2010第一章-概论课件

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1、1,通信原理,重庆大学,通信原理,电子工业出版社,2,课程介绍,【教学目标】本课程是电子通信类专业的一门重要课程，既是基础理论课，又是一门专业性的课程。通过该课程的学习，使学生打下良好的理论基础，并可初步培养对通信系统进行分析和设计的能力。 【课程要求】掌握数字通信的基本概念、基本理论以及基本的分析方法；熟悉通信系统的组成和工作原理；了解通信系统主要组成部分的实现方法。,通信原理,电子工业出版社,3,教学参考书,参考教材 樊昌信 通信原理 国防工业出版社 曹志刚 现代通信原理 清华大学出版社 国外经典教材 (美) John G. Proakis著，张力军等译，数字通信（第四版），电子工业出版社

2、，2003年 辅导书 王福昌，通信原理学习指导与题解 ，华中科技大学出版社 达新宇，通信原理典型题解析及自测试题，西北工业大学出版社,第一章 绪论,4,参 考 网 站,通信原理学习网站 西安电子科技大学通信原理网站 http:/ 东南大学通信原理网站 http:/ 北京交通大学通信原理网站 http:/ 南京邮电大学通信原理网站 http:/202.119.236.185/tongxin/index.aspx 通信原理扩展知识网站 移动通信在线 http:/ 通信人家园 http:/ 研学论坛 http:/ 通信世界网 http:/ 中国通信资源网 http:/ 通信原理网站及国家精品课程网站

3、链接 http:/ 绪论,5,学 习 方 法,基本要求 熟练掌握教材内容 通过习题深化知识点，消除模糊概念 完成课程实验 深入要求 从物理概念和信息论角度深入理解学习内容的本质 利用仿真软件（MATLAB/Simulink/SystemView）进行仿真实验，建立直观印象、理解各部分关系、掌握系统构造方法 利用FPGA、DSP进行编程调试实验，理论与实际动手结合、提高分析设计能力 阅读相关学术论文，综合提高认知水平,第一章 绪论,6,学 习 方 法,培养正确的专业知识学习方法 从课本教材学习，但知识不限于教材内，与实际应用结合 主观能动性、钻研精神,第一章 绪论,7,课 程 内 容,信息论基础

4、 模拟信息的数字化传输 基带传输系统 调制与解调 （数字调制解调技术） 差错控制技术 （另开课学习） 同步技术 （基本同步方式，深入内容见锁相环课程）,第一章 绪论,8,课程学习目的,掌握数字通信的基本原理，对信息的表示、信道通信能力、信息的传输、信源编译码、信道编译码以及同步原理有基本的了解。 掌握对通信系统的有效性和可靠性的分析，并能根据一定的参数要求，设计相应的数字通信系统。,第一章 绪论,9,考 核 方 式,闭卷考试 70% 实验 15% 平时成绩 15%,通信原理,电子工业出版社,10,通信原理,电子工业出版社,11,通信原理,电子工业出版社,12,通信原理,电子工业出版社,13,第

5、一章概论,通信原理,电子工业出版社,14,通信系统分类及信息传输方式,通信的定义 通信的发展 通信系统的组成,通信原理,电子工业出版社,15,通信系统的基本组成,通信的定义 通信是传输消息的过程，其根本目的是把有信息的消息传到指定的目的地。 通信的实现方法 把消息变成对应的信号来传递。信号实际上就是消息的传载者。,信息、信号的含义 语言、文字、图像等信息是不能直接在通信系统中传递，为此需在发送端将它们转换成电（光）信号（即信源）来载荷语言、文字、图像等信息，电信号经通信系统传送至接收端，收端将电信号还原成语言、文字、图像等信息。,通信原理,电子工业出版社,17,通信系统分类及信息传输方式,通信

6、的定义 通信的发展 通信系统的组成,通信的发展简史,First wireless communication networks: Pre-industrial: Smoke Signals, Fire, Carrier Pigeons, Flags. An elaborate set of signal combinations was developed to convey complex messages with these rudimentary signals. Line-of-sight distances (later extended by telescopes). Obser

7、vation stations were built on hilltops and along roads to relay these messages over large distances.,通信的发展简史,1753年2月17日，苏格兰人杂志上发表了一封署名C.M的书信。在这封信中，作者提出了用电流进行通信的大胆设想。他建议：把一组金属线从一个地点延伸到另一个地点，每根金属线与一个字母相对应。在一端发报时，便根据报文内容将一条条金属线与静电机相连接，使它们依次通过电流。电流通过金属线上的小球便将挂在它下面的写有不同字母或数字的小纸片吸了起来，从而起到远距离传递信息的作用。,最早的电通

8、信设想,通信的发展简史,1844年5月24日，莫尔斯从华盛顿到巴尔的摩拍发人类历史上的第一份电报。在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯用激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机, 发出了:“上帝创造了何等奇迹!”一语。,最早的有线电报,莫尔斯发出第一封 电报设备的复制品,通信的发展简史,1875年6月2日，美国人亚力山大.格雷厄姆.贝尔(Bell,Alekander Graham)发明了电话。至今美国波士顿法院路109号的门口，仍钉着块镌有：1875年6月2日电话诞生在这里的铜牌。 1876年2月14日，贝尔申请了那个著名的他和沃森一直研究着的装置电话的专利。同一天另一个发明家格雷

