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1、第四章：信道及信道容量一：信道分類二：離散單符號信道及其信道容量三：離散多符號信道及其信道容量四：組合信道及其信道容量五：連續(xù)信道及其信道容量六：波形信道及其信道容量一.信道分類第四章：信道及信道容量信道的主要研究內(nèi)容：信道建模（信道的統(tǒng)計特性描述）√信道傳輸信息的能力（信道容量）√在有噪信道中能否實現(xiàn)可靠傳輸？怎樣實現(xiàn)可靠傳輸？信道是指信息傳輸?shù)耐ǖ?。包括空間傳輸和時間傳輸?？臻g傳輸：電纜、光纖、電波傳輸?shù)目臻g、載波線路。時間傳輸：磁帶、光盤。信息論中的信道劃分是人為的。一、信道分類幅度時間信道分類名稱離散離散離散信道/數(shù)字信道（例
2、如：數(shù)字電話）連續(xù)離散連續(xù)信道（例如：傳輸PCM信號的信道）連續(xù)連續(xù)模擬信道/波形信道（例如：普通電話）離散連續(xù)（理論和實用價值均很小）按輸入/輸出信號的幅度和時間特性劃分：一.信道分類（續(xù)1）第四章：信道及信道容量一、信道分類按輸入/輸出之間的記憶性來劃分：無記憶信道：信道在某時刻的輸出只與信道該時刻的輸入有關(guān)而與信道其他時刻的輸入、輸出無關(guān)。有記憶信道：信道在某時刻的輸出與其他時刻的輸入、輸出有關(guān)。根據(jù)信道的輸入/輸出是否是確定關(guān)系可分為:有噪聲信道無噪聲信道一.信道分類（續(xù)2）第四章：信道及信道容量一、信道分類根據(jù)信道的統(tǒng)計特性
3、是否隨時間改變可分為:平穩(wěn)信道（恒參信道、時不變信道，如衛(wèi)星通信的無線電波主要在大氣層以外的自由空間內(nèi)傳播，傳輸損耗主要取決于自由空間傳播損耗，故衛(wèi)星通信的電波傳播信道是穩(wěn)定的，可以看成是恒參信道。）非平穩(wěn)信道（變參信道、時變信道，如移動通信）一.信道分類（續(xù)3）第四章：信道及信道容量一、信道分類根據(jù)輸入/輸出的個數(shù)可分為：單用戶信道：一個輸入一個輸出單向通信。多用戶信道：雙向通信或三個或更多個用戶之間相互通信的情況，例如多元接入信道、廣播信道、網(wǎng)絡(luò)通信信道等。一.信道分類（續(xù)4）第四章：信道及信道容量一、信道分類一.信道分類（續(xù)5）
4、第四章：信道及信道容量一、信道分類信道輸入X輸出Y干擾、噪聲P(Y
5、X)第四章：信道及信道容量一：信道分類二：離散單符號信道及其信道容量三：離散多符號信道及其信道容量四：組合信道及其信道容量五：連續(xù)信道及其信道容量六：波形信道及其信道容量1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量信宿信道信源通信系統(tǒng)的簡化模型噪聲信源→每發(fā)一個符號平均提供的信息量H(X)無噪信道→信宿可確切無誤的接收信息1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)1）XYx1x2xry1y2ysP(Y
6、X)滿足：（1）0≤p(yj
7、xi)≤1
8、(i=1,2,…,r；j=1,2,…,s)（2）(i=1,2,…,r)第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)2）信道傳遞概率可以用信道矩陣來表示：第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)3）對于離散單符號信道來說，信道的輸入輸出均為單個符號的消息：設(shè)信道的輸入隨機變量X的取值集合為X={x1,x2,…,xr}，相應(yīng)的概率分布為p(xi)，i=1,2,…,r；輸出隨機變量Y的取值集合為Y={y1,
9、y2,…,ys}，相應(yīng)的概率分布為p(yj)，j=1,2,…,s信道特性可以用轉(zhuǎn)移概率矩陣來表示：P=[p(yj
10、xi)]r×s信道的數(shù)學(xué)模型為{X,P(Y
11、X),Y}例1：二元對稱信道（BSC：binarysymmetricchannel）輸入符號集A={0,1},輸出符號集B={0,1}，r＝s＝2．傳遞概率：0101信道轉(zhuǎn)移概率圖第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)4）例2：二元刪除信道輸入符號集A={0,1}，符號輸出集B={0,?,1}，r=2,s=3信道矩陣為：010?1信道
12、轉(zhuǎn)移概率圖第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)5）第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量離散信道常用的概率關(guān)系:已知：先驗概率:p(xi)，i=1,2,…,r前向概率(信道傳遞概率）:p(yj
13、xi)，i=1,2,…,r，j=1,2,…,s求：1.聯(lián)合概率:p(xiyj)=p(xi)p(yj
14、xi)=p(yj)p(xi
15、yj)i=1,2,…,r；j=1,2,…,s1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)6）2.輸出符號概率:p(yj)=p(xiyj)=p(xi)p(yj
16、xi)j=
17、1,2,…,s1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)7）第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量矩陣表示：1.離散單符號信道的數(shù)學(xué)模型（續(xù)7）第四章：信道及信道容量二、離散單符號信道及其信道容量3.后驗概率（后向概
