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Neuigkeiten und Informationen
Kommunikation ist die Übertragung von Nachrichten oder Informationen zwischen einer Quelle und einem Ziel.
Informationen und Nachrichten haben unterschiedliche Konzepte.
Nachrichten beziehen sich auf Wörter, Symbole, Daten, Stimmen und Bilder, die den Menschen objektive materielle Bewegungen und subjektive Denkaktivitäten zum Ausdruck bringen können. Es hat zwei Eigenschaften:
- Kann von beiden Parteien in der Kommunikation verstanden werden
- Können untereinander weitergegeben werden.
Information ist der Teil der Nachricht, der für den Kommunikator von Bedeutung ist.
Die Nachricht ist der Träger von Informationen, und die Nachricht kann Informationen enthalten
Die in einer Nachricht enthaltene Informationsmenge wird als Informationsgehalt bezeichnet und die Informationsmenge hängt mit der Eintrittswahrscheinlichkeit des in der Nachricht beschriebenen Ereignisses zusammen.
- Das durch die Nachricht dargestellte Ereignis ist ein unvermeidliches Ereignis (Wahrscheinlichkeit ist 1), dann enthält die Nachricht keine Informationen
- Das durch die Nachricht dargestellte Ereignis kann überhaupt nicht eintreten (die Wahrscheinlichkeit ist 0), dann enthält die Nachricht unendlich viele Informationen.
Der Grad der Unsicherheit eines Ereignisses kann durch seine Eintrittswahrscheinlichkeit beschrieben werden. Das heißt, je geringer die Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines Ereignisses, desto kleiner die Wahrscheinlichkeit, umgekehrt desto größer die Wahrscheinlichkeit. Die Menge an Informationen in einer Nachricht hängt eng mit der Wahrscheinlichkeit zusammen, mit der die Nachricht auftritt. Je geringer die Wahrscheinlichkeit ist, dass eine Nachricht erscheint, desto mehr Informationen enthält die Nachricht. Wenn das Ereignis unvermeidlich ist (Wahrscheinlichkeit ist 1), sollte die Menge der übermittelten Informationen Null sein. Wenn ein Ereignis unmöglich ist (Wahrscheinlichkeit ist 0), dann verfügt es über unendlich viele Informationen.
Shannon legte fest, dass die Menge an Informationen, die eine Nachricht enthält, gleich dem Logarithmus des Kehrwerts der Wahrscheinlichkeit P des Ereignisses ist, das sie darstellt.
Als Informationseinheit werden üblicherweise Bits verwendet
Bei einer Nachricht mit m Symbolen hat jedes Symbol eine andere Wahrscheinlichkeit, dass es erscheint. Wenn m sehr groß ist, wenn die Wahrscheinlichkeit, dass das i- te Symbol erscheint, P i ist und es insgesamt n- mal vorkommt, dann beträgt die Informationsmenge, die es hat
Die Informationsmenge der gesamten Nachricht ist die Summe aller dieser Informationsmengen bei verschiedenen i- Werten.
Die durchschnittliche Informationsmenge, die in jedem Symbol enthalten ist, beträgt
Der durchschnittliche Informationsgehalt ist der statistische Durchschnitt der in jedem Symbol enthaltenen Informationsmenge und seine Einheit ist Bits/Symbol. Die durchschnittliche Informationsmenge wird auch Entropie genannt.
Signal
In Kommunikationssystemen werden Nachrichten durch elektrische Signale übertragen, und Signale sind der Träger von Nachrichten.
Signalklassifizierung
Kontinuierliche Signale und diskrete Signale
- Kontinuierliches Signal: Ein Signal, das innerhalb eines kontinuierlichen Zeitbereichs definiert ist; wenn der Funktionswert ebenfalls kontinuierlich ist, spricht man von einem analogen Signal.
- Diskretes Signal: Ein Signal, das nur zu einigen diskreten Zeitpunkten definiert wird; wenn der Wert ein bestimmter Wert ist, wird es als digitales Signal bezeichnet.
Zufällige Signale und bekannte Signale
- Ein Zufallssignal bezieht sich auf ein Signal, dessen Wert ungewiss ist und nicht im Voraus genau vorhergesagt werden kann.
- Ein bekanntes Signal ist ein Signal, dessen Wert jederzeit sicher und vorhersehbar ist.
