信息及其度量
通信的根本目的在於傳輸消息所包含的信息。
信息是指消息中所包含的有效內容，或者說是預先不知道而待知的內容。
度量消息中信息的方法（1）與消息的種類無關（2）與消息的重要程度無關（3）消息所表達的事件越不可能發生，越不可預測，信息量就越大。
比如說1949年新中國成立，這對於我來說是已知的，那麼它對我來說就沒有信息量。再比如，明天會下雨，這對我來說就有一定的信息量。
那麼如何度量消息中所含的信息量？
可見，消息中所含的信息量與 不可預測性或不確定性有關
根據概率論知識，事件的不確定性可用事件出現的概率來描述。
故若用P(x)表示發生信息的概率，I表示消息中所含的信息量，則易知：
(1)消息中所含的信息量是該消息出現的概率的函數，即:I=I [P(x)]
(2)P(x)越小，I越大，P(x)越大，I越小。且當P(x)=1的時候，I=0；P(x)=0,I=∞
(3)若干相互獨立事件構成的消息，所含信息量等於各獨立事件信息量之和，也就是說，信息具有相加性。
即：I[P(x1)P(x2)…]=I[P(x1)]+I[P(x2)]+……
故綜合易得：
### 一、離散消息的信息量x爲
通常一般廣泛使用的單位爲比特
比如求二進制信源（0，1）等概獨立發送符號時，每個符號的信息量
因爲等概獨立，故發送每個符號的概率爲1/2，根據公式易得每個符號的信息量爲1bit。
### 二、離散消息的平均信息量
平均信息量即信源中每個符號所含信息量的統計平均值
且等概時，熵最大，Hmax=㏒₂(1/P(x))
# 通信系統性能指標
從研究信息傳輸的角度來說，有效性和可靠性是通信系統的主要性能指標
### 一、有效性
（1）對於模擬通信系統，傳輸同樣的信源信號，所傳輸的傳輸帶寬越小，頻帶利用率越高，有效性越好。信號帶寬與調製方式有關。
（2）數字通信系統有效性的指標
1）碼元傳輸速率RB（傳碼率、波特率）
1.定義：每秒傳送的碼元個數
2.單位：波特（Baud）
3.計算：若一個碼元的時間長度爲Ts秒
則RB=1/Ts
2）信息傳輸速率Rb（傳信率、比特率）
1.定義：每秒傳輸比特數（信息量）
2.單位：bit/s,可簡記爲b/s或bps
3.RB與Rb轉換：Rb=RB*H
3）頻帶利用率—把帶寬和傳輸速率聯繫起來
1.定義：單位帶寬內的傳輸速率
### 二、可靠性
（1）對於模擬通信系統，通常用接收端輸出信號與噪聲功率比（S/N）來度量，它反映了信號經傳輸後的保真程度和抗噪聲能力
（2）對於數字通信系統的可靠性可用差錯概率來衡量。差錯概率常用誤碼率和誤信率來衡量。
小結
通信的目的是傳輸消息中所包含的信息。消息是傳輸信息的物理表現形式，信息是消息的有效內容。
信號是消息的傳輸載體。根據攜載消息的信號參量是連續取值還是離散取值，信號分爲模擬信號和數字信號。
通信系統有不同的分類方法。按照信道中傳輸的是模擬信號還是數字信號，相應的把通信系統分成模擬通信系統和數字通信系統。
數字通信已經成爲當前通信技術的主流。與模擬通信技術相比，數字通信系統具有抗干擾能力強，差錯可控，保密性好等優點。缺點是佔用帶寬大，同步要求高。
按消息傳遞的方向和時間關係，通信方式可以分爲單工、半雙工及全雙工通信。按數據碼先排列的順序可分爲並行傳輸和串行傳輸。
信息量是對消息發生概率(不確定性)的度量。一個二進制碼元含1b的信息量；一個M進制碼元含log2M比特的信息量。等概發送的時候，信源熵最大值。
有效性和可靠性是通信系統的兩個主要指標。兩者相互矛盾而又對立統一，且可以互換。在模擬通信系統模型中，有效性可用帶寬衡量，可靠性可用輸出信噪比衡量。在數字通信系統中，有效性用頻帶利用率表示，可靠性用誤碼率、誤信率來表示。
信息速率是每秒發送的比特數；碼元速率是每秒發送的碼元個數。碼元速率在數值上小於等於信息速率。碼元速率決定了發送信號所需的帶寬。