9、（1835-1901）也向美国专利局递交了相似设备的专利申请书，只因比贝尔晚了几个小时而痛失电话发明权。,最早的有线电话,贝尔发明的电话,通信的发展简史,1887年3月21日，德国物理学家赫兹（Hertz）在实验中发现，电火花的能量能够越过空间传到远处。这是人类历史上第一次证实了电磁波的存在。但赫兹断然否认选用电磁波进行通信的可能性。他认为如要利用电磁波进行通信的话，需要有一面面积与欧洲大陆相当的巨型反射镜。,电磁波的发现,通信的发展简史,1895年5月7日，36岁的波波夫在彼德堡的俄国物理化学会的物理分会上，宣读了关于“金属屑与电振荡的关系”的论文，并当众展示了他发明的无线电接收机。当他的助

10、手在大厅的另一端接通火花式电波发生器时，波波夫的无线电接收机便响起铃来；断开电波发生器，铃声立即中止。几十年后，为了纪念波波夫在这一天的划时代创举，当时的苏联政府便把5月7日定为“无线电发明日”。,最早的无线通信,波波夫实验用的无线电接收机,通信的发展简史,1897年5月18日,马可尼进行横跨布里斯托尔海峡的无线电通信取得成功，通信距离为14公里。,人类首次远距离无线电通信,1906年，费森登设立了世界第一个广播站。 1906年,福雷斯特发明了真空三极管放大器。,影响通信发展的重要发明或理论,影响通信发展的重要发明或理论,1925年，英国发明家贝尔德在前人研究的基础上终于制成了世界上第一台有实

11、用价值的电视机。,影响通信发展的重要发明或理论,1935年，英国的沃森.瓦特研制成功了世界上第一部雷达。,影响通信发展的重要发明或理论,1941年，冯.诺依曼发明第一台电子计算机。,影响通信发展的重要发明或理论,1948年，贝尔实验室向公众展示了用以取代真空管的晶体管。 1948年，Claude E.Shannon发表了信息论。 1957年10月4日，原苏联发射了第一颗人造地球卫星，地球上第一次收到了来自人造卫星的电波。它不仅标志着航天时代的开始， 也意味着一个利用卫星进行通信的时代即将到来。,影响通信发展的重要发明或理论,1958年，发明了集成电路。 1964年，电子电话交换机投入使用。 1

12、979年，64KB随机存储器的出现宣告超大规模集成（VLSI）电路时代的到来。 1980年，贝尔公司推出FT3光纤通信系统。 1985年，传真机（FAX）广泛使用。 1989年，卫星全球定位系统（GPS）完成部署 。 2000年至今，进入基于微处理器的数字信号处理、高速个人计算机、扩频通信系统、数字卫星系统、数字电视、数字广播以及个人通信系统时代。,通信原理,电子工业出版社,32,通信系统分类及信息传输方式,通信的定义 通信的发展 通信系统的组成,通信原理,电子工业出版社,33,通信系统的基本模型,不同的通信系统均可概括为如下基本模型,通信原理,电子工业出版社,34,通信系统的基本模型,通信原

13、理,电子工业出版社,35,通信系统的基本模型,通信原理,电子工业出版社,36,通信系统的基本模型,通信原理,电子工业出版社,37,通信系统的基本模型,接收设备：功能与发送设备的相反，完成发送设备的反变换，使接收信号恢复为的原始电信号。,通信原理,电子工业出版社,38,通信系统的基本模型,通信原理,电子工业出版社,39,第一章概论,通信原理,电子工业出版社,40,模拟通信和数字通信模型,模拟信号和数字信号 模拟通信系统模型 数字通信系统模型 数字通信的主要特点,通信原理,电子工业出版社,41,模拟信号和数字信号,模拟信号 参量 (幅度、频率或相位) 随着消息连续变化的信号。 特点： 幅度连续 时

14、间上可连续也可不连续 例如：语音信号和 PAM 信号等,通信原理,电子工业出版社,42,模拟信号和数字信号,数字信号 幅度（电压或电流）的取值不仅是时间的离散函数，而且取值也是有限可数的离散值。 例如：计算机输入输出信号和各种数据信号，电报信号,PCM 信号等,通信原理,电子工业出版社,43,模拟通信和数字通信,模拟通信：用模拟信号传消息的通信 数字通信：用数字信号传消息的通信 相应地的通信系统为模拟通信系统和数字通信系统。,通信原理,电子工业出版社,44,模拟通信和数字通信模型,模拟信号和数字信号 模拟通信系统模型 数字通信系统模型 数字通信的主要特点,通信原理,电子工业出版社,45,模拟通

15、信系统,模拟通信系统模型,通信原理,电子工业出版社,46,模拟通信和数字通信模型,模拟信号和数字信号 模拟通信系统 数字通信系统 数字通信的主要特点,通信原理,电子工业出版社,47,数字通信系统模型,信源： 输出的是待传送的信号。它可以是模拟信号，也可以是数字信号。,通信原理,电子工业出版社,48,数字通信系统模型,信源编码器： 信源输出为模拟信号时，完成模/数变换；信源输出为模拟信号时，完成压缩编码等功能。 加密器：用于需要保密通信的系统,通信原理,电子工业出版社,49,数字通信系统模型,信道编码器： 作用是提高可靠性，进行差错控制编码。 调制器： 将待传输的数字信号适当变化，以适于信道传输。,通信原理,电子工业出版社,50,数字通信系统模型,信道： 信号在媒质中传输的通路。 噪声源： 信号在信道传输过程中受到的加性干扰。,通信原理,电子工业出版社,51,数字通信系统模型,解调器： 将调制信号还原成基带信号 信道解码器： 对信号完成纠检错功能,通信原理,电子工业出版社,5