微波、卫星链路无线电波、地面微波、卫星链路激光
49、、红外线激光、红外线数据通信的特点及其通信质量取决于传输数据通信的特点及其通信质量取决于传输介质及其传输信号的特点。介质及其传输信号的特点。徒倔拒蚤搪搽丫粕褒蒲积色筛亮效蹬茶寥火昏爷乌署功笛售鸣胯使公氛周第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道57传输介质传输介质在通常设计数据传输系统时，主要考虑的在通常设计数据传输系统时，主要考虑的是数据速率及其传输距离：是数据速率及其传输距离：数据速率越大，数据速率越大，传输距离越远越好。传输距离越远越好。决定数据速率和传输距离的因素：决定数据速率和传输距离的因素：带宽带宽(Bandwidth): 香农定理香农定理传输损耗：如能量衰减限制传输的距离传输损耗
50、：如能量衰减限制传输的距离干扰：频率重叠的区域内，相互竞争的信号干扰：频率重叠的区域内，相互竞争的信号之间会相互干扰，导致信号的失真或丢失。之间会相互干扰，导致信号的失真或丢失。(非导向传输介质尤其严重非导向传输介质尤其严重)羔艇耶动天森涪领芭附姥荧酷廷劝墙翻奎窗服拘葬桓妻猩畴巨搞羡吮凯旁第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道58电信用电磁波频谱电信用电磁波频谱各种导向媒体和非导向传输媒体的工作频率范围各种导向媒体和非导向传输媒体的工作频率范围估乍赏笋反挣鹊鞋氮副碴赵脏肺茫堑置蔓嘉傲头犬炭粗兄苯章率颗尔淮堪第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道59双绞线双绞线：由两根彼此绝缘的铜线组成，这
51、：由两根彼此绝缘的铜线组成，这两跟线按照规则的螺线状胶合在一起。两跟线按照规则的螺线状胶合在一起。通常将很多这类先捆扎在一起，并用坚硬、起通常将很多这类先捆扎在一起，并用坚硬、起保护作用的保护皮包裹在一起成一个电缆。保护作用的保护皮包裹在一起成一个电缆。电话网中的常用传输介质。工作频率范围电话网中的常用传输介质。工作频率范围在在01MHz。可用于传输数字和模拟信息，模拟信号的可用于传输数字和模拟信息，模拟信号的最大传输距离大约每最大传输距离大约每5千米到千米到6千米；对数千米；对数字信号的最大传输距离约为字信号的最大传输距离约为2千米到千米到3千米。千米。导向传输介质导向传输介质蠕辗务休瞅溜缝
52、沿欺琐谆悔英气鸡灿沂毗框喧纹甫哲贺浦窟磐肪量芥或剑第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道60双绞线双绞线：无屏蔽双绞线：普通电话线。易受干扰，包括无屏蔽双绞线：普通电话线。易受干扰，包括相邻双绞线的干扰和周围环境产生的噪声。相邻双绞线的干扰和周围环境产生的噪声。屏蔽双绞线：在无屏蔽双绞线外加上金属网罩屏蔽双绞线：在无屏蔽双绞线外加上金属网罩将双绞线包括起来，可减少干扰。将双绞线包括起来，可减少干扰。导向传输介质导向传输介质Outer InsulationFour twisted pairs无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线恤租猴搞绣底扯斯吸捐势芭旱痞浓术渤氦视煎距异劫钩扫准弥狡迂楼寒峰第1章绪论信息与
53、信道第1章绪论信息与信道61同轴电缆同轴电缆：同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。性材料。同轴电缆可以用于更长的距离传输，比如有线电视同轴电缆可以用于更长的距离传输，比如有线电视.可以传输频率更高、数据率更快的数据。可以传输频率更高、数据率更快的数据。受到干扰的可能性更低。受到干扰的可能性更低。导向传输介质导向传输介质导线导线屏蔽罩屏蔽罩外层绝缘体外层绝缘体绝缘层绝缘层哺捏宗榷兽傀糯策茁浪沉佬疡锭不碌矛通陈浮妈署堵亦澎掺湾射选爆糜赌第1章绪
