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1、Unit 1原文:The recent development of various methods of modulation such as PCM and PPM which exchange bandwidth for signal-to-noise ratio has intensified the interest in a general theory of communication.v译文译文:各种调制方法，如各种调制方法，如PCM和和PPM，能够完成，能够完成带宽与信噪比的交换，它们的发展增强了通信理带宽与信噪比的交换，它们的发展增强了通信理论的重要性。论的重要性。第1页/
2、共96页Unit 1v原文原文:A basis for such a theory is contained in the important papers of Nyquist and Hartley on the subject.v译文译文:在本学科，在本学科，Nyquist和和Hartley的重要论文的重要论文中包含了这种理论的基础。中包含了这种理论的基础。第2页/共96页Unit 1v原文原文:In this paper we will extend the theory to include a number of new factor,in particular the effec
3、t of noise in the channel,and the savings possible due to the statistical structure of the original message and due to the nature of the final destination of information.v译文译文:在本文中，我们将这些理论进行扩展，包括在本文中，我们将这些理论进行扩展，包括许多新的因素，尤其是信道中噪声的影响，以及可许多新的因素，尤其是信道中噪声的影响，以及可能由于原始信息的统计结构和信宿的特性所导致的能由于原始信息的统计结构和信宿的特性所导
4、致的信息存储。信息存储。第3页/共96页Unit 1v原文原文:The fundamental problem of communication is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point.v译文译文:通信的基本问题是如何在一点精确或近似的通信的基本问题是如何在一点精确或近似的再生来自另一点的信息。再生来自另一点的信息。第4页/共96页Unit 1v原文原文:Frequently the messages have meaning,
5、that is they refer to or are correlated according to some system with certain physical or conceptual entities.v译文译文:信息通常有具体含义，按照一定的物理或概信息通常有具体含义，按照一定的物理或概念实体，其含义与这些系统相互关联。念实体，其含义与这些系统相互关联。第5页/共96页Unit 1v原文原文:These semantic aspects of communication are irrelevant to the engineering problem.A signific
6、ant aspect is that the actual message is one selected from a set of possible messages.v译文译文:这些通信的语义方面与工程问题不相干。一这些通信的语义方面与工程问题不相干。一个重要的方面是那个实际的消息是从一组可能的个重要的方面是那个实际的消息是从一组可能的消息中选出来的。消息中选出来的。v原文原文:These semantic aspects of communication are irrelevant to the engineering problem.A significant aspect is
7、that the actual message is one selected from a set of possible messages.v译文译文:这些通信的语义方面与工程问题不相干。一这些通信的语义方面与工程问题不相干。一个重要的方面是那个实际的消息是从一组可能的个重要的方面是那个实际的消息是从一组可能的消息中选出来的。消息中选出来的。第6页/共96页Unit 1v原文原文:The system must be designed to operate for each possible selection,not just the one which will actually be
8、 chosen since this is unknown at the time of design.v译文译文:系统必须被设计成为每个可能的选择进行运系统必须被设计成为每个可能的选择进行运行，而不仅仅是那个实际上将被抽中的，因为这行，而不仅仅是那个实际上将被抽中的，因为这在设计时是未知的。在设计时是未知的。第7页/共96页Unit 1v原文原文:If the number of messages in the set is finite then this number or any monotonic function of the number can be regarded as a
9、 measure of the information produced when one message is chosen from the set,all choices being equally like.v译文译文:如果集合中信息的数量是有限的，那么当一如果集合中信息的数量是有限的，那么当一个信息被从所有的选择是等概的集合中抽出时，个信息被从所有的选择是等概的集合中抽出时，这个数或这个数的任何这个数或这个数的任何单调函数单调函数可被认为是信息可被认为是信息的度量。的度量。第8页/共96页Unit 1v原文原文:As was pointed out by Hartley the mo
10、st natural choice is the logarithmic function.v译文译文:如如Hartley所指出的，最自然的选择是个对所指出的，最自然的选择是个对数函数。数函数。第9页/共96页Unit 1v原文原文:Although this definition must be generalized considerably when we consider the influence of the statistics of the message and when we have a continuous range of messages,we will in al
11、l cases use an essentially logarithmic measure.v译文译文:当考虑到这个信息统计的改变并且已知信息当考虑到这个信息统计的改变并且已知信息的连续范围，尽管这个定义必须相当广义，但不的连续范围，尽管这个定义必须相当广义，但不论什么情况下本质上我们都将使用对数测量。论什么情况下本质上我们都将使用对数测量。第10页/共96页Unit 1v原文原文:The logarithmic measure is more convenient for various reasons:v1.It is practically more useful.Parameters
