通信原理第一章绪论

数字通信(1)第一章绪论《数字通信(1)》第一章绪论2本章提要通信的基本概念通信的发展消息、信息与信号通信系统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通信系统分类与通信方式信息及其度量通信系统主要性能指标有效性可靠性communication1.1通信的基本概念什么是通信？信息的传递：如书信、打电话、电视等什么是现代通信？用电子、电磁波和光等现代科学技术实现信息的传递古代通信的起源中国古代战争中使用烽火传递信息古埃及和古代非洲用声音传递信息特征：简单的数字通信现代通信的起源1837莫尔斯发明的有线电报特征：数字通信、电子与光通信、网络通信《数字通信(1)》第一章绪论3telecommunication1.1通信的基本概念AlessandroVolta(意)(1745–1827)

，1800年发明电池《数字通信(1)》第一章绪论4electriccell1.1通信的基本概念JosephFourier(法)(1768–1830)，1822年发表傅里叶级数《数字通信(1)》第一章绪论5Fourierseries1.1通信的基本概念GeorgSimonOhm(德)(1789–1854)，1826年建立欧姆定律《数字通信(1)》第一章绪论6Ohm'slaw1.1通信的基本概念Augustin-LouisCauchy(法)(1789–1857)《数字通信(1)》第一章绪论7Cauchy'sintegraltheorem1.1通信的基本概念Pierre-SimonLaplace(法)(1749–1827)《数字通信(1)》第一章绪论8Laplacetransforms1.1通信的基本概念HansChristianOrsted(丹麦)(1777–1851)《数字通信(1)》第一章绪论9electromagnetism1.1通信的基本概念André-MarieAmpère(法)(1775–1836)，1826年发现安倍电路定律《数字通信(1)》第一章绪论10Ampère'scircuitallaw1.1通信的基本概念MichaelFaraday(英)(1791–1867)《数字通信(1)》第一章绪论11electromagneticinduction1.1通信的基本概念JosephHenry(美)(1797–1878)《数字通信(1)》第一章绪论12electromagneticinduction1.1通信的基本概念CarlFriedrichGauss(德)(1777–1855)《数字通信(1)》第一章绪论13Gaussiandistributions1.1通信的基本概念WilhelmEduardWeber(德)(1804–1891)《数字通信(1)》第一章绪论14electrodynamometer1.1通信的基本概念SirCharlesWheatstone(英)(1802–1875)《数字通信(1)》第一章绪论15Wheatstonebridge1.1通信的基本概念SamuelMorse(美)(1791–1872)，1937年发明莫尔斯电码《数字通信(1)》第一章绪论16telegraph1.1通信的基本概念GustavKirchhoff(德)(1824–1887)，1845年电路定律

《数字通信(1)》第一章绪论17Kirchhoff'scircuitlaws1.1通信的基本概念JamesClerkMaxwell

(苏格兰)(1831–1879)，1864年麦克斯韦方程《数字通信(1)》第一章绪论18Maxwell'sequations1.1通信的基本概念AlexanderGrahamBell(1847–1922)，1876电话

《数字通信(1)》第一章绪论19telephone1.1通信的基本概念HeinrichHertz(德)(1857–1894)，1887年麦克斯韦理论《数字通信(1)》第一章绪论20Electromagneticradiation1.1通信的基本概念GuglielmoMarconi(意)(1874–1937)，1897年无线电报《数字通信(1)》第一章绪论21radio1.1通信的基本概念JohnAmbroseFleming(英)(1849–1945)，1904年二极管《数字通信(1)》第一章绪论22diode1.1通信的基本概念ReginaldFessenden(美籍加拿大人)(1866–1932)，1905年发明无线电话《数字通信(1)》第一章绪论23radiotelephonyTheFatherofRadioBroadcasting1.1通信的基本概念LeedeForest(美)(1873–1961)，1906年发明三极管《数字通信(1)》第一章绪论24triode1.1通信的基本概念EdwinHowardArmstrong(美)(1890–1954)，1918年发明超外差无线电接收机，1933年发明FM无线电《数字通信(1)》第一章绪论25superheterodyne1.1通信的基本概念ClaudeElwoodShannon(美)(1916–2001)，1948年信息论《数字通信(1)》第一章绪论26informationtheory1.1通信的基本概念JohnRenshawCarson(美)(1886–1940)，卡森带宽，单边带调制《数字通信(1)》第一章绪论27Carsonbandwidthrule1.1通信的基本概念HarryNyquist(美籍瑞典人)(1889–1976)，采样定理《数字通信(1)》第一章绪论28samplingtheorem1.1通信的基本概念RalphHartley(美)(1888–1970)，1928年发表信息传输论文《数字通信(1)》第一章绪论29transmissionofInformation1.1通信的基本概念1931年电传业务在德国开通《数字通信(1)》第一章绪论30telex1.1通信的基本概念AlecReeves(英)(1902–1971)发明PCM(1937)《数字通信(1)》第一章绪论31pulse-codemodulation1.1通信的基本概念1936年BBC电视广播，1953年彩色电视广播《数字通信(1)》第一章绪论32television1.1通信的基本概念第二次世界大战期间，英国构建雷达系统《数字通信(1)》第一章绪论33radar1.1通信的基本概念NorbertWiener(美)

