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1、什么是通信？,通信（Information）是通过某种媒体进行的信息传递。古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警等方式进行信息传递。今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电，固话，手机，互联网甚至可视电话等各种通信方式。 通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻的改变了人类的生活方式和社会面。,1,什么是系统？,系统一词，其涵义最早可追溯到帕拉图 （Philebus）、亚里士多德（ 政治学 ）和欧几里德（ 几何原本）等。它的意思是总体、群体或联盟。,2,什么是系统？,在19世纪第一个发展自然科学中系统概念的，是研究热力学的法国物理学家卡诺 。1824年，他研究了蒸汽发动机中
2、的工作物质，即通常说的水蒸气，在一个由锅炉、冷储（冷水流）、活塞组成的体系中做功的能力。德国物理学家克劳修斯扩展了系统的含义，使之包括了环境的概念。,3,什么是系统？,生物学家贝塔郎非是发展一般系统论的一个先驱。1945年他引入了讨论广义系统或它们的子类的模型和法则，而不纠缠于其特定种类、性质、组成要素之间的关系或相互作用等细节。 诺伯特维纳及Ross Ashby应用数学方法对系统概念做出了重大发展。,4,什么是系统？,生态系统 大气系统 水循环系统 电子系统 通信系统 社会操作系统,5,什么是通信工程？,通信工程（也作 信息工程，电信工程，旧称远距离通信工程、弱电工程）是电子工程的重要分支，
3、同时也是其中一个基础学科。该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。,6,通信工程研究的是，以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲，从发送端 (信源)传输到一个或多个接受端(信宿)。接受端能否正确辨认信息，取决于传输中的损耗高低。信号处理是通信工程中一个重要环节，其包括过滤，编码和解码等。,什么是通信工程？,7,通信工程所关注的频段涉及甚广。低频段，亦即低赫兹，关心的是技术声学或低频技术。高频段中关注的范围从微波或雷达系统到可见光的激光或镭射系统。微波到可见光中间的频段几乎都是通信工程的研究对象。除此之外，通信过程中所应用的媒介和技术，包括通信系统在陆上、水下、空中和宇宙空
4、间中的应用，也是相当丰富的。,什么是通信工程？,8,通信工程的基础建立于应用数学中的数理方程。其理论起点是物质与波在傅里叶热扩散和麦克斯韦电动力条件下观察到的传播现象。,什么是通信工程？,9,什么是通信工程？,不可否认的是，如今通信工程正在转变为信息工程，英特网就是一个很好的例子。 一方面通信系统常常是信息与应用技术的计算系统的一个重要组成部分，另一方面现代通信系统给信息工程予以理论和方法指导，并处于计算系统的核心位置。,10,2010级通信工程专业本科培养方案,指导方针： 加强基础、拓宽专业、提高素质、培养能力 培养目标： 培养具备数字通信技术、计算机网络通信和数字信号处理等方面的专业知识，
5、有较强的创新实践能力，能在计算机通信、数字信号处理系统等领域中从事研究、设计、制造、运营以及在国民经济各部门中从事计算机网络和嵌入式系统等方面的开发、应用、维护、管理的高级工程技术人才。,11,2010级通信工程专业本科培养方案,知识结构和能力培养 具有电路分析、信号与系统、计算机高级语言编程等方面的基础理论和基本知识； 掌握数字通信领域的基本理论和基本知识；了解典型数字通信系统和设备的工作原理，基本构成，具有分析通信设备性能的能力； 掌握计算机网络编程的基本方法，基本技能，具有独立开发计算机 网络通信应用软件的能力；,12,2010级通信工程专业本科培养方案,掌握数字信号处理系统的基本理论和
