SimpleMind 北邮通信原理 思维导图 第一章 绪论

1、第一章第一章 绪论绪论 1.1引言引言 1. 信息技术信息技术 1. 电信技术电信技术 克服空间限制克服空间限制 传输传输 2. 计算机技术计算机技术 克服时间限制克服时间限制 存储存储、处理处理、 共享共享、重复使用重复使用 3. 三遥三遥（遥测遥测、遥感遥感、遥控遥控）扩展应用的范围和层次扩展应用的范围和层次 1.2 通信发展史和展望通信发展史和展望 1. 概念阐释概念阐释电信电信 远程通信远程通信（Telecommunication） 2.发展史发展史 1837年年莫尔斯完善了电报系统莫尔斯完善了电报系统 该系统与该系统与1944年在华盛顿和巴尔的摩之间试运行年在华盛顿和巴尔的摩之间试运

2、行 数字通信的开始数字通信的开始 1875年年贝尔发明电话贝尔发明电话 模拟通信的先驱模拟通信的先驱 1892年年美国史端乔引入步进开关美国史端乔引入步进开关，使电话实现自动化使电话实现自动化 1864年年麦克斯韦建立电磁场理论麦克斯韦建立电磁场理论 1887年年赫兹用实验证明电磁波的存在赫兹用实验证明电磁波的存在 1901年年 马可尼实现了从英国到纽芬兰的马可尼实现了从英国到纽芬兰的 跨大西洋无线电信号接收跨大西洋无线电信号接收 2700Km 1905年年 费森登试通了无线传送语声与音乐费森登试通了无线传送语声与音乐 电子管电子管 产生和放大高频信号产生和放大高频信号 调频调频 外差系统外差

3、系统 1948年年 香农发表香农发表通信的数学理论通信的数学理论 1. 提出通信系统的一般模型提出通信系统的一般模型， 它适用于任何形式的电报电话通信它适用于任何形式的电报电话通信， 也适用于任何其他通信也适用于任何其他通信， 包括声音和电视广播包括声音和电视广播、遥控遥测系统等遥控遥测系统等。 2. 在深入分析模型后提出信息熵在深入分析模型后提出信息熵、信道容量等概念信道容量等概念， 从而定量地揭示了通信的实质问题从而定量地揭示了通信的实质问题 3. 之后香农又发表率失真理论和密码理论等论文之后香农又发表率失真理论和密码理论等论文， 经其他学者的努力经其他学者的努力，逐步完善了一系列编码定理

4、逐步完善了一系列编码定理， 到到20世纪世纪60年代形成信息论这一新学科年代形成信息论这一新学科。 1948年年 勃拉登等发明了晶体管勃拉登等发明了晶体管 集成电路集成电路 超大规模集成电路超大规模集成电路使刚出现的数字计算机得到迅猛的发展使刚出现的数字计算机得到迅猛的发展 与通信技术相结合与通信技术相结合，使通信设备日益计算机化使通信设备日益计算机化， 而计算机借助通信日益网络化而计算机借助通信日益网络化 3. 器件和技术影响电信技术器件和技术影响电信技术 和电信产业和电信产业4个发展方向个发展方向 1. 数字化数字化 1937年年，里夫提出用脉码调制对语音信号编码里夫提出用脉码调制对语音信

5、号编码 PCM调制调制 1. 易于加密易于加密 2. 无噪声积累无噪声积累 1971年年，阿帕网开始投入使用阿帕网开始投入使用 分组交换分组交换 促进数据通信的发展促进数据通信的发展 计算机通信从局域网向广域网计算机通信从局域网向广域网， 以至因特网发展以至因特网发展 90年代移动通信年代移动通信GSM系统的引入系统的引入 时分多址时分多址 数字广播与数字电视数字广播与数字电视 软件无线电软件无线电 在射频进行模数在射频进行模数（A/D）转换转换， 把调制解调和锁相等模拟运算全部数字化把调制解调和锁相等模拟运算全部数字化 使设备超小型化使设备超小型化，并具有多种功能并具有多种功能 2. 远程和

6、大容量化远程和大容量化 1.明线明线、同轴电缆同轴电缆交叉交叉、平衡平衡、频分复用频分复用 2.光缆光缆 SDH 3. 无线微波通信无线微波通信 （1001） 1. 地面中继地面中继 （50Km） 优点优点：费用低较费用低较，建设时间较短建设时间较短 缺点缺点：不易跨大洋作业不易跨大洋作业 2. 卫星中继卫星中继 静止卫星所中转的信号是稳定的静止卫星所中转的信号是稳定的，通信质量良好通信质量良好 主要发展目标主要发展目标 降低成本降低成本增容增容 3. 网络和综合化网络和综合化 点对点通信点对点通信 交换或转接机制交换或转接机制 1.电路转接电路转接实时实时，电路接通即被占用直至通话结束电路接

