通信系统的主要性能指标.ppt

2017-3-16 1 铁道信号专业---- 《现代通信原理》课程铁道信号专业铁道信号专业---- ---- 《《现代通信原理现代通信原理》》课程课程项目 1-3 :通信系统的主要性能指标项目项目 1-3 1-3 :通信系统的主要性能指标:通信系统的主要性能指标 2017-3-16 2项目准备?信息量的公式和单位? ?检索有效性与可靠性的概念? ?探讨模拟通信系统用什么指标来衡量其通信质量? 2017-3-16 3项目目标?理解信息量的计算方法?掌握有效性与可靠性的基本概念?掌握数字通信系统的主要性能指标 2017-3-16 4项目任务?任务一:信息量的计算?任务二:有效性?任务三:可靠性?任务四:有效性与可靠性的关系 5 任务一:信息量的计算––消息:语音、文字、图形、图像消息:语音、文字、图形、图像……––信息:消息的有效内容信息:消息的有效内容不同消息可有相同内容不同消息可有相同内容––信号:消息的载体信号:消息的载体通信系统中传输的是信号通信系统中传输的是信号––信息量:用以衡量传输信息的多少信息量:用以衡量传输信息的多少项目任务 6 两类信号: 两类信号: ??模拟信号:取值连续,例如语音模拟信号:取值连续,例如语音??数字信号:取值离散,例如数据数字信号:取值离散,例如数据两类通信系统: 两类通信系统: ??模拟通信系统模拟通信系统要求要求- -高保真度高保真度准则准则- -信号噪声功率(电压)比信号噪声功率(电压)比( (信噪比信噪比) ) 手段手段- -参量估值方法参量估值方法??数字通信系统数字通信系统要求要求- -正确正确准则准则- -错误率错误率( (误码率与误信率误码率与误信率) ) 手段手段- -统计判决理论统计判决理论 7 码元模拟信号模拟信号数字信号数字信号 t ttt 模拟信号和数字信号 2017-3-16 8 任务一:信息量的计算信息量是消息出现的概率的 P(x)函数。消息中包含的信息量与消息发生的概率紧密相关,消息出现的概率越小,则消息中包括的信息量就越大。如果事件是必然的(概率为 1),则它传递的信息量为零; 如果事件是不可能的(概率为 0),则它将有无穷的信息量。如果得到的不是由一个而是由若干个独立事件构成的消息, 那么,这时得到的总的信息量,就是若干个独立事件的信息量的总和。项目任务 9 * *制定度量信息的方法制定度量信息的方法# # 消息消息““量量””??信息量信息量# # 例: 例: ““明天降雨量将有明天降雨量将有 1 mm 1 mm ””-- -- 信息量小信息量小““明天降雨量将达到明天降雨量将达到 1 m 1 m ””-- -- 信息量大信息量大““明日太阳将从东方升起明日太阳将从东方升起””-- -- 信息量零信息量零# # 信息量信息量 I I = = I I [ [ P P( (x x ) ] ) ], ,P P( (x x ) -- ) -- 发生概率发生概率# # 定义: 定义: I I = log = log a a [1/ [1/ P P( (x x )] = -log )] = -log a aP P( (x x) ) # # 熵熵H H( (x x)等于各个符号的信息量乘以各自出现的概率再相)等于各个符号的信息量乘以各自出现的概率再相加,单位为加,单位为 bit/ bit/ 符号。符号。 10 # # 通常取通常取 a a = 2, = 2, 此时单位为此时单位为““比特比特””。。# # 对于一个等概率、二进制码元: 对于一个等概率、二进制码元: I I = log = log 2 2 [1/ [1/ P P( (x x )] = log )] = log 2 2 [1/(1/2)] = 1 [1/(1/2)] = 1 比特比特# # 对于一个等概率、对于一个等概率、 M M进制码元: 进制码元: I I = log = log 2 2 [1/ [1/ P P( (x x )] = log )] = log 2 2 [1/(1/ [1/(1/ M M )] )] = log = log 2 2M M比特比特若若M M = 2 = 2 k k,则,则 I I = = k k比特比特