12、 of engineering importance such as time,bandwidth,the number of relays,etc.,tend to vary linearly with the logarithm of the number of possibilities.v译文译文:对数度量非常方便，理由如下：对数度量非常方便，理由如下：v1.对数度量在实践中应用广泛。工程的重要参数对数度量在实践中应用广泛。工程的重要参数随数据概率的对数而线性改变。随数据概率的对数而线性改变。如时间、带宽、如时间、带宽、继电器数，等等。继电器数，等等。第11页/共96页Unit 1v原
13、文原文:For example,adding one relay to a group doubles the number of possible states of the relays.It adds 1 to the base 2 logarithm of this number.Doubling the time roughly squares the number of possible messages,or doubles the logarithm,etc.v译文译文:例如，加一个继电器到一个组中会使继电器例如，加一个继电器到一个组中会使继电器组的可能状态的数量翻倍。因为增加
14、了组的可能状态的数量翻倍。因为增加了1到这个以到这个以2为底的数的对数。时间翻倍大约是信息概率的平为底的数的对数。时间翻倍大约是信息概率的平方，或对数翻倍，等等。方，或对数翻倍，等等。第12页/共96页Unit 1v原文原文:2.It is nearer to our intuitive feeling as to the proper measure.This is closely related to(1)since we intuitively measures entities by linear comparison with common standards.v译文译文:2.对数更
15、接近我们本身的直观感受。这与对数更接近我们本身的直观感受。这与（1）紧密相关，由于相比于通用标准我们是线性）紧密相关，由于相比于通用标准我们是线性直观地测量实体对象。直观地测量实体对象。第13页/共96页Unit 1v原文原文:One feels,for example,that two punched cards should have twice the capacity of one for information storage,and two identical channels twice the capacity of one for transmitting informati
16、on.v译文译文:这是这是一种感觉，例如，两张穿孔卡片比一张一种感觉，例如，两张穿孔卡片比一张具有有两倍信息贮存量，以及两个单一信道比起具有有两倍信息贮存量，以及两个单一信道比起单信道具有两倍的传输信息容量。单信道具有两倍的传输信息容量。第14页/共96页Unit 1v原文原文:3.It is mathematically more suitable.Many of the limiting operations are simple in terms of the logarithm but would require clumsy restatement in terms of the n
17、umber of possibilities.v译文译文:3.它在数学上更合适。许多受限操作在对数它在数学上更合适。许多受限操作在对数上是简单的，然而是数的概率需要笨拙的描述。上是简单的，然而是数的概率需要笨拙的描述。第15页/共96页Unit 1v原文原文:The choice of a logarithmic base corresponds to the choice of a unit for measuring information.If the base 2 is used,the resulting units may be called binary digits,or mo
18、re briefly bits,a word suggested by J.W.Tukey.v译文译文:对数底的选择对应测量信息单位的选择。如对数底的选择对应测量信息单位的选择。如果以果以2为底，产生的位将称为二进制数字，或更简为底，产生的位将称为二进制数字，或更简要地叫比特，它是由要地叫比特，它是由J.W.Tukey建议的词。建议的词。第16页/共96页Unit 1v原文原文:A device with two stable positions,such as a relay or a flip-flop circuit,can store one bit of information.N
19、such devices can store N bits,since the total number of possible states is and .v译文译文:具有两个稳定状态的设备能储存一比特信息，具有两个稳定状态的设备能储存一比特信息，如一个继电器或一个触发电路。如一个继电器或一个触发电路。N个这样的设备能个这样的设备能储存储存N比特信息，是由于所有可能状态的数量是比特信息，是由于所有可能状态的数量是 个并且个并且 。第17页/共96页Unit 1v原文原文:If the base 10 is used,the units may be called decimal digit
20、s.Sincev （1.1）v译文译文:如果以如果以10为底产生的单元可以被称为十进制为底产生的单元可以被称为十进制数字。因为数字。因为v （1.1）第18页/共96页Unit 1v原文原文:A decimal digit is about bits.A digit wheel on a desk computing machine has ten stable positions and therefore has a storage capacity of one decimal digit.v译文译文:一个十进制数大约一个十进制数大约3.32比特。一个台式计算比特。一个台式计算机器的位字
21、轮有十个稳定状态，因此它有一个十机器的位字轮有十个稳定状态，因此它有一个十进制数的储存容量。进制数的储存容量。第19页/共96页Unit 1v原文原文:In analytical work where integration and differentiation are involved the base e is sometimes useful.The resulting units of information will be called natural units.Change from the base a to base b merely requires multiplica
22、tion by .v译文译文:在微积分的分析工作中以在微积分的分析工作中以e为底有时是有用为底有时是有用的。信息位被称为自然数。从以的。信息位被称为自然数。从以a为底变到以为底变到以b为为底仅仅只要乘以底仅仅只要乘以 。第20页/共96页 messagemessageNoisesourcereceivertransmitterReceiversignalsignal Figure 1.1 Schematic diagram of a general communication system第21页/共96页Unit 1v原文原文:By a communication system we wil
23、l mean a system of the type indicated schematically in Figure 1.1.It is consists of essentially five parts:v译文译文:用用图图1.1表明通用的通信系统。它包含了表明通用的通信系统。它包含了5重重要的部分：要的部分：第22页/共96页Unit 1v原文原文:1.An information source which produces a message or sequence of messages to be communicated to the receiving terminal.