Bestimmte Signale können auch in periodische Signale und nichtperiodische Signale unterteilt werden.
Signaleigenschaften
Die Eigenschaften des Signals werden in zwei Aspekten ausgedrückt: Zeiteigenschaften und Frequenzeigenschaften.
- Zeiteigenschaften beziehen sich hauptsächlich auf die Eigenschaften von Signalen, die sich mit der Zeit ändern. Die sich über die Zeit ändernde Leistung eines Signals enthält alle Informationen des Signals.
- Frequenzeigenschaften beziehen sich auf die Eigenschaften eines Signals, die durch eine Spektrumfunktion dargestellt werden können. Die Spektralfunktion repräsentiert jede Frequenzkomponente des Signals sowie die Amplitude und Phase jeder Frequenzkomponente.
Bei der Analyse von Kommunikationssystemen wird das Eingangssignal als Reiz und das Ausgangssignal als Reaktion bezeichnet.
Zwei Methoden der Signalanalyse:
- Die Zeitbereichsanalysemethode ist eine Analysemethode, die die Zeiteigenschaften des Signals nutzt und die Anregung und Reaktion als Zeitfunktionen betrachtet.
- Die Frequenzbereichsanalysemethode ist eine Analysemethode, die die Frequenzeigenschaften des Signals verwendet, um eine Fourier-Transformation der Anregung und Reaktion durchzuführen und die Zeitvariable zur Analyse in eine Frequenzvariable umzuwandeln.
Signalbandbreite
Im Bereich der Kommunikation werden am häufigsten die folgenden zwei Definitionen der Signalbandbreite verwendet.
Absolute Bandbreite B – bezieht sich auf den Frequenzbereich, der dem Nicht-Null-Teil des positiven Spektrums des Signalspektrums entspricht.
Halbe Leistungsbandbreite – das Signalspektrum ist der Maximalwert bei f0 und f0 gehört zum Intervall (f1, f2) und P(f1)= P(f2)=0,5P(f0), der Frequenzbereich von f1 bis f2 ist definiert als halbe Leistungsbandbreite.
Hinweis: Die Bandbreite des Signals und die Bandbreite des Übertragungssystems sind zwei verschiedene Konzepte. Die Bandbreite des Übertragungssystems bezieht sich normalerweise auf den Frequenzbereich, in dem die Frequenzgangkurve des Systems innerhalb des 0,707-fachen Werts in der Mitte bleibt.
Daten
Daten sind Informationen, die auf eine bestimmte Art und Weise dargestellt werden, normalerweise als sinnvolle Folge von Symbolen. Es ist eine Manifestation einer Nachricht, eine Entität, die irgendeine Art von Information übermittelt.
Wenn Informationen als Daten dargestellt werden, enthalten Daten Informationen. Daher können Informationen durch Interpretation von Daten generiert werden.
Die Informationen betonen beide Aspekte der „Verarbeitung“ und der „Verwendung“, insbesondere der „Verwendung“. Der Inhalt einer Information gehört vor ihrer Verwendung zur Kategorie der Daten und wird erst nach der Verwendung in Informationen umgewandelt.
Elektrische Signale in Kommunikationssystemen umfassen analoge Signale und digitale Signale, und Daten werden in analoge Daten und digitale Daten unterteilt.
- Analoge Daten haben über einen bestimmten Zeitraum kontinuierliche Werte (wie Geräusche usw.)
- Numerische Daten haben diskrete Werte (wie Text usw.).
Sowohl analoge Daten als auch digitale Daten können in analoge Signale oder digitale Signale kodiert werden. Die Wahl der Kodierung hängt von den zu erfüllenden Anforderungen und den ggf. zur Verfügung stehenden Übertragungsmedien und Kommunikationsmöglichkeiten ab.
Vier Kombinationen von Daten und Signalen:
- Digitale Daten, digitales Signal (z. B. 0/1 steht für negativen Pegel/positiven Pegel, eine Reihe diskreter, nicht kontinuierlicher Spannungsimpulssequenzen)
- Digitale Daten, analoge Signale (wie ASK, FSK und PSK)
- Analoge Daten, digitale Signale (z. B. PCM-Modulation von Sprachsignalen)
- Analoge Daten, analoge Signale (wie AM, FM und PM)