现代通信原理 浙江大学 光电系 主讲教师 林斌 00:36:01 浙江大学光电系.

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1 现代通信原理 浙江大学 光电系 主讲教师 林斌 00:36:01 浙江大学光电系

2 先提几个问题？ 从古到今举例出10项通信的实例 对本课程的了解程度？难or易 通过本课程的学习，希望获得的知识？
通信与光学与信息工程的关系？

3 《现代通信原理》教学大纲 系统讲述现代通信系统的基本原理、基本性能和基本分析方法 介绍信息端到端的传输系统，主要讨论系统的组成和性能指标
本课程的主要任务 系统讲述现代通信系统的基本原理、基本性能和基本分析方法 介绍信息端到端的传输系统，主要讨论系统的组成和性能指标 第一部分： （1章、2章、3章、4章） （8 学时） 通信系统的基本模型，基本指标 信息、信道、信道容量等基本概念 信号与噪声的基本理论 现代通信技术介绍 第二部分： （5、9章） （16 学时） 模拟通信系统的基本原理和基本性能，噪声分析与抗噪性能 第三部分： （6、7、8、10章） （18 学时） 数字通信的基本原理、基本技术和基本性能，噪声分析与抗噪性能 教学大纲 00:36:01

4 《现代通信原理）》教学大纲 课程简介：现代通信原理 Communication Principles
课程简介：现代通信原理 Communication Principles 通信技术是现代信息技术发展的一个重要方面，随着计算机技术、信息处理技术和大规模集成电路的迅猛发展，现代通信技术近年来取得了显著进展。本课程作为大学本科准通信工程专业和与信息处理相关专业最重要的专业基础课程之一，将系统阐述通信理论的基本概念、基本原理、方法和通信系统的主要性能指标，为学生进一步学习和掌握移动通信、光纤通信、计算机网络通信、宽带网通信等现代通信技术准备必要的基础理论。 课程性质和任务 通信原理是光电信息工程本科专业选修课，比较全面系统地讲述现代通信系统的基本原理、基本性能和基本分析方法。系统性的介绍了信号的发射与接收过程，包括对信道、各类信号以及噪声的讨论，具有理论性、技术性强、知识面广的特点。 教材选用及与其它课程的关系 教材选用国防工业出版社出版，樊信昌、曹丽娜主编的《通信原理（第六版）精编本》。 本课程先期应学习的课程有工程数学、概率论与随机过程、信号与系统等 通信电子线路

5 课程的重要地位  通信原理是通信工程、电子工程、信息科学等学科重要的专业课程。  通信原理是继续学习其他通信专业课的基础。 本教材涵盖范围  模拟通信  数字通信  随机过程  信息论基础  编码理论基础  通信网基础

6 教材与参考文献 1、樊昌信等编.通信原理.北京：国防工业出版社，2007年，第6版
2、曹金玉、李莉、赵蓉编.通信系统原理.吉林大学出版社，1998年 3、张辉等编，通信原理辅导.西安电子科技大学出版社，2000年 4、郝建军等编. 通信原理考研指导. 北京邮电大学出版社, 2001 00:36:01

7  第2 章 确知信号  第3 章 随机过程  第4 章 信道  第5 章 模拟调制系统  第6 章 数字基带传输系统
第1 章 绪论  第2 章 确知信号  第3 章 随机过程  第4 章 信道  第5 章 模拟调制系统  第6 章 数字基带传输系统  第7 章 数字带通传输系统  第8 章 新型数字带通调制技术  第9 章 模拟信号的数字传输  第10 章 数字信号的最佳接收  第11 章 差错控制编码  第12 章 同步原理 

8 现代通信原理 第一章 绪论 第五章 模拟调制系统 第二章 确知信号 第六章 数字信号的基带传输 第三章 随机过程 第七章 数字信号的载波传输
第一章 绪论 第五章 模拟调制系统 第二章 确知信号 第六章 数字信号的基带传输 第三章 随机过程 第七章 数字信号的载波传输 第四章 信道 第八章 模拟信号编码传输 第九章 数字信号的最佳接收

9 任课教师 林斌 欢迎大家就各类问题展开讨论！！ 办公地点： 工程中心303，教三310 Email： wjlin@zju.edu.cn
任课教师 林斌 办公地点： 工程中心303，教三310 ： 电话： 欢迎大家就各类问题展开讨论！！

10 授课及考核的形式 上课：到课率，点名签到方式 作业：平时作业（习题指导书），大型作业 讨论课：集中时间安排，
考试: 期中考试，期末考试，大作业 平时成绩：课堂讨论，发言，作业（大作业）等。