6、基本设计方法，具有设计DSP芯片、FPGA/CPLD芯片与ARM芯片嵌入式系统软硬件的能力； 了解数字通信技术、计算机通信和嵌入式系统的最新进展与发展动态； 掌握文献检索，资料查询的基本方法，具有获取新知识的能力； 熟练掌握科技英语的阅读能力，具有公共英语一定的听、说、写、译能力。,13,主干课程 高等数学、大学英语、大学物理、电路分析、C程序设计、信号与系统、通信原理、数字信号处理、EDA技术、DSP技术及应用、无线传感器网络等特色课程 DSP技术及应用、无线传感器网络、软件无线电,2010级通信工程专业本科培养方案,14,继续深造方向,我国高等教育学科： 哲学，经济学，法学（包括政治学，社
7、会学，民族学），教育学（包括体育学），文学（包括语言学，艺术学，图书馆等），历史学，理学，工学，农学，医学，管理学。工学 信息与通信工程,通信与信息系统信号与信息处理,一级学科,二级学科,15,继续深造方向,国内通信强校： 著名的贝尔实验室和国内5所大学建立了联合实验室：清华、北大、中科大、复旦、上交大。 全国6所高校中标参加国家4G（最新一代通信技术）研发：东南、北邮、清华、中科大、电子科大、华中科大。 全国7所高校参加国家863项目“G蜂窝移动通信无线网络试验系统研究开发”：清华、中科大、东南、北邮、华中科大、西电、上交大。,16,专业发展趋势,专业口径变大 综合化趋势 跨学科趋势（交叉学
8、科）,17,Students,学问和做人 人格才是最高的学位 学习的动机 认知的内驱力 自我提高的内驱力 附属的内驱力 短期、中期和长期目标的建立,18,通信工程发展历史,近代的通信理论有三位主要的奠基者： 香农 维纳 莱斯 其中尤以香农的贡献为最大也最具原创性与突破性。这三位都是杰出的数学家。由于他们在四十年代初分别在贝尔实验室（香农、莱斯）与麻省理工学院（维纳）的研究，使人们对通讯的原理有了革命性的理解。他们的理论要在将近二十五年后才为通讯工程界所逐渐消化、了解并充分的利用。,19,香农（CLAUDEE. SHANNON）,香农二十二岁在麻省理工的硕士论文被称为 本世纪最重要的硕士论文。在
9、这篇论文中， 香农为今日所有的数字系统奠定了理论基础 他首先发现利用布尔代数可以来代表开关交换线路（RELAY SWITCHING CIRCUITS）。十年后，三十二岁的香农发表了现代通信理论最重要的论文：通信的数学理论，这篇论文不但开创了一个全新的数学领域信息论 而且准确地预测所有通信系统新的、旧的、还没有被设计出来的的基本限制与极限，告诉我们设计通信系统的最高指导原则设计的大方向与基本法则。,20,莱斯（STEPHEN O. RICE）,赖斯的主要贡献在对噪声的分析，他在 一九四四年发表的随机噪声的数学分析 到现在仍是值得再三细读的经典之作。噪声 对通信工程师来讲是最大的天敌也是最好的朋友
10、。没有各种噪声对信号的干扰，百分之九十五以上的通信工程师都要失业；有了它们，我们便要绞尽脑汁，费尽心机来应付。赖斯的分析，为我们作了基本的知敌的工作，使我们明白各种噪声的基本特性以及它们通过各式各样电子器件时所产生的变化与影响。,21,维纳（NORBERT WIENER）,维纳从小就是个天才儿童，十几岁便从麻省理工拿到博士学位。 一九二三年维纳为布朗运动提出了数学模型。一九三零年 发表的广义谐波分析乃是维纳自认最好的作品，其中得到 的重要成果之一便是所谓的WIENERKHINTCHINE定理，为二阶 随机过程的频谐分析奠下了理论和各种应用的基础。然而它的精义， 则要等到五零年前后才为科学界所明
11、了。维纳对通信工程最直接的贡献则来自他在一九四二年写的稳定性时间序列之外延、内差与平滑化及其在工程上的应用。这篇报告原列为高度机密文件，直到一九四九年才解密，由MIT出版。其主要内容乃是维纳自一九四零年初为美军方设计防空机枪一年多来的心得。今天我们一谈到最佳滤波器、接收机、自适应系统（ADAPTIVE SYSTEM），谈到目标追踪、飞机、轮船的导航都免不了要从维纳的理论出发，要利用到所谓的韦纳霍伯方程式，但是当年没有人知道如何解决这些工程问题；即是在维纳给了数学模型与答案后仍没有几个人了解。看过那份机密报告的工程师称它为黄色的探险（YELLOW PERIL）。对他们来讲，那不啻是本黄颜色的天书
12、。要不是维纳有个叫列敏逊（N. LEVINSON）的好学生，花了一番力气写了两篇阐释性的论文，维纳的学说，至少它在工程上的应用，可能要再等个十年才会广为世人所接受。,22,摩尔斯（SAMUEL F.B.MORSE）,电报的先驱，美国发明家、画家,23,麦克斯韦尔 (James Clerk Maxwell),电磁理论的奠基者麦克斯韦尔的主要贡献 是建立了麦克斯韦方程组，创立了经典 电动力学，并且预言了电磁波的存在， 提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学 理论的集大成者。他出生于电磁学理论 奠基人法拉第提出电磁感应定理的1831年， 后来又与法拉第结成忘年之交，共同构筑 了电磁学理论的科学体系。物理
