2. 彭涛版《通信原理》授课教案

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1、第一章绪论彭涛pengtao@bupt.edu.cnP11.1引言¢人类社会向信息社会发展¢农业社会¢生产生活资料和必要的生产工具¢工业社会¢机器的生产和能量的生产¢信息社会¢信息的大规模采集、存储、传输、处理和使用P21.1引言¢信息¢广义信息（无确切的定义）¢是从不知到确知的过程中的内涵实体¢狭义信息（语法信息）¢基于概率论的信息熵定义：现代信息技术发展的基础nH()xP=−∑(xii)logP(x)i=1P31.1引言¢信息的主要特点¢不同于物质资料和能量资源，可以共享和重复使用¢可以广泛传播¢通信技术帮助克服了空间的限

2、制¢计算机技术实现大容量存储，克服了时间的限制P41.2通信发展简史和展望¢通信就是互通信息¢古代通信：驿站传信、烽火台¢现代通信一般指电信，即远距离通信（telecommunication）¢电报¢电话¢Etc.P51.2通信发展简史和展望¢现代通信的主要事件¢1838年：摩尔斯发明有线电报¢1864年：麦克斯维提出电磁场方程¢1876年：贝尔发明电话¢1896年：马可尼发明无线电报¢1906年：真空管问世¢1918年：调幅无线电广播¢….P61.2通信发展简史和展望¢1948年的两件重要事件¢仙农（Shnnon）发表《通信

3、的数学理论》。并进一步在60年代形成了较系统的信息论框架。成为通信技术的理论基础¢勃拉登（Brattain）等发明了晶体管。以后又发展成为集成电路到超大规模集成电路。从器件上促进了通信技术的发展P71.2通信发展简史和展望¢通信的发展方向¢数字化¢远程与大容量化¢网络与综合化¢移动和个人化P81.2通信发展简史和展望¢数字化¢数字信息和模拟信息的区别：前者取值离散，后者取值连续¢数字通信的主要优点¢抗干扰能力强，且中继时无噪声积累¢可使用现代数字信号处理技术进行处理¢差错可以控制，传输质量好¢易于加密¢易于实现设备小型化P91

4、.2通信发展简史和展望¢远程和大容量化¢有线：明线→同轴电缆→光纤¢无线：短波→微波→卫星P101.2通信发展简史和展望¢网络和综合化¢PSTN：电路交换¢Internet：分组交换P111.2通信发展简史和展望¢移动和个人化¢目标是5W通信：任何人（Whoever）在任何时间（Whenever）任何地点（Wherever）可与任何对象（Whomever）互通任何信息（Whatever）P121.3通信系统和通信网的构成¢通信技术包括以下两大方面的技术¢通信系统：点对点通信所需设施¢通信网：由许多通信系统组成多点间能相互通信的

5、全部设施P131.3通信系统和通信网的构成¢通信系统的仙农模型（图1.1）⎛⎞SS⎛⎞CB0=+log⎜⎟12=+Blog⎜⎟1()Shannon公式⎝⎠σ⎝⎠NB0()S为信号功率，B为带宽，N0为噪声单边功率谱密度¢信源、信宿：信息的发送者和接受者¢信道：传送信息的通道¢编码：这里泛指把信源输出的信息变换成适合信道传输的信号的过程。译码是其反过程。（注意这里的编码包括信源编码、加密、信道编码、调制等，P14与通常所说的编码有所不同）1.3通信系统和通信网的构成¢通信网模型（图1.2）¢转接设备（交换设备）：选择路由，将信息

6、从信源一站一站传递，直到到达信宿¢信令、协议：为通信网中传送信息，必须符合预先制定的规程，才能保证通信成功，这样的规程叫信令（电话网）或协议（计算机网）P151.3通信系统和通信网的构成¢一些概念¢消息：信源想让信宿得到的信息的具体表现形式。如一段声音，一张图片等¢信息：消息的内涵。通信中，一般不刻意区分消息和信息¢信号：为了通信，须将消息转换成信号以利于进行处理、变换和传送。信号是消息的载体，一般为电信号P161.3通信系统和通信网的构成¢一些概念¢有效性：单位带宽内传送的信息量的多少。模拟通信系统用单位带宽内能传送的电话或

7、电视路数表示；数字通信系统用频带利用率（bit/Hz）表示¢可靠性：接收信息的准确程度。模拟通信系统用接收端的输出信噪比表示；数字通信系统用误比特率表示¢有效性和可靠性是相互矛盾的，可以互换。P171.3通信系统和通信网的构成¢一些概念¢信源编码：将信源产生的消息转换成电信号及进一步的变换。信源编码的目的是提高通信系统的有效性。¢模拟通信系统：通过压缩频带来提高有效性¢数字通信系统：通过压缩信源输出的比特率来提高有效性P181.3通信系统和通信网的构成¢一些概念¢信道编码：将信源编码输出的信号变换成适合于信道传输的信号。其目的

8、是提高系统的可靠性P191.3通信系统和通信网的构成¢一些概念¢复用：多个信源的输出信号变换成相互正交的信号后叠加起来或直接送入信道。在接收端利用正交性，将各个信号解复用。方式有FDM、TDM、CDM¢多址接入：适应无线通信的一种复用技术，用于区分位于不同地点的终端。方式有F