1.模擬信號框圖:
2.數字信號框圖:
信源編碼的作用:完成模數轉換;提高有效性(盡量減小冗余);
信道編碼:提高可靠性(加入碼元);
調制目的:使得信號適應信道的特性;
3.數字系統的優缺點:
4.離散消息的信息量:
注意:a = e 單位為 nit;a = 10 單位為Hartly;a = 2 為bit;
(一般)
5.離散信源的平均信息量(熵):
意義:其實就是 概率×I(信息量);表示信源的不確定性;
當每個符號等概出現時候:(p(xi) = 1/M)不確定性最大,熵有最大值:
6.性能指標(通信就是在有效性與可靠性做權衡,兩者不可兼得):
6.1 模擬系統:
有效性:傳輸帶寬;
可靠性:輸出信噪比;
6.2 數字系統:
有效性:傳輸速率、頻帶利用率、碼元傳輸速率;
可靠性:誤碼率、誤信率;
6.2.1 頻帶利用率:
6.2.2 傳碼率(TB 為碼元持續時間):
6.2.3 傳信率(單位:bit/s):
1)工程上默認等概:
= RB * Hmax(x)
2)二進制:
3)二進制碼元持續時間(也就是一個bit的時間是Tb):
(這就是相當於1個碼元由多個bit組成)
4)應用:
Rb不變時候,改用多進制可以降低傳碼率,從而減小帶寬;
RB不變(即需要的信道帶寬不變),改多進制可以增加傳信率,在相同帶寬中傳輸更多信息量;
5)時間t內傳輸的信息總量:
I = Rb * t
6.2.4 誤碼率與誤信率:
誤碼率:
誤信率:
關系:
1)二進制時候:Pe = Pb
從傳輸的可靠性角度考慮,二進制只有0/1兩個數字,傳輸不易出錯,因而保障計算機的可靠性;
從傳輸的有效性考慮,多進制比二進制好。
M進制時候:Pb < Pe (因為在一個碼元中只要任意錯一個bit就會是錯一個碼元,而錯一個bit僅僅是錯一個bit)
2)采用格雷碼時候,錯誤碼元中僅僅發生1bit錯誤的概率最大:有
Pb ≈ Pe/log2 M
7.重要概念辨析:
7.1 信號、消息、信息:
信號:消息的攜帶者;
消息:信息的物理表現形式;
信息:消息中的有用信息;
7.2 消息的概率為1時候,其信息量就是0;
7.3 區別模擬信號和數字信號:
關鍵是觀察攜帶消息的信號參量(如幅度、頻率、相位)的取值是連續還是離散的,不是看時間;
eg:抽樣信號:時間離散,但是還是模擬信號;
2PSK信號:時間、幅度都是連續,但是攜帶消息的參量是相位,只有兩種取值,是數字信號;
7.4 基帶信號和頻帶信號:
基帶信號:基本頻帶信號的簡稱,信源(將消息轉換為基帶信號)(信宿 將基帶信號轉換為消息)產生的信號;
頻帶信號:經過調制后的信號,即已調信號。有兩個基本特征:攜帶基帶信號信息、帶通特性(帶通信號);
7.5 波特率與波特率:
波特率RB:每秒傳輸碼元的個數;
比特率Rb:每秒傳輸的bit數;
理解:
車輛<->波特
乘客<->bit
一輛車可以載一個或者多個乘客;車輛數目決定了交通狀況;一輛車運載的乘客越多,運輸效率就高;
一個碼元可以包含一個或者多個bit;波特數決定了傳輸的帶寬;波特數一定,進制數增加,傳輸效率就高;