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现代通信原理PrinciplesofModernCommunications 刘林lliu 通信工程系西南交通大学 通信技术概述 AnIntroductiontoCommunications通信技术及其产品已经成为了人们日常生活中不可或缺的基本工具 Telephony 有线电话 无线电话 短信 MessagingServices SMS MMS Internet WWWsurfing 娱乐 Entertainment Video Music 游戏 Gaming 电台广播 Radiobroadcasting 电视广播 TVbroadcasting 信息与通信已经成为现代社会的基础与命脉 ISO OSI七层参考模型 TCP IPProtocolstack 数字通信系统实例 计算机网络 Internet 课程主要内容 数字通信 模拟信号的数字传输 数字信号传输 基带传输 频带传输 二进制调制 多进制调制 模拟通信 现代通信原理 学习基础 信号与系统 中傅立叶变换及性质 随机过程 中的基本概念各种常用模块的信号变换关系 课程特点 原理性强 系统性强 数学分析多学习过程中 特别需要强调掌握相关的系统模型 基本概念 基本原理 基本分析方法和重要结论 通信系统的核心是信号设计和信号处理课程将结合通信技术的发展和演变 阐述通信信号设计的发展脉络和指导思想 信号处理在数学上就是一种数学变换或估计方法 在学习的过程中 除了强调相关信号的数学表达和推导的同时 要求理解并熟练掌握通信系统所采用的信号设计和涉及的信号处理 学习方法 系统模型为纲 信号分析为线 课堂学习与习题练习同等重要 实验教学硬件实验软件仿真SystemViewSystemview动态系统分析及通信系统仿真设计 西安电子科技大学出版社 2001 MatlabIT 课程要求通过本课程学习 要求掌握模拟通信系统的基本概念 模型和理论 数字基带传输的基本概念 模型和理论 数字频带传输的基本概念 模型和理论 模拟信号数字化传输的基本概念和理论 通信系统的基本分析方法和重要结论 课程评分和考试考勤 10 课程作业 回答问题等 10 期中考试 15 期末考试 65 课程主要参考书籍周炯槃 庞沁华 续大我 吴伟陵 杨鸿文 通信原理 第3版 北京邮电大学出版社 2009 樊昌信 曹丽娜 通信原理 第6版 国防工业出版社 2006 JohnG Proakis 数字通信 第3 4版 DigitalCommunications 电子工业出版社影印英文版 课程电子教案 第一章绪论 1 1通信的基本概念通信信息消息信号通信技术发展历史1 2通信系统的组成一般模型模拟通信系统模型数字通信系统模型数字通信的特点1 3通信系统的分类与通信方式1 4信息及其度量1 5通信系统的主要性能指标有效性可靠性 1 1通信的基本概念 通信的定义通信 communication 是消息的有效传递和交换 即互通信息 打电话 两个人之间的对话 烽火台 邮政电信 telecommunication 利用 电 来传递消息的通信方式现代通信 利用电子等技术手段 借助电信号 含光信号 实现从一地向另一地 多地 进行消息的有效传递和交换通信的本质通信的本质是随机的随机信源被发送的信号 在传输或接收端 会受到随机形式的干扰 随机噪声 消息 信息 信号消息 message 信息源所产生的信息的物理表现 例如 语音 文字 图象等根据消息的状态是离散可数的还是连续变化的 消息可以分为两类 即离散消息和连续消息 离散消息 可数的消息状态 符号 文字 数据等 连续消息 连续的消息状态 语音 图像等 信息 information 消息中所包含的对受信者有意义的内容 Shannon定量地给出了信息的计算方法 信息量和平均信息量 熵 Entropy 信息量的单位为比特 bit 电 信号 signal 传输消息的手段 是消息的物理载体 在通信系统中是用电信号的某一个或多个参量 频率 幅值 相位等 来承载消息 按代表消息的参量的取值方式不同 可分为模拟信号和数字信号区分模拟信号和数字信号的准绳是看加载用户消息的电信号参量是连续还是离散取值 而不是看在时间域是否连续取值 数字信号在时间上可以是连续的 模拟信号在时间上可能是离散的 通信技术发展历史19世纪发展电通信以来 通信技术的发展很快 其发展简史如下 1844 Morse在华盛顿与巴尔的摩之间发送世界上第一份电报 电通信的开始 1864 Maxwell提出电磁辐射方程 建立了电磁场理论1875 Bell发明电话并获得专利 模拟通信的先驱 1887 Hertz在人类历史上首先捕捉到电磁波1901 Marconi实现了从英国到纽芬兰的跨大西洋 2700km 无线电信号接收1918 AM广播 超外差接收机问世1936 BBC开始电视广播1937 AlexReeves构想出PCM原理 数字通信的开始 通信技术的发展历史 1 1948 Shannon提出信息论1962 发射第一颗同步通信卫星 PCM进入实用1963 美国电气与电子工程师协会IEEE InstituteofElectricalandElectronicEngineers 成立1960 1970彩色电视机问世 数字传输理论与技术迅速发展 出现高速数字电子计算机1970 1980 VLSI 程控数字交换机 光纤通信系统 微处理器迅速发展1985 传真机普遍实用1989 Motorala引入便携式蜂窝移动电话1990至今 Internet GSM与CDMA ISDN xDSL HDTV GPS软件无线电 ATM与IP 蓝牙技术 SDH3G4G 通信技术的发展历史 2 电话之父AlexandraGrahamBell 贝尔 1847 1922 英国人1868年在伦敦工作1871年去波士顿工作1873年任波士顿大学教授1875年发明多路电报1876年发明电话Science杂志创办人Bell电话公司创办人一生曾获许多专利 1876年3月10日贝尔就是通过这个液体话筒实现了电话的第一次通话 1892年纽约芝加哥的电话线路开通 电话发明人贝尔第一个试音 喂 芝加哥 这一历史性声音被记录下来 无线电之父GuglielmoMarconi Marconi 1874 1937 意大利人1895年在父亲的庄园试验 成功实现 1 5英