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第1章绪论;1.1通信的基本概念

1.1.1通信、消息、信号和信息

通信(communication)是指把消息从一地有效地传递到另一地，包含消息传递的全过程。例如把地点A的消息传送到地点B，或者在地点A和地点B之间进行消息的双向传输。;消息(message)是通信系统要传送的对象，其表达形式有语言、文字、图像、数据等。古代的“消息树”、“烽火台”

和现代仍使用的“信号灯”等都是利用不同方式传递消息的。;信号(signal)是为了传送消息而对消息进行变换后在通信系统中传输的某种物理量，即消息的物理载体，如电信号、光信号等。目前使用最广泛的通信方式是电通信，即用电信号携带所要传递的消息，经过各种电信道进行传输，达到通信的目的。这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，而且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制。;信息(information)是消息中包含的有意义的内容，它与消息的意义相似，但含义却更具普遍性、抽象性。不同形式的消息可以包含相同的信息。例如在发送天气预报时，可以采用语言、文字、图像等不同形式，但其所含的信息内容是相同的。;1.1.2信息量

传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量。

由概率论可知，事件的不确定程度，可用事件出现的概率来描述，事件出现(发生)的可能性愈小，则概率愈小；反之，概率愈大。;(1)消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即

I=I［P(x)］(1-1)

(2)消息出现的概率愈小，它所包含的信息量愈大；反之信息量愈小。且

P(x)=1时,I=0

P(x)=0时,I=∞;(3)若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和，即

I［P1(x)·P2(x)…］=I［P1(x)］+I［P2(x)］+…

实际上I与P(x)之间应有如下关系：;信息量I的单位与对数的底数a有关：当a取2时，单位为比特(bit)；当a取e时，单位为奈特(nit)；当a取10时，单位

为哈特(hart)。通常使用的单??为比特。

对于由一连串符号所构成的消息，可根据信息相加性的概念计算整个消息的信息量，因而需要用到平均信息量的

概念。;设各符号及其出现的概率为;则每个符号所含平均信息量为;可以证明，

信息源的最大熵发生在信息源中每个符号等概率独立出现时，此时最大熵为

Hmax=lbN(比特/符号)(1-4);【例1-1】一信息源由4个符号a、b、c、d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。试求信息源输出为cabacabdacbdaabcadcbabaa

dcbabaacdbacaacabadbcadcbaabcacba的信息量。;解解法一:用实际出现的次数(频度)来计算。本信源输出的信息序列共有57个符号，其中a出现23次，b出现14次，c出现13次，d出现7次。则出现a时,其所含信息量为;出现c时,其所含信息量为;该信息源总的信息量为

I=30.11+28.35+27.72+21.18=107.36(比特)

则每一个符号的平均信息量为;解法二:用平均信息量公式(1-3)计算。;1.2通信系统的基本组成

发话人是消息的来源，称为信息源；语音通过空气传到对方，而传递消息的媒质(如空气)称为信道；听话者听到后获得消息，是消息的归宿，称为信宿。这样就完成了消息的传递，也就构成了最简单的通信系统，简单通信系统模型如图1-1所示。;;1.2.1通信系统的分类

(1)按通信业务分类。

(2)按调制方式分类。

(3)按信号特征分类。

(4)按传输媒质分类。

(5)按工作频段分类。;(6)按信号复用方式分类。根据多路信号的复用方式可分为频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)及波分复用(WDM)。

(7)按通信方式分类。根据通信双方的工作方式可分为单工通信、半双工通信和双工通信。;1.2.2