11 本课程学习特点  原理框图  系统功能  数学表达式  时域、频域图形  性能分析  系统综合分析与设计

12 通信系统 通信什么？ 实现通信手段？ 研究通信 的理论与方法？ 通信系统 的评价？ 物联网： 信息的传输 传感器技术 传输技术
计算机处理技术 信息的传输 通信什么？ 实现通信手段？ 物联网发展可分三个阶段，第一个阶段是信息汇聚，第二个阶段是信息处理，未来的物联网将采用多种传感技术聚合处理信息，最后一个阶段是泛在聚合阶段，这也是物联网最终的目标。 通信系统 研究通信 的理论与方法？ 通信系统 的评价？

13 现代通信原理 第1章 绪论

14 第1章 绪论 1. 1 通信的基本概念 通信的目的：传递消息中所包含的信息。 消息：感观可感知
是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。 信息：抽象的、广义的、可度量 是消息中包含的有效内容。 信号：信息的载体。电信号、光信号 实现通信的方式和手段： 非电的：如旌旗、消息树、烽火台… 电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。

15 古代近代现代传递信息的方式的优点和缺点 信息传播的五大阶段：  ① 语言、② 邮政、③ 印刷、④ 电报、电话、广
优点 缺点 古代：书信 较语言传播更为准确 受众要识字，传播速度慢，容易中断 近代：电报 快速 篇幅限制，不宜传播大量信息，需要 专业设备，不易普及 现代：电话 准确快速，普及性强 只有语言，不能同时传播图像与文字 当代：互联网 快、准、全 不适用于文化程度低的人 信息传播的五大阶段：  ① 语言、② 邮政、③ 印刷、④ 电报、电话、广 播、⑤ 信息时代、计算机通信

16 第1章 绪论 电信发明史 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。（电磁波传播速度）
1837年：莫尔斯发明有线电报 1876年：贝尔发明有线电话 1918年：调幅无线电广播、超外差接收机问世 1936年：商业电视广播开播 … … … … … 后面讲述中，“通信”这一术语是指“电通信”，包括光通信，因为光也是一种电磁波。（电磁波传播速度） 在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。

17 第1章 绪论 1.2 通信系统的组成 1.2.1 通信系统的一般模型
信息源（简称信源）：把各种消息转换成原始电信号，如麦克风。信源可分为模拟信源和数字信源。 发送设备：原始信号变换为适合信道传输的信号。 传输信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。 噪声源：集中表示分布于通信系统中各处的噪声。

18 第1章 绪论 接收设备：从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 受信者（信宿）：把原始电信号还原成相应的消息，如扬声器等。

19 第1章 绪论 1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型 模拟信号和数字信号 模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克风输出电压：
(a) 话音信号 (b) 抽样信号 图1-2 模拟信号

20 第1章 绪论 通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
数字信号：代表消息的信号参量取值为有限个，例如电报信号、计算机输入输出信号： 通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 (a) 二进制信号 (b) 2PSK信号 图1-3 数字信号

21 第1章 绪论 模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统： 两种变换： 模拟消息  原始电信号（基带信号）
基带信号  已调信号 （带通信号） 图1-4 模拟通信系统模型

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23 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统
数字通信系统模型 信源编码与译码目的：模数变换、数据压缩 提高信息传输的有效性 完成模/数转换 信道编码与译码目的：增强抗干扰能力，差错控制 加密与解密目的：保证所传信息的安全，信息保密 数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号 同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统

24 第1章 绪论 1.2.3 数字通信的特点 优点 缺点： 抗干扰能力强，且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储
数字通信的特点 优点 抗干扰能力强，且噪声不积累 传输差错可控 便于处理、变换、存储 便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 易于集成，使通信设备微型化，重量轻 易于加密处理，且保密性好 缺点： 需要较大的传输带宽， 例如语音：模拟4kHz；数字20k~60kHz 解决方案：宽频信道、压缩编码 • 电路复杂。解决方案：VLSI 对同步要求高

25 第1章 绪论 1.3 通信系统分类与通信方式 1.3.1 通信系统的分类
1.3 通信系统分类与通信方式 通信系统的分类 按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。 按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通 … … 按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用

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30 基带传输 （音频市内电话） 频带(调制) 传输 电报、电话、数据通信、 图像通信等 有线（架空明线、导线、同轴电缆、光缆）
无线（依靠电磁波在空间传播来传递信息） 模拟通信系统 数字通信系统 长波、中波、短波、微波、光波 频分复用、时分复用、 码分复用、波分复用 单工通信 双工通信 半双工通信 并行传输 单行传输 广播、电视、电话、电报、传真、卫星等 00:36:01 语音、图像、文件、数据、动态影像等

