当前课程知识点：电子信息科学与技术导引(1) > 第七讲：通讯与网络 > 第六节：传输涉及的基本理论 > 第六节：传输涉及的基本理论
第五部分通信理论1
在通信过程中
各种各样的噪声和
干扰是无处不在的
可靠
鲁棒地接收信号是
通信系统的基本要求
在分析通讯系统
性能的时候呢
我们会常常涉及到
时间和频率的概念
时间是我们日常生活中
非常熟悉的东西
而频率是为了
分析问题需要而定义的
与时间相对应的参数
将一个随时间变化的
信号经过傅里叶变换之后
就可以得到
其相应的频率域信号形式
如图所示
数字通信系统中
一般都会存在
将模拟信号进行
采样变为
数字信号的过程
如何采样才能够使得
接收端在
恢复出原来的
模拟信号时无失真呢
这就会涉及到
著名的奈奎斯特采样准则,
即当采样频率大于
信号中最高频率的2倍时
采样之后的数字信号可以
完整地保留原始信号的信息
如图所示
我们可以很清楚地看到
如果采样频率低于
原有信号频率的两倍
如图c所示那么在
频率上呢频谱会有混叠
这样的话呢我们就
无法无失真的恢复原始信号
大数定理是通信中
常用的一个著名定理
它明确指出
当我们做了
足够多的实验之后
事件发生的可能性
就会接近其发生的概率
比如说如果我们
在掷色子的时候
正面和反面的
概率应该各有一半
但是如果
我们只掷10次
有可能8次正面朝上
2次反面朝上
但是如果我们
掷了1万次
2万次
那么基本上正面和
反面的次数各占一半
即与概率相吻合
大自然中的很多现象
都是受无数
很微小因素的
影响而发生的
虽然这些微小因素的
分布各种各样
但是很多微小因素
影响迭加在一起
就会满足
正态分布也称为高斯分布
这就是通信著名的
中心极限定理
如图所示
我们的小球往下扔的时候呢
它是往左还是往右呢
我们都不知道
但是如果我们扔了
足够多的小球
它的个数和位置就会
近似满足高斯分布
在信号无线传输过程中
我们知道存在各种各样的
障碍物会有反射
折射和绕射
包含树木
建筑物
山脉等
根据中心极限定理
这些信号加在一起
就会满足正态分布
而它的幅值为瑞利分布
这就是我们无线通信中
常常说到的瑞利衰落
在通信系统中
我们都希望
信息能够尽可能
准确地进行传输
这就会涉及到
通信的可靠性问题
我们常利用条件概率
来分析可靠性
条件概率就是指
某事件在
某特定前提下发生的概率
条件概率满足贝叶斯准则
例如
A事件和B事件同时
发生的概率
它等效于A事件发生的概率
乘以在A事件已经
发生的情况下
B事件发生的条件概率
我们如图所示呢
我们是一道
脑筋急转弯的题
一座别墅在我们在
过去的20年一共
发生了7次被盗
别墅的主人有一条狗
狗平均每晚叫三次
在盗贼入侵的时候
狗叫的概率
我们估计为0.8
我们的问题是
在狗叫的时候
发生入侵的概率是多少呢
我们可以根据
刚才我们说的贝叶斯准则
进行如图所示的一个计算
最后我们的结果是
狗叫的时候发生入侵的
概率呢是
5.1乘以10的－4
那么说脑筋急转弯的
答案就是
狗叫的时候呢
在这种情况下不用起床
信号在传输的
过程中会受到噪声的干扰
由中心极限定理我们知道
噪声满足高斯分布
当我们需要对接收到的
信号做出判断的时候
如果判断错误
就会产生误码
在一定的时间里
误码数和传输总的
码元数的比值
称之为误码率
它是通信可靠性的
几个基本衡量指标
在接收端做出判断的时候
会存在判决门限
如图所示
它的选取直接影响
误码率的高低
我们知道根据贝叶斯准则
如果传输的0和1的
先验概率是一样的
那么说它的误码率呢
可以如图所示的
这个面积来表示
我们知道判决门限
如果设在这两个
曲线中间的时候
误码率会最小
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 电磁学和分析数学发展史：磁学
-第三节 电磁学与分析数学发展史：静电
-第四节 电磁学和分析数学发展史：动电
-第五节 电子器件的发明及电子技术的发展
-第六节 电磁学的广泛应用
-第七节 电磁系统理论
-第八节 电子科学技术各学科间的关系
-第九节 电子科学技术的学科体系
-第一讲：电磁学与分析数学史概览--第一次作业
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 电磁场（一）
-第三节 电磁场（二）
-第四节 物质
--第四节 物质
-第五节 电磁场与物质的相互作用：非共振作用
-第六节 电磁场与物质的相互作用：共振作用
-第七节 电磁场理论与电路理论
-第一节 空间离散化
-第二节 静场电路分析
-第三节 非静场电路抽象
-第三讲：电路抽象--电路抽象 练习题
-第四节 电路元件抽象
-第五节 非线性元件抽象
-第六节 电路抽象三原则
-第七节 分层抽象思想
-第八节 电路基本问题
-第九节 数字化抽象
-第三讲：电路抽象--Quiz 3
-第一节 序言
--第一节 序言
-第二节 什么是比特
-第三节 比特与编码
-第四节 比特与信息
-第五节 比特的用途示例
-第六节 什么是逻辑
-第七节 逻辑的用途示例
-第八节 与数字电路的关系
-第九节 小结
--第九节 小结
-第四讲：比特与逻辑--Quiz4
-第一节：从算盘到ENIAC
-第二节：通用计算机模型
-第三节：指令集体系结构
-第四节：程序和程序设计语言
-第五节：处理器的工作原理
-第六节：性能问题
--第六节：性能问题
-第七节：小结
--第七节：小结
-第一节：数据与数据处理技术的发展
-第二节：数据处理举例
-第三节：数据模型和算法的概念
-第四节：问题的抽象和建模
-第五节：数值分析问题研究
-第六节：数据和算法的关系I
-第七节：数据和算法的关系II
-第八节：大数据
--第八节：大数据
-第九节：数据挖掘技术和数据算法的展望
-第六讲：数据与算法--Quiz6
-第一节：基本内容简介
-第二节：信息的基本概念和传输的几种方式
-第三节：交换的概念和网络的几种形式
-第四节：模拟与数字通信
-第五节：调制和解调
-第六节：传输涉及的基本理论
-第七节：信息论和几种相关的编码方式
-第八节：多址方式
--第八节：多址方式
-第九节：交换的基本概念
-第十节：网络分层的基本概念
-第十一节：互联网的基本原理和有限状态机模型
-第七讲：通讯与网络--Quiz7
-第一讲：内容简介
--第一讲：内容简介
-第二讲：信息与媒体
-第三讲：人类感知与认知
-第四讲：智能信息处理
-第五讲：媒体与认知相互作用
-第六讲：媒体认知应用
-第七讲：总结
--第七讲：总结
-第八讲：媒体与认知--Quiz8
-期末考试--Final Exam