54、论信息与信道第1章绪论信息与信道62导向传输介质导向传输介质光纤光纤：香港中文大学高锟教授首先提出光纤可以用于通讯传香港中文大学高锟教授首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。柔软的、能传导光波的介质，由玻成的光传导工具。柔软的、能传导光波的介质，由玻璃和塑料构成。璃和塑料构成。在折射率较高的单根光纤外面，在折射率较高的单根光纤外面，再用折射率较低的包再用折射率较低的包层包住层包住，就可以构成一条光通道。外面再加一
55、保护套，就可以构成一条光通道。外面再加一保护套，即构成一单芯光导纤维电缆单芯即构成一单芯光导纤维电缆单芯光缆光缆。繁萌慢欺肚掷苏较姿殴钢瞄芒龚缉涅腔漱沂赣股途渭被嗽怠遵钝隋账蜗姬第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道63导向传输介质导向传输介质光纤光纤：通常光纤的一端的发射装置使用通常光纤的一端的发射装置使用发光二极管发光二极管或一束激或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用用光敏元件检测光敏元件检测脉冲。脉冲。光纤的特点光纤的特点容量更大：容量更大：Gbps的传输速率的传输速率体积更小、重量更轻：比双绞线和同轴电缆轻两个数体积更
56、小、重量更轻：比双绞线和同轴电缆轻两个数量级。量级。衰减更小：衰减大大降低。衰减更小：衰减大大降低。隔绝电磁场：不受外部电磁场的影响，不怕诸如冲击隔绝电磁场：不受外部电磁场的影响，不怕诸如冲击噪声和串扰之类的干扰。也不会辐射能量，因此对其噪声和串扰之类的干扰。也不会辐射能量，因此对其他设别几乎没有干扰；信息很难泄漏。他设别几乎没有干扰；信息很难泄漏。传输距离更远：传输距离更远：10几千米。几千米。婴推岳烧弧标驯俺柞篱中肘担棘溺湘缔冷戚玖宰妄夷闲体渺秤磁长呼把币第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道64导向传输介质导向传输介质光纤光纤：分类分类:多模与单模。多模与单模。多模光纤多模光纤：允许一
57、束光沿纤芯反射传播：允许一束光沿纤芯反射传播.单模光纤单模光纤：仅允许单一波长的光沿纤芯直线传播，在其中不：仅允许单一波长的光沿纤芯直线传播，在其中不产生反射。产生反射。直径：直径：单模小，多模大。单模小，多模大。光纤通过光纤通过完全内部反射完全内部反射来传输信号的编码的光束。来传输信号的编码的光束。讣时渭衫铅夷吸宴鬼狸糊韶牛裳疚狡懦巫挖蜕钞工舒全秆食垂憾搔慑涩蜘第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道65非导向传输介质非导向传输介质无线传输无线传输：无线通信的传输媒质是自由空间。电磁波从发射天无线通信的传输媒质是自由空间。电磁波从发射天线辐射出去之后，经过自由空间到达接收天线。线辐射出去之后
58、，经过自由空间到达接收天线。天线天线：用来发射电磁能量或者收集电磁能量的：用来发射电磁能量或者收集电磁能量的电导体系统。电导体系统。在发射信号时，发射器将电能量通过天线转化成电在发射信号时，发射器将电能量通过天线转化成电磁能量，并由天线发射到周围环境中。磁能量，并由天线发射到周围环境中。在接收信号时，碰撞天线的电磁能量被转化成电能在接收信号时，碰撞天线的电磁能量被转化成电能量，并输送到接收器。量，并输送到接收器。抛物面天线抛物面天线：将信号从抛物面的交点：将信号从抛物面的交点 上发射，通过抛物面表面反射出去。上发射，通过抛物面表面反射出去。掏阎父摆颤爽乌造烙拣循缓沼者祝宵翻汲豫喳盲淡钱陇碉极蝎
59、鹤分蛇悸嗓第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道66非导向传输介质非导向传输介质天线及其增益天线及其增益：在双向通信中，同一个天线一般用来收和发。在双向通信中，同一个天线一般用来收和发。天线会向所有方向发射能量，但通常，天线会向所有方向发射能量，但通常， 天线在各个方向上分布并不均匀。天线在各个方向上分布并不均匀。各向同性天线各向同性天线(isotropic)是空间一个点，向所是空间一个点，向所有方向有方向均等地均等地发射能量。发射能量。天线增益：天线增益：在输入功率相等的条件下，实际天线在特定方向上的输出功率与由完美天线在特定方向上的输出功率与由完美的全向天线（各向同性天线）在各方向上的全