24、The message may be of various types.：v译文译文:1.信源，产生一个消息或消息序列，信源，产生一个消息或消息序列，将被穿送至接收端。这个消息可能是各种类型：。这个消息可能是各种类型：第23页/共96页Unit 1v原文原文:(a)A sequence of letters as in a telegraph of teletype system;(b)A single function of time f(t)as in radio or telephony;v译文译文:v（a）在电报或电传打字机系统中的字母序列；在电报或电传打字机系统中的字母序列；（b）在
25、无线电或电话中的时间的单一函数）在无线电或电话中的时间的单一函数f（t）；）；第24页/共96页Unit 1v原文原文:(c)A function of time and other variables as in black and white televisionhere the message may be thought of as a function f(x,y,t)of two space coordinates and time,the light intensity at point(x,y)and time t on a pickup tube plate;v译文译文:（c
26、）在黑白电视机中的时间函数或其他变）在黑白电视机中的时间函数或其他变量量这里信息可能被看作两个空间坐标和时间这里信息可能被看作两个空间坐标和时间的函数的函数f（x，y，t），在点（），在点（x，y）处的光强度）处的光强度和摄像管的板子上的时间和摄像管的板子上的时间t；第25页/共96页Unit 1v原文原文:(d)Two or more functions of time,say f(t),g(t),h(t)this is the case in three dimensional sound transmission or if the system is intended to servi
27、ce several individual channels in multiplex;v译文译文:（d）两个或更多的时间函数，像）两个或更多的时间函数，像f（t）、）、g（t）、）、h（t）这是三维音频传输的形式或这是三维音频传输的形式或如果系统想要服务复用中的多个单独信道；如果系统想要服务复用中的多个单独信道；第26页/共96页Unit 1v原文原文:(e)Several functions of several variablesin color television the message consists of three functions f(x,y,t),g(x,y,t)and
28、 h(x,y,t)defined in a three-dimensional continuum v译文译文:（e）多个变量的多个函数）多个变量的多个函数在彩色电视在彩色电视机中，信息包含在三维闭联集中定义的三个函数机中，信息包含在三维闭联集中定义的三个函数f（x，y，t）、）、g（x，y，t）和）和h（x，y，t）第27页/共96页Unit 1v原文原文:we may also think of these three functions as components of a vector field defined in the regionsimilarly,several black
29、 and white television sources would produce messages consisting of a number of functions of three variables;v译文译文:我们或许还认为这三个函数作为一个域内定我们或许还认为这三个函数作为一个域内定义的矢量场元义的矢量场元相似的，多个黑白电视机产生相似的，多个黑白电视机产生的信息将包含多个三变量函数；的信息将包含多个三变量函数；第28页/共96页Unit 1v原文原文:(f)Various combinations also occur,for example,in television
30、with an associated audio channel.v译文译文:（f）许多组合同样出现，例如，电视中有关）许多组合同样出现，例如，电视中有关联的音频信道。联的音频信道。第29页/共96页Unit 1v原文原文:2.A transmitter which operates on the message in some way to produce a signal suitable for transmission over the channel.In telephony this operation consists merely of changing sound press
31、ure into a proportional electrical current.v译文译文:2.发射器：用某种方法处理消息而产生适合发射器：用某种方法处理消息而产生适合在信道中传输的信号。在电话中这个操作仅仅是在信道中传输的信号。在电话中这个操作仅仅是将声压改变为相应的电流。将声压改变为相应的电流。第30页/共96页Unit 1v原文原文:In telegraphy we have an encoding operation which produces a sequence of dots,dashes and spaces on the channel corresponding t
32、o the message.v译文译文:在电报中我们需要编码操作来产生信道中对在电报中我们需要编码操作来产生信道中对应于信息的一系列的点、划和空格。应于信息的一系列的点、划和空格。第31页/共96页Unit 1v原文原文:In a multiplex PCM system the different speech functions must be sampled,compressed,quantized and encoded,and finally interleaved properly to construct the signal.v译文译文:在一个多路复用在一个多路复用PCM系统中
