• P02014182王子恒信息论作业


    1、对于信源的发送和接收,我们日常生活中有哪些应用?举例说明其工作原理与信息论的关系。
    生活中对信源的发送和接受应用在电话、电视、广播和雷达等多个方面。
    电视:电视机是一种利用电子技术和设备传送作为基础的,显示活动图像的画面以及音频信号的设备。电视机也被称之为电视接收机,是一种 现代 的广播视频和通信的工具,主要用于传媒。从卫星、电缆、地面传来的视频信号以电磁波的形式被电视信号接收机接收到后,首先由高频头进行放大变频,再经过调谐器进行二次放大和二次变频形成中频信号以提高灵敏度,由解复用器分解出伴音信号和图像信号,然后由解码器对伴音信号和图像信号进行解压和解码,并将其还原成完整的伴音信号和图像信号,再经视频编码器,音频 D / A 变换,输出电视机所需要的模拟音及图像信号,最终通过屏幕显示出来。

    2、在面临香农公式被逼近极限,未来无线通信会朝着哪些方向发展?结合信息论谈一下自己的见解。
    朝着无线通信在室内接入中应用的方向发展。
    在无线通信领域,运营商为了购买带宽资源的使用权、建设户外的移动覆盖投入了大量资本。因此他们一直难以涉足于室内领域。而且,所有现行的第二代数字无线通信系统都主要着眼于提供以话音为主的业务。这就在过去的若干年中将室内的数据通信业务拱手让给了有线通信系统。在未来,蜂窝和个人通信的发展要求第三代无线设备以能为室内用户提供类似于Internet的网络业务为核心。绝大多数运营商都没有现存的系统来提供这样的室内覆盖。这就为可以提供低成本的设备的基于无线局域网(WLAN)的新竞争者提供了一个切入点。

    3、在通信系统中,除了常见的高斯白噪声还有哪些噪声会对我们无线传输造成影响?
    1.白噪声。​ 是随机起伏噪声的统称,功率谱类似于白色光谱,均匀分布于整个频率轴,故称为白噪声。白噪声主要包含三类:无源器件,如电阻、馈线等类导体中电子布朗运动引起的热噪声;有源器件,如真空电子管和半导体器件中由于电子发射的不均匀性引起的散粒噪声;以及宇宙天体辐射波对接收机形成的宇宙噪声。其中前两类是主要的。

    2.高斯噪声。是指它的概率密度函数服从高斯分布的一类噪声。如果一个噪声,它的幅度分布服从高斯分布,而它的功率谱密度又是均匀分布的,则称它为高斯白噪声。高斯白噪声的二阶矩不相关,一阶矩为常数,是指先后信号在时间上的相关性。高斯白噪声包括热噪声和散粒噪声。在通信信道测试和建模中,高斯噪声被用作加性白噪声以产生加性白噪声。在电信和计算机网络中,通信信道可能受到来自许多自然源的宽带高斯噪声的影响,例如导体中的原子的热振动(称为热噪声或约翰逊 - 奈奎斯特噪声),散粒噪声,来自地球和其他温暖的物体,以及来自太阳等天体。

    3.窄带高斯白噪声。概率密度函数满足正态分布统计特性、功率谱密度函数是常数且频带宽度远远小于其中心频率的一类噪声,称作窄带高斯白噪声。其功率谱密度实常数但功率谱密度并不存在于整个频域。

    4.正弦信号加窄带高斯噪声。信道中加性噪声无时不在,信号经过信道传输总会受到它的影响。因此,接收端收到的信号实际上是信号与噪声的合成波。通信系统中,常常碰到的合成信号具有正弦信号加窄带高斯噪声的形式,如在分析2ASK、2FSK、2PSK等信号抗噪声性能时,其信号均为 正弦形式。

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