通信系統(tǒng)知識(shí)介紹

1、1.1 通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹1.2 研究通信系統(tǒng)的目的 11.1 通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 1通信系統(tǒng)本質(zhì)信息的傳輸系統(tǒng)目的把接收方不知道的信息及時(shí)、可靠、完整、安全、經(jīng)濟(jì)地傳送給指定的接收方22通信系統(tǒng)模型包括：信源、編碼器、信道、譯碼器、信宿五部分信道編碼信源編碼保密譯碼信道譯碼信源譯碼保密編碼噪聲信道信源信宿3(1)信源產(chǎn)生消息和消息序列的源 可以是人、生物、機(jī)器或其他事物 是事物各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或存在狀態(tài)的集合消息信源的輸出消息具體，如：語(yǔ)音、圖像、文字等信息抽象2通信系統(tǒng)模型(續(xù))4(2)編碼器信源編碼器、信道編碼器、保密編碼器信源編碼對(duì)信源輸出的消息進(jìn)行變換和處理目的提高信息傳輸?shù)挠行孕诺谰?/p>

2、碼對(duì)消息進(jìn)行的變換和處理目的提高信息傳輸?shù)目煽啃员Ｃ芫幋a目的是保證信息的安全性2通信系統(tǒng)模型(續(xù))5(3) 信道信號(hào)從甲地傳輸?shù)揭业氐耐ǖ廓M義信道信號(hào)的傳輸媒質(zhì)(介)例 明線、電纜、波導(dǎo)、光纖、無(wú)線電波空間等廣義信道除狹義信道外，還包括通信系統(tǒng)某些部分信道噪聲通信系統(tǒng)各處干擾、噪聲的集中等效體現(xiàn)2通信系統(tǒng)模型(續(xù))6(4)譯碼器編碼器功能之反也分成信源譯碼器、信道譯碼器、保密譯碼器三種(5)信宿消息傳送的歸宿說(shuō)明 對(duì)實(shí)際通信系統(tǒng)，還應(yīng)包括換能、調(diào)制、發(fā)射等各種變換處理上述模型只針對(duì)一對(duì)一單向通信系統(tǒng)。還有一對(duì)多單向系統(tǒng)（廣播），一對(duì)一雙向系統(tǒng)（電話），多對(duì)多雙向系統(tǒng)（會(huì)議電視）等2通信系統(tǒng)模型

3、(續(xù))71.2 研究通信系統(tǒng)的目的 1通信系統(tǒng)研究的目的目的尋找信息傳輸過(guò)程的共同規(guī)律，以提高信息傳輸可靠性、有效性、保密性和認(rèn)證性以達(dá)到信息傳輸系統(tǒng)最優(yōu)化(1)四性有效性高占用資源少(時(shí)間、空間、頻率等)可靠性高信源消息盡可能準(zhǔn)確地在收端再現(xiàn)保密性對(duì)所傳送的消息進(jìn)行隱蔽和保護(hù)認(rèn)證性接收者能正確判斷所接收的消息的正確性和完整性81通信系統(tǒng)研究的目的(續(xù))(2)研究某性能時(shí)的簡(jiǎn)化框圖在具體研究某一性能時(shí)可將某些功能框合并，以簡(jiǎn)化有效性研究把保密編碼、信道編碼并入信道信源編碼信源譯碼無(wú)噪廣義信道信源信宿信道編碼信源編碼保密譯碼信道譯碼信源譯碼保密編碼噪聲信道信源信宿9 1通信系統(tǒng)研究的目的(續(xù))可

4、靠性研究把信源編碼、保密編碼并入信源信道編碼信道譯碼信道廣義信源廣義信宿信道編碼信源編碼保密譯碼信道譯碼信源譯碼保密編碼噪聲信道信源信宿10 1通信系統(tǒng)研究的目的(續(xù))保密性、認(rèn)證性研究把信源編碼并入信源，信道編碼并入信道保密譯碼保密編碼無(wú)噪廣義信道廣義信源廣義信宿信道編碼信源編碼保密譯碼信道譯碼信源譯碼保密編碼噪聲信道信源信宿11 2信源編碼(1)目標(biāo)壓縮信源碼率具體減小平均碼長(zhǎng)(信源符號(hào)的平均比特?cái)?shù))(2)分類 經(jīng)典壓縮編碼無(wú)失真、限失真信源編碼 現(xiàn)代壓縮編碼12 2信源編碼(續(xù))(3) 經(jīng)典信源編碼的兩種基本途徑 設(shè)法改變信源概率分布，使之盡可能不均勻 再用最佳編碼方法使平均碼長(zhǎng)逼近信源

5、熵壓縮上界信息熵例霍夫曼編碼、算術(shù)編碼、游程編碼等 去除、減少信源序列的相關(guān)性，使之成為不相關(guān)、低相關(guān)信源例 預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、混合編碼、矢量量化等13 2信源編碼(續(xù))(4)現(xiàn)代壓縮編碼經(jīng)典壓縮編碼方法依據(jù)了信源本身固有的統(tǒng)計(jì)特性，并利用了人類視覺系統(tǒng)的某些特性來(lái)進(jìn)行壓縮編碼，但利用得還不夠充分現(xiàn)代壓縮編碼方法突破了傳統(tǒng)香農(nóng)理論的框架，注重對(duì)感知特性的利用，使壓縮率極大提高例小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模型基編碼、分形編碼等14 3信道編碼(1)目標(biāo)是提高信息傳輸?shù)目煽啃愿蓴_、噪聲使通信質(zhì)量下降模擬信號(hào)信噪比下降數(shù)字信號(hào)誤碼率增大(2)方法增大傳輸所需的信道資源(碼率或帶寬)模擬信號(hào)增大帶寬，換取所需信噪比的減小數(shù)字信號(hào)增高碼率（信息位后增設(shè)監(jiān)督位）(3)理論基礎(chǔ)信道編碼定理內(nèi)容當(dāng)信息率R低于信道容量C時(shí)，誤碼可接近零 當(dāng)信息率R高于信道容量C時(shí)，必有誤碼154保密編碼1949年，香農(nóng)發(fā)表論文“保密通信的信息理論”，首次用信息論觀點(diǎn)對(duì)信息保密問(wèn)題作了全面論述 1976年，迪弗(Diffe)和海爾曼(Hellman)發(fā)表“密碼學(xué)的新方向” 一篇具有里程碑意義的文章，此后保密通信問(wèn)題才得到廣泛研究