33、不同的语音函数系统中不同的语音函数必须被抽样、压缩、量化和编码，且最终被适当必须被抽样、压缩、量化和编码，且最终被适当地交织来构造信号。地交织来构造信号。第32页/共96页Unit 1v原文原文:Vocoder systems,television and frequency modulation are other examples of complex operations applied to the message to obtain the signal.v译文译文:语音编码系统、电视和频率调制器是其他一语音编码系统、电视和频率调制器是其他一些应用于信息来获得信号的复杂操作的例子。些
34、应用于信息来获得信号的复杂操作的例子。第33页/共96页Unit 1v原文原文:3.The channel is merely the medium used to transmit the signal from transmitter to receiver.It may be a pair of wires,a coaxial cable,a band of radio frequencies,and a beam of light,ect.v译文译文:3.信道信道 仅仅是从发送器到接收器传送信号的仅仅是从发送器到接收器传送信号的媒介。它或许是一根双绞线，一条同轴电缆，一媒介。它或许是一
35、根双绞线，一条同轴电缆，一段无线电频率或者一束光，等等。段无线电频率或者一束光，等等。第34页/共96页Unit 1v原文原文:4.The receiver ordinarily performs the inverse operation of that done by the transmitter,reconstructing the message from the signal.v5.The destination is the person(or thing)for whom the message is intended.v译文译文:4.接收端接收端 通常是执行发送器的反向操作，
36、重通常是执行发送器的反向操作，重构来自信号中的信息。构来自信号中的信息。v5.信宿是想要信息的人（或物）。信宿是想要信息的人（或物）。第35页/共96页Unit 1v原文原文:We wish to consider certain general problems involving communication systems.To do this it is first necessary to represent the various elements involved as mathematical entities,suitably idealized from their phys
37、ical counterparts.v译文译文:我们希望考虑涉及通信系统的确定的普遍问我们希望考虑涉及通信系统的确定的普遍问题。为了做这个第一必需的是重描述包含数学实题。为了做这个第一必需的是重描述包含数学实体的多种元素，适当地把它们的物理副本理想化。体的多种元素，适当地把它们的物理副本理想化。第36页/共96页Unit 1v原文原文:We may roughly classify communication systems into three main categories:discrete,continuous and mixed.By a discrete system we will
38、 mean one in which both the message and the signal are a sequence of discrete symbols.v译文译文:我们可以大概的将通信系统分成主要三类：我们可以大概的将通信系统分成主要三类：离散的、连续的和混合的。离散系统意味着信息离散的、连续的和混合的。离散系统意味着信息和信号都是离散符号序列。和信号都是离散符号序列。第37页/共96页Unit 1v原文原文:A typical case is telegraphy where the message is a sequence of letters and the sig
39、nal is a sequence of dots,dashes and spaces.v译文译文:电报是一个典型的例子，系统中信息是一系电报是一个典型的例子，系统中信息是一系列的字母而且信号是一系列的点、划及空格。列的字母而且信号是一系列的点、划及空格。第38页/共96页Unit 1v原文原文:A continuous system is one in which the message and the signal are both treated as continuous functions,e.g.,radio or television.A mixed system is one
40、in which both discrete and continuous variables appear,e.g.,PCM transmission of speech.v译文译文:连续系统中信息和信号都看作为连续的函数，连续系统中信息和信号都看作为连续的函数，如，收音机或电视。混合系统中离散、连续变量如，收音机或电视。混合系统中离散、连续变量都会出现，如，语音的都会出现，如，语音的PCM传输。传输。第39页/共96页Unit 1 basics of communication Text BI n f o r m a t i o n T h e o r y 第40页/共96页Unit 1v
41、原文原文:Claude Shannon laid the foundation of information theory in 1948.His paper“A Mathematical Theory of Communication”published in Bell System Technical Journal is the basis for the entire telecommunications developments that have taken place during the last five decades.v译文译文:在在1948年，年，Claude Shan
