词语解释
通信理论是指在信息传输过程中,通过研究信息的源、载体、信道、接收者等因素,对信息传输的效率进行提高的研究。它是一门研究信息传输的理论性学科,旨在提高信息传输的效率,使信息的传输更加可靠。 通信理论的应用主要是在信息传输过程中,通过改善信息的源、载体、信道、接收者等因素,来提高信息传输的效率。 首先,在信息源方面,通信理论要求信息源能够提供准确、可靠的信息,以便有效地传输。其次,在信息载体方面,要求信息载体能够把信息传输到接收者,而且信息的传输过程要尽可能的高效、稳定。此外,在信道方面,要求信道能够把信息传输到接收者,而且信息传输的质量要尽可能的高。最后,在接收者方面,要求接收者能够准确接收信息,以便正确地理解信息。 通信理论的应用主要是在信息传输过程中,提高信息传输的效率,使信息的传输更加可靠。它的应用范围很广,涉及到电脑网络、无线通信、卫星通信等,它的应用技术也在不断发展,比如数据编码、网络安全、多媒体通信等。 实现C.E.仙农的理想通信系统的各种理论问题。仙农的信息论在规定了信源和信道概率特性的基础上,解决了理想编、译码器的存在性问题。但是,具体分析实际信源和信道以及具体实现编、译码器,还涉及到许多技术性的理论问题,这就是通信理论的主要研究对象。 通信理论的形成始自1928年R.V.L.哈特利和H.奈奎斯特分别提出的信息概念和信息率与频带的关系,1942年N.维纳和1956年В.А.卡切尼可夫各自引用统计观点来说明噪声和信号特性,1948年仙农系统地提出了信息理论。这些理论被认为是近代通信理论的基础。数字技术,尤其是计算机技术的发展,对通信起着越来越大的影响,一方面它们使通信理论的许多原理得以实现,另一方面又提出许多待探讨的理论问题。 通信理论的范围相当广,它涉及仙农的信息论、信源和信道分析中的概率论和随机过程理论,以及形成信道的电磁波理论,如电波传播理论、电磁兼容和干扰理论等。编码器和译码器理论是通信理论的重要部分。编码器是指从信源符号到适合信道传输的符号之间的全部变换设备,分为信源编码器和信道编码器。译码器是指从信道到信宿(信息接受者)间的全部反变换设备。设计这些设备的主要目的是提高通信的有效性和可靠性,因而通信理论研究的主要问题在于降低信源的信息率,充分利用信道和提高通信质量。 降低信源信息率 无失真地传输模拟信号所需要的信息率将趋于无限大。因此,通常是对模拟信号采样,把各个样值转换成数字,即把连续量转换成有限个量,这种转换过程称为量化。 设样值x在(- ∞,∞)之间取值,其概率密度函数为p(x);要用n个离散值a1,a2,…,an来代表x时,可把(- ∞,∞)区间分成n个区间A1,A2,…,An,某区间Ar内的所有x值都用ar来代表,这样将会引入失真。可用失真函数f(x,ar)来表示量化所引起的失真,其平均值为 当失真函数等于(x-ar)2时,D值常被称为量化噪声功率。 使平均失真值D保持在容许范围内并使n最小,称为最佳量化。达到这种程度比较困难,因为很难规定恰当的失真函数和精确地获得实际传输对象的概率密度函数。通常只能按实现的可能性和合理性来折衷处理。话音信号的脉码调制(PCM)采用样值的对数进行均匀量化,就是一个例子。 要进一步压缩信息率,可利用样值之间的相关性,一种方法是预测。当已知(m-1)个样值x1,x2,…,x后,可预先估计第m个样值xm,即令 式中φ是预测函数,
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