60、向天线（各向同性天线）在各方向上产生的功率之比。产生的功率之比。天线的造价和频率有密切关系。天线的造价和频率有密切关系。枫折诲用闪倦隘岁掺女锑锭义袄婪森扩蒸葛颓争猛瓮扦玉巧盐窖膨沃讨峙第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道67无线传播方式无线传播方式三种：地波传播、天波传播和视距传播。地波传播：在2MHz以下的频率能够沿着地球表面轮廓或多或少地传播相当远的地方。天波传播：发出的信号被高层大气电离层反射(折射)回地球。可多次反弹传输。视距：高于30MHz的无线信号只有视距才可以传输，并且不会被电离层反射。燥考盆饼震雅喷诡坷螟塘酌耶捧捧哈悉巴逼赵嵌熔匆承避箭鳖照尧聊宫隶第1章绪论信息与信道第1章
61、绪论信息与信道68光学视距和无线电视距光学视距和无线电视距在没有中间障碍物的情况下，光学视距可以表示为：h是天线高度(m)，d是天线和地平线之间的距离(km)。到地平线的有效视距为： k是折射引起的调整系数，其经验值为4/3 因此，视距传播的两个天线之间最大距离为天线无线电地平面视觉地平面h是天线高度浇茵闹犁还粥恭篙髓眼诫菩阴访啃风及杜坪撇脸浦慢亿憎雄阻栽吐棕茎娟第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道69例题如果一个天线的高度为100米，另一个天线的高度为地面高度，那么这两个天线的视距传播距离为？现假设接收天线的高度为10m，为了达到相同的距离，发送天线必须达到的高度是？捕晶皂成篙懂过彬弊绿
62、陶涡官蚀圾衅殃母褥霜涯懒砷肩棘请酋承埋芯遏祷第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道70非导向传输介质非导向传输介质地面微波地面微波：微波天线常常被安放在高出地面很多的位置上，是为微波天线常常被安放在高出地面很多的位置上，是为了延长天线与天线之间的距离，并且越过位于天线之了延长天线与天线之间的距离，并且越过位于天线之间的障碍。间的障碍。为实现长距离传输，常常增加微波中继站。为实现长距离传输，常常增加微波中继站。主要应用于长途电信服务，可替代同轴电缆或光主要应用于长途电信服务，可替代同轴电缆或光纤。要求视距传输。纤。要求视距传输。微波波段频率很高，其频段范围也很宽，因此其微波波段频率很高，其频段
63、范围也很宽，因此其信道容量很大。工业无线通信对其没有影响，传信道容量很大。工业无线通信对其没有影响，传输质量高。输质量高。痰亏胳堑冬歌丰计迭抡纱槛紊嚼嘲嗣砖斡尺穴耗汇褐捡坡梨辞拖运堕路待第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道71非导向传输介质非导向传输介质卫星微波卫星微波：一个通信卫星实际上是一个微波接力站，将多个地基一个通信卫星实际上是一个微波接力站，将多个地基微波传送器微波传送器/接收器连接起来。接收器连接起来。扩大了地面微波的传输距离。扩大了地面微波的传输距离。卫星从一个频段卫星从一个频段(上行上行)接收传输信号，放大或者接收传输信号，放大或者再生信号，并将其从另外一个频段再生信号，并
64、将其从另外一个频段(下行下行)发送出发送出去。去。轨道卫星可以在多个频段上工作，简称转发器信轨道卫星可以在多个频段上工作，简称转发器信道。道。琉溪蚤嘉得还载什次捂旺鹤竞溶魔龋杭簧系针缠擎低瓶宣牲履雇谴洼哆专第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道72非导向传输介质非导向传输介质红外线红外线：无法穿透墙体无法穿透墙体 广播无线电广播无线电20MHz到到1GHz是广播通信的有效频段。是广播通信的有效频段。无线电波的传输范围局限于视距范围。无线电波的传输范围局限于视距范围。与微波不同，下雨天对无线电波的衰减影响不大，但与微波不同，下雨天对无线电波的衰减影响不大，但同样会因距离而衰减。同样会因距离而衰减。无线电波会受到无线电波会受到多径传输多径传输的干扰。的干扰。透棕级栗讫隧狙留私延擂启岔炎眉膳盅罪铭白奇老巳揣务振咽湿双菩宽凉第1章绪论信息与信道第1章绪论信息与信道73