42、non建立了信建立了信息论的基础。他的论文息论的基础。他的论文通信的数学理论通信的数学理论发表发表在在贝尔系统技术杂志贝尔系统技术杂志上，该论文是近上，该论文是近50年整年整个通信发展的基础。个通信发展的基础。第41页/共96页Unit 1v原文原文:A good understanding of the concepts proposed by Shannon is a must for every budding telecommunication professional.v译文译文:每个通信从业人员，必须对每个通信从业人员，必须对Shannon所提所提出的概念有很好的理解。出的概念有很
43、好的理解。第42页/共96页Unit 1v原文原文:In any communication system,there will be an information source that produces information in some form,and an information sink absorbs the information.v译文译文:在任何通信系统中，都包括以一定形式产生在任何通信系统中，都包括以一定形式产生信息的信源，以及获取信息的信宿。信息的信源，以及获取信息的信宿。第43页/共96页Unit 1v原文原文:The communication medium c
44、onnects the source and the sink.The purpose of a communication system is to transmit the information from the source to the sink without errors.v译文译文:传输媒体连接信源和信宿。通信系统的目的，传输媒体连接信源和信宿。通信系统的目的，是无差别地将信息从信源传送至信宿。是无差别地将信息从信源传送至信宿。第44页/共96页Unit 1v原文原文:However,the communication medium always introduces some
45、 errors because of noise.The fundamental requirement of communication system is to transmit the information without errors in spite of the noise.v译文译文:但是，由于噪声的存在，传送媒体往往会引但是，由于噪声的存在，传送媒体往往会引入一些误差。尽管有噪声寻在，但对通信系统的入一些误差。尽管有噪声寻在，但对通信系统的基本要求是无差错地传送信息。基本要求是无差错地传送信息。第45页/共96页Unit 1v原文原文:The requirement of a
46、 communication system is to transmit the information from the source to the sink without errors,in spite of the fact that noise is always introduced in the communication medium.v译文译文:通信系统的要求是把信息没有错误的从信源通信系统的要求是把信息没有错误的从信源传到信宿传到信宿,尽管事实上噪音总是引入传播媒介中。尽管事实上噪音总是引入传播媒介中。第46页/共96页Unit 1v原文原文:In a generic co
47、mmunication system,the information source produces symbols(such as English letters,speech,video,ect.)that are sent through the transmission medium by the transmitter.v译文译文:在一个通用的通信系统中，信息源产生符号在一个通用的通信系统中，信息源产生符号(如英文字母、语音、视频等等如英文字母、语音、视频等等)通过传输介质的通过传输介质的发送器发出。发送器发出。第47页/共96页Unit 1v原文原文:The communicati
48、on medium introduces noise,and so errors are introduced in the transmitted date.At the receiving end,the receiver decodes the data and gives it to the information sink.v译文译文:通信介质产生噪声通信介质产生噪声,因此错误被引入了传输数因此错误被引入了传输数据。在接收端据。在接收端,接收端解码数据信息并将其发给信接收端解码数据信息并将其发给信宿。宿。第48页/共96页Unit 1v原文原文:As an example,consi
49、der an information source that produces two symbols A and B.The transmitter codes the data into a bit stream.v译文译文:举一个例子，考虑一个信源产生两个符号举一个例子，考虑一个信源产生两个符号A和和B。发射机将数据编码在一个比特流。发射机将数据编码在一个比特流。第49页/共96页Unit 1v原文原文:For example,A can coded as 1 and B as 0.The stream of 1s and 0s is transmitted through the me
50、dium.Because of noise,1 may became 0 or 0 may became 1 at random places,as illustrated below.v译文译文:例如，例如，A可以编码为可以编码为1和和B作为作为0。1和和 0的的比特流通过媒介被发送。因为噪音，在随机的位比特流通过媒介被发送。因为噪音，在随机的位置置1可能变为可能变为0或或0可能变成可能变成1，如下图所示，如下图所示。第50页/共96页Symbols producedABBAAABABABit stream produced1001110111Bit stream received10011