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通信原理
第一章
概论
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本章提要
现代通信的发展
信源、消息、信息和信号
通信系统模型
信道
信道中的噪声
communication
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现代通信的发展
什么是通信?
信息的传递:如书信、打电话等
什么是现代通信?
用电子、电磁波的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(鼓)、光传递信息
特征:简单的数字通信
现代通信的起源
1838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
telegram
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现代通信的发展
近代通信科学技术发展大事记(一)
1800 – 1837 基础开发研究:
Volta 电池
Fourier、Cauchy和Laplace 数学研究
Oersted、Ampere、Faraday和Henry 电和磁实验
Ohm 欧姆定律
Gauss、Weber和Wheatstone 早期的电报系统
1838 Morse 有线电报
1845 Kirchhoff 电路定律
1864 Maxwell 电磁幅射理论
1876 Bell 有线电话
1887 Hertz 电磁波发射,验证了麦克斯韦尔理论
telegram
4
现代通信的发展
近代通信科学技术发展大事记(二)
1897 Marconi 无线电报
1904 Fleming 二极管
1905 Fessenden 无线电语音信号传输
1906 De Forest 三极管放大器
1915 Bell System 横贯美国大陆的电话线路
1918 B H Armstrong 超外差无线电接收机
1920 – 1928 Carson、Nyquist、Johnson和Hartley信号传输和噪声理论
1931 电传业务开通
1933 E Armstrong 调频无线电
1937 Reeves 构想脉冲编码调制(PCM)
superheterodyne
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现代通信的发展
近代通信科学技术发展大事记(三)
1938 BBC 电视广播
1938 – 1945(二战)雷达和微波系统
1944 – 1947 Rice和Wiener等统计通信理论
1948 Brattain、Bardeen和Shockley 晶体管
1948 Shannon 信息论
1948 – 1950 Hamming和Golay 纠错编码
1950 电话系统中引入时分复用技术
1953 彩色电视
1956 越洋电话
1960 Maiman 激光
1961 集成电路
Shannon
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现代通信的发展
近代通信科学技术发展大事记(四)
1962 卫星通信
1962 – 1966 高速数字通信理论
1965 程控电话交换机
1966 – 1975 宽带通信系统(包括光通信)
1969 (的前身)
1971 Intel 单片微处理器
1972 Motorola 蜂窝电话
1972 卫星电视直播
1981 IBM 个人计算机
1991 GSM移动通信系统
1995 CDMA移动通信系统
mobile
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信源、消息、信息和信号
信源
消息的来源,是消息的产生者
来源于人或物
消息
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
消息中所携带的有效内容及其度量
信号
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
8
信源、消息、信息和信号
信息量的定义
若一个符号 xi 出现的概率为 P(xi),则其信息量为
P(xi) log a P(xi)
信息量的特征
出现概率越小,信息量越大;
出现概率越大,信息量越小;
出现概率为1时,信息量为0。
信息量的单位
当 a  2 时,单位为比特(Bit);
当 a  e 时,单位为奈特(Nat);
当 a  10 时,单位为哈特莱(Haitely)
message
9
信源、消息、信息和信号
英文字母出现的概率
information
符号
概率
符号
概率
符号
概率
空格

s

w, y

e

h

g

t

d

b

o

i

v

a

c

k

n

f, u

x

l

m

j, q, z

r

p

1