(1894–1964)，从20世纪40年代起最早研究随机过程理论《数字通信(1)》第一章绪论34stochasticprocesses1.1通信的基本概念贝尔实验室科学家JohnBardeen,WilliamShockley和WalterBrattain1948年发明晶体管《数字通信(1)》第一章绪论35transistor1.1通信的基本概念RichardHamming(美)(1915–1998)，1950年发明海明码《数字通信(1)》第一章绪论36Hammingcode1.1通信的基本概念1953年TDM技术商用《数字通信(1)》第一章绪论37Time-divisionmultiplexing1.1通信的基本概念TheodoreMaiman(美)(1927–2007)，1960年发明第一个激光器《数字通信(1)》第一章绪论38laser1.1通信的基本概念JackKilby(美)(1923–2005)，1958年发明集成电路，2000年获诺贝尔物理学奖《数字通信(1)》第一章绪论39integratedcircuit1.1通信的基本概念1958年世界首颗通信卫星《数字通信(1)》第一章绪论40communicationssatellite1.1通信的基本概念1954年，贝尔实验室发明程控交换技术(spc)，1960年开始使用《数字通信(1)》第一章绪论41storedprogramcontrolexchange1.1通信的基本概念高锟(CharlesKuenKao)(美籍华人)(1933–)，1966年，光纤通信，2009年获诺贝尔物理学奖《数字通信(1)》第一章绪论42fiber-opticcommunication1.1通信的基本概念1969年，Internet的前身ARPANET启用《数字通信(1)》第一章绪论43AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork1.1通信的基本概念1971年，Intel发布第一个微处理器《数字通信(1)》第一章绪论44microprocessor1.1通信的基本概念1973年，摩托罗拉推出首个手持移动电话《数字通信(1)》第一章绪论45mobilephone1.1通信的基本概念1981年，IBM推出个人计算机《数字通信(1)》第一章绪论46personalcomputer1.1通信的基本概念1991年启用GSM移动通信系统1995年启用

3G移动通信1999年启用4G移动通信LTE……《数字通信(1)》第一章绪论47LongTermEvolution《数字通信(1)》第一章绪论481.1通信的基本概念信源（source）消息的来源，是消息的产生者来源于人或物消息（message）通信系统传送的对象，由信源产生消息的主要形式：数据、音频和视频信息（information）消息中所携带的有效内容及其度量信号（signal）消息传输的手段，是消息的数学描述用电压、电流描述的信号为电信号信令：通信系统中的一系列控制信号source《数字通信(1)》第一章绪论491.1通信的基本概念模拟信号与数字信号analog模拟信号模拟信号数字信号数字信号

《数字通信(1)》第一章绪论501.1通信的基本概念这是数字信号还是模拟信号？digital

《数字通信(1)》第一章绪论511.2通信系统模型通信系统一般模型transmitter信道发送设备接收设备噪声信宿信源消息信号信号消息《数字通信(1)》第一章绪论521.2通信系统模型模拟通信系统模型channel信道调制器解调器噪声信宿信源消息信号信号消息载波本地载波《数字通信(1)》第一章绪论531.2通信系统模型数字通信系统模型receiver信源信道信宿噪声数字解调信道编码数字调制信道解码信源编码保密编码保密解码压缩解码信源编码信源解码发送端同步接收端《数字通信(1)》第一章绪论541.2通信系统模型现代通信系统模型signaling应用功能模块（网络运营商）控制功能模块（信令、路由和交换）传输功能模块（调制与信道编码）接入功能模块（信源编码）有线（固定电话、ISDN、）无线（移动电话、PHS）噪声数据音频视频《数字通信(1)》第一章绪论551.2通信系统模型数字通信的特点抗干扰能力强差错可控易处理、存储和交换易集成易加密code,encode,decode1.3通信系统分类与通信方式按消息类型和业务种类分类电报通信系统电话通信系统数据通信系统图像通信系统会议通信系统多媒体通信系统综合业务数字通信网《数字通信(1)》第一章绪论56sink1.3通信系统分类与通信方式按调制方式分类连续波调制系统模拟调制：AM、DSB、SSB、VSBFM和PM数字调制：ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK

QAM、MSK等脉冲调制系统脉冲模拟调制：PAM、PDM（PWM）和PPM脉冲数字调制：PCM、DM（ΔM）、DPCM、ADPCM《数字通信(1)》第一章绪论571.3通信系统分类与通信方式按信号特征分类模拟通信系统数字通信系统按传输媒介分类有线通信系统无线通信系统按信号复用方式分类时分复用系统频分复用系统码分复用系统按工作波顿分类《数字通信(1)》第一章绪论58《数字通信(1)》第一章绪论591.3通信系统分类与通信方式

electromagneticspectrum无线电波微波紫外线X射线红外线射线可见光频率(Hz)波长(m)1.3通信系统分类与通信方式频段划分《数字通信(1)》第一章绪论60频率范围名称缩写频率范围名称缩写3~30Hz极低频ELF0.3~3GHz特高频UHF30~300Hz超低频SLF3~30GHz超高频SHF300~3000Hz特低频ULF30~300GHz极高频EHF3~30kHz甚低频VLF0.3~3Thz亚毫米波30~300kHz低频LF43~430Thz红外300~3000kHz中频MF430~750Thz可见光3~30MHz高频HF750~3000Thz紫外30~300MHz甚高频VHF3000Thz

以上1.3通信系统分类与通信方式按通信方向与时间分为单工方式：单向通信方式，如：广播、电视等双工方式：双向通信，如：电话、电视会议系统等准双工方式：甲乙双方都具备收发功能，但每一具体时刻只能进行单向通信，如：对讲机等数字通信中按位数分为串行通信并行通信按通信对象连接情况分为点对点通信一点对多点通信多点之间的选址通信《数字