通信概述
什么是通信? 信息的传递 通信原理中的“通信” 克服距离因素 克服不同文化、不同个体区别 克服距离因素达到传递信号的目的 信号多指:电信号、光信号、电磁波信号。 人们通过通信系统来进行通信,也就是说通信系统是传输信息的一种手段。 通信系统要解决的问题包括两个方面:信息的表示、信息的有效传输
点对点的通信系统 实现两点之间的信号传输 模拟通信系统 数字通信系统 传输的信号是模拟信号 传输的信号是数字信号 模拟信号:时间连续、取值连续的信号 如:s(t)=m(t)cos(wt) 波形 数字通信系统 传输的信号是数字信号 数字信号:时间离散、取值离散的信号 如:an~{1,0},文字等
模拟通信系统框图 信宿 信源 调制 解调 信道
数字通信系统框图
通信简史 1838年----------摩尔斯发明电报,即著名的摩尔斯码 1876年----------贝尔发明电话 1900年----------马可尼发送第一个越洋无线电报 1915年----------贝尔系统完成第一个全美跨州的电话线 1918年----------Armstrong发明调幅无线电广播、超外差收音机问世 1926年----------Baird和Jenkins阐述了电视的概念 1933年---------- Armstrong发明了FM 1935年----------第一个实用雷达问世 1936年----------BBC调频无线电广播开播 1937年----------发明脉冲编码调制原理(PCM) 1938年----------电视广播开播 1940-1945年-----二战刺激了雷达和微波通信系统的发展 1947年----------肖克莱发明晶体三极管
1948年----------仙农提出信息论,通信的统计理论开始建立 1950年----------时分多路通信应用于电话(即现在的pcm 电话雏形) 1953年----------美国发明NTSC制式彩色电视机 1953年----------越大西洋电缆铺设成功,实现了美国同欧洲的电话通信(36话音信道) 1957年----------第一颗人造卫星发射(苏联Sputnik I) 1958年-----------第一颗通信卫星发射、激光产生原理、集成电路 1961年----------立体声调频广播开播(美) 1962年-----------发射第一颗地球同步卫星,脉冲编码调制进入使用阶段,全球通信的时代到来。 1963年-----------IEEE组织成立(电气和电子工程师协会) 1963-1966年----高速数字通信中的差错控制编码、自适应均衡得到发展 1964年----------第一个ESS电话交换机问世 1965年----------第一个商用卫星“晨鸟”投入使用 1960-1971年----彩电问世、阿波罗登月、数字传输理论和技术得到迅速发展,出现电子计算机。
1970-1980年-----大规模集成电路、商用通信卫星、程控交换机、光纤通信系统、微处理器等迅速发展 1980---------------超大规模集成电路、移动通信、光通信、通信网络技术、综合业务数字网迅速发展 1995年-----------Internet及WWW浏览广泛流行 2000年至今---------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、数字电视系统及个人通信时代
通信的发展趋势 数字化 全球化 大容量 移动和个人化
确定信号分析 周期信号 傅立叶级数
非周期信号 傅氏变换与反变换及其性质(附录A)
例:常用信号的傅氏变换 请参见书中附录B 关注: 矩形脉冲信号的频谱 升余弦信号及其频谱 冲激序列及其频谱
能量信号 能量有限的信号 能量与能谱密度 信号能量 能谱密度
功率信号 功率有限信号 信号平均功率 信号的功率谱密度
确定信号的自相关 能量信号
确定信号的自相关 功率信号 功率谱密度与自相关的关系 傅氏变换对
信号带宽 多种定义 功率带宽 如98%功率带宽,图示 3dB带宽 功率下降到第一个3dB点的频率 等效矩形带宽 其他 高通、低通、带通信号
线性时不变系统 叠加性 时不变性 系统冲激响应 输入为冲激函数时的系统输出 卷积 信号经过线性系统的输出输入之间的关系