7、通即被占用直至通话结束 电路交换电路交换 2.信息转接信息转接 存储转发存储转发，适用于非实时数据信息适用于非实时数据信息 分组交换分组交换 3.实例实例 阿帕网阿帕网、互联网互联网 ISDN综合数字业务网综合数字业务网 三网融合三网融合 4.移动和个人化移动和个人化 19世纪船舶上使用短波进行电报通信世纪船舶上使用短波进行电报通信 20世纪世纪20年代年代，船舶上可通无线电话船舶上可通无线电话，陆地上的警车使用无线电台做调度通信陆地上的警车使用无线电台做调度通信 40年代年代，欧美各国开始建立公用汽车电话网欧美各国开始建立公用汽车电话网 70年代年代，美国开始使用无绳电话系统美国开始使用无绳

8、电话系统 80年代发展成数字无绳电话年代发展成数字无绳电话 90年代初年代初，西欧各国相继开通采用时分多址西欧各国相继开通采用时分多址（TDMA）的的GSM系统系统 美国开发了码分多址美国开发了码分多址（CDMA）的的IS-95系统系统 最近最近，发展宽带多媒体的第三代蜂窝移动通信系统发展宽带多媒体的第三代蜂窝移动通信系统 TD-SCDMA WCMDA CDMA2000 个人通信个人通信：任何人任何人，在任何时间在任何时间，任何地点任何地点， 可与任何对象可与任何对象（人或计算机人或计算机），），互通任何信息互通任何信息 （5W通信通信） 海事卫星海事卫星（MARISA T） 1.3 通信系统

9、和通信网通信系统和通信网 通信系统通信系统 点对点通信所需的全部设施点对点通信所需的全部设施 香农香农通信系统模型通信系统模型 (信号在通信系统中传输规律信号在通信系统中传输规律) 1.信源信源、信宿信宿 通信系统的服务对象通信系统的服务对象， 原始信号形式决定通信系统的业务性质原始信号形式决定通信系统的业务性质 如电话系统的原始信号是语音如电话系统的原始信号是语音、 电报或数据通信系统传送代表某些信息的符号电报或数据通信系统传送代表某些信息的符号、 电视系统传送活动图像的信息电视系统传送活动图像的信息 2. 信道信道 电缆电缆、光缆光缆、无线无线 复用技术复用技术 多个信源输出变换成相互正交

10、的信号后多个信源输出变换成相互正交的信号后 叠加起来再进行调制或直接送入信道叠加起来再进行调制或直接送入信道， 在接收端利用正交性将各路分开在接收端利用正交性将各路分开 频分复用频分复用FDM 模拟模拟：多路载波系统多路载波系统 时分复用时分复用TDM 数字数字：2.048Mbit/s的的E1系统系统 码分复用码分复用CDM 多址接入多址接入 适应无线通信的另一种复用技术适应无线通信的另一种复用技术， 不要求各个信源的信号集中在一起不要求各个信源的信号集中在一起， 而是经变换后直接介入信道而是经变换后直接介入信道 FDMA、TDMA、CDMA 3. 编编/译码译码 编码编码，泛指把信源输出变换

11、成泛指把信源输出变换成 适合信道传送的信号所需的设备适合信道传送的信号所需的设备 4.通信系统的性能通信系统的性能 （给定信源给定信源、信宿信宿、信道信道） 适当的压缩编码可降低码率以提高通信系统的有效性适当的压缩编码可降低码率以提高通信系统的有效性 适当的调制方式可降低误码率以提高通信系统的可靠性适当的调制方式可降低误码率以提高通信系统的可靠性 通信网通信网 许多通信系统组成的多点之间许多通信系统组成的多点之间 能相互通信的全部设施能相互通信的全部设施 交换设备交换设备 信源编译码信源编译码、信道编译码设备构成通信系统的主要部件信道编译码设备构成通信系统的主要部件； 交换设备把许多通信系统连接在一起就组成了通信网交换设备把许多通信系统连接在一起就组成了通信网。 1. 电路交换网电路交换网 用呼叫等信令将两个用户间的电路接通后用呼叫等信令将两个用户间的电路接通后， 该电路就归他们使用该电路就归他们使用，直到通信完毕直到通信完毕 适用于有实时性要求适用于有实时性要求， 占时较长