13、学历史上 认为牛顿的经典力学打开了机械时代的大 门，而麦克斯韦电磁学理论则为电器时代 奠定了基石。1931年，爱因斯坦在麦克斯 韦百年诞辰的纪念会上，评价其建树“是 牛顿以来，物理学最深刻和最富有成果的工作。”,24,海蒂拉玛(Hedy Lamarr,1914-2000),美貌惊人的演员 出色的间谍 CDMA之母 现代军事通信的先驱 保密通信的鼻祖 不著名的杰出科学家,25,3G的祖师：海蒂拉玛,正是这个大美人我们今天使用3G手机的手机的鼻祖！ 上帝的确是太偏爱她了，除了惊人的美貌，更有惊人的头脑。 她出身富贵，受过良好的教育，学的是通讯专业。 她精力过人，在好莱坞打拼之余，竟有了如此发明，令
14、人莫明震惊！ 海蒂.拉玛一生在娱乐杂志封面出现已经是司空见惯，这一回却出现在了科技杂志封面上。真是科技与美的完美结合！ 现在手机已经普及，大家千万不要小看手中这个小小的通讯工具，在它之后，站着一位世界上最美丽的女人。我们不应该忘记她！ 当以CDMA为基础的通信技术开始走入大众生活，科学界才想起了已经83岁高龄的CDMA之母海蒂.拉玛，非营利性、非官方的电子前沿基金会(EFF: Electronic Frontier Foundation)授予了海蒂.拉玛早应得到的荣誉，但此时，她的专利已经失效，而其终生未能因此而得利。 另外这位美女逝世于2000年1月19日，无论是演员还是算科学家算是非常长寿
15、了。,26,赫兹无线通信之父,赫兹在1888年以充分的实验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。由于赫兹于六年后(1894年)去世，因此没有看到无线电波(Radio wave)的广泛应用。如果他能活到20世纪初，他肯定会获得诺贝尔奖的。 赫兹的实验震动了当时整个物理学界，全世界许多实验室立即重复了他的实验。“赫兹波”成了当时物理学家口头常用的词组。赫兹的发现不仅证实了麦克斯威尔理论的正确性，并且也为人类利用电磁波奠定了基础，开创了电子技术新时代。 在赫兹宣布他的发现后不到六年，意大利工程师马可尼(Guglielmo Marconi, 1874-1937)和俄国的波波夫(A. S. Popov，1
16、859-1906)分别实现了无线电远距离传播，并很快投入实际应用。 其他无线电技术也如雨后春笋般地涌现了出来，无线电报(1894年)、无线电AM广播(1906年)、导航(1911年)、无线电话(1916年)、短波通讯(1921年)、传真(1923年)、电视(1929年)、微波通讯(1933年)、雷达(1935年)以及近代的无线电遥控、遥测、卫星通讯、大哥大、无线网络等等各种各样技术的发明可以说都是赫兹实验的产物。,27,姚期智（Andrew Chi-Chih Y）,美籍华人，计算机科学家，2000年图灵奖得主，是目前唯一一位获得此奖项的华人及亚洲人。目前是清华大学理论计算机科学研究中心教授。
17、姚期智祖籍湖北孝感，1946年12月24日出生于上海，幼年随父母移居台湾。1967年，姚期智毕业于台湾大学，之后赴美国深造。1972年获哈佛大学物理学博士学位，1975年获伊利诺大学香槟分校（UIUC）计算机科学博士学位。之后，他曾先后在麻省理工学院（19751976）、斯坦福大学（19761981，19831986）、加州大学伯克利分校（19811983）等美国高等学府从事教学和研究，1986年至2004年任普林斯顿大学计算机科学系教授，从2004年9月至今任北京清华大学高等研究中心教授。此外，姚期智还是美国国家科学院院士、美国人文及科学院院士、中国科学院外籍院士及台湾中央研究院院士。 姚期智获得过美国工业与应用数学学会波利亚奖（Plya Prize），美国计算机协会算法与计算理论分会（ACM SIGACT）高德纳奖（Donald E.Knuth Prize）等荣誉。2000年，因为姚期智对计算理论，包括伪随机数生成，密码学与通信复杂度的诸多贡献，美国计算机协会（ACM）决定把该年度的图灵奖授予他。,
