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1、现代通信原理 Principles of Modern Communications,刘林 通信工程系 西南交通大学,通信技术概述,An Introduction to Communications 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(Messaging Services,SMS,MMS) Internet (WWW surfing) 娱乐 (Entertainment,Video,Music) 游戏 (Gaming) ,电台广播 (Radio broadcasting) 电视广播 (TV broadcasting)
2、,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/IP Protocol stack,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
3、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 SystemView Systemview 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。 Matlab IT+,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
4、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。 John G. Proakis, 数字通信(第3/4版)(Digital Communications)，电子工业出版社影印英文版。 课程电子教案: http:/ 教学辅导书籍 王福昌，通信原理学习指导与题解，华中科技大学出版社。 沙济彰等，通信原理学习与考研指导，科学
5、出版社。 郝建军等，通信原理考研指导，北京邮电大学出版社。,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
6、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
7、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
8、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，Alex Reeves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(Institute of Electrical and Electronic Engineers)成立
9、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，SDH 3G 4G .,通信技术的发展历史(2),电话之父 Alexandra Graham Bell,贝尔（18471922）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
10、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 Guglielmo Marconi,Marconi(18741937)意大利人 1895年在父亲的庄园试验,成功实现 1.5英里无线信号传输 1896年去伦敦 1897年建立无线电报公司(Marconi公司前身) 1899年首次实现英法无线通信 1916年实现短波无线电通信 1929年建立世界性无线通信网 1909年获诺贝尔物理学奖 与俄国军官波波夫一同被人们誉为“无线电之父”,马可尼发送第一封无线电报的设备复制品,