31 常见的调制方式 调制方式 主要用途 连续波调制 00:36:02 线性调制 常规双边带调制AM 广播 单边带调制SSB
载波通信、短波无线电话通信 双边带调制DSB 立体声广播 残留边带调制VSB 电视广播、传真 非线性调制 频率调制 微波中继、卫星通信、广播 相位调制 中间调制方式 数字调制 振幅键控ASK 数据传输 频移键控FSK 相移键控PSK 数字传输 最小频移键控MSK等 数字微波、空间通信 脉冲模拟调制 脉幅调制PAM 中间调制方式、遥测 脉宽调制PWM 脉位调制PPM 遥测、光纤传输 脉冲数字调制 脉码调制PCM 市话中继线、卫星、空间通信 增量调制DM 军用、民用数字电话 差分脉码调制DPCM 电视电话、图象编码 矢量编码调制VCM 语音、图象压缩编码 00:36:02

32 通信波段与常用传输媒介 频率范围 符号 传输媒介 用途 3Hz～30KHz 甚低频VLF 有线线对 长波无线电
音频、电话、数据终端、长距离导航、时标 30KHz～300KHz 低频LF 导航、信标、电力线通信 300Hz～3MHz 中频MF 同轴电缆 短波无线电 调幅广播、移动陆地通信、业余无线电 3MHz～30MHz 高频HF 电视、调频广播、空中管制、车辆通信、导航 30MHz～300MHz 甚高频VHF 同轴电缆 米波无线电 电视、调频广播、空中管制、车辆导航、导航 300MHz～3GHz 特高频UHF 波导 分米波无线电 电视、空间遥测、雷达导航、点对点通信、移动通信 3GHz～30GHz 超高频SHF 波导 厘米波无线电 微波通信、卫星通信、空间通信、雷达 30GHz～300GHz 极高频EHF 波导 毫米波无线电 雷达、微波接力、射电天文学 107 ～108 GHz 紫外、可见光、红外 光纤 激光空间传播 光纤通信 00:36:02

33 第1章 绪论 1.3.2 通信方式 单工、半双工和全双工通信 单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收 发的工作方式 全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式 请同学们举例

34 第1章 绪论 并行传输和串行传输 并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施 缺点：需要 n 条通信线路，成本高

35 第1章 绪论 其他分类方式： 串行传输 ：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施 其他分类方式： 同步通信和异步通信 专线通信和网通信

36 第1章 绪论 1.4 信息及其度量 信息：是消息中包含的有效内容，与其形式无关 如何度量离散消息中所含的信息量? 度量信息量的原则
能度量任何消息，并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关 【例】 “某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这条消息包含有更多的信息。 上例表明： 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。

37 第1章 绪论 度量信息量的方法 事件的不确定程度可以用其出现的概率来描述： 消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。
设：P(x) － 消息发生的概率， I － 消息中所含的信息量， 则 P(x) 和 I 之间应该有如下关系： I 是 P(x) 的函数： I ＝I [P(x)] P(x) ，I  ； P(x)  ，I ； P(x) = 1时，I ＝ 0； P(x) = 0时，I ＝ ； 独立性 满足上述3条件的关系式如下： －信息量的定义

38 第1章 绪论 上式中对数的底： 若a = 2，信息量的单位称为比特(bit) ，可简记为b 若a = e，信息量的单位称为奈特(nat)，
若 a = 10，信息量的单位称为哈特莱(Hartley) 。 通常广泛使用的单位为比特，有 (b) 【例】 设一个二进制离散信源，以相等的概率发送数字“0”或“1”，则信源每个输出的信息含量为 在工程应用中，习惯把一个二进制码元称作1比特

39 第1章 绪论 若有M个等概率波形（P = 1/M），且每一个波形的出现是独立的，则传送M进制波形之一的信息量为
若M是2的整幂次，即 M = 2k，则有 当M = 4时，即4进制波形，I = 2比特， 当M = 8时，即8进制波形，I = 3比特。 传送每一个M进制波形的信息量等于用二进制脉冲表示该波形所需的脉冲数k

40 第1章 绪论 对于非等概率情况 设：一个离散信源是由M个符号组成的集合，其中每个符号xi (i = 1, 2, 3, …, M)按一定的概率P(xi)独立出现，即 且有 则x1 , x2, x3,…, xM 所包含的信息量分别为 于是，每个符号所含平均信息量为 由于H(x)同热力学中的熵形式相似，故称它为信息源的熵

41 第1章 绪论 【例1】 一离散信源由“0”，“1”，“2”，“3”四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8，1/4，1/4，1/8，且每个符号的出现都是独立的。试求某消息 的信息量。 【解】此消息中，“0”出现23次，“1”出现14次，“2”出现13次，“3”出现7次，共有57个符号，故该消息的信息量 每个符号的算术平均信息量为

42 第1章 绪论 若用熵的概念来计算： 则该消息的信息量
以上两种结果略有差别的原因在于，它们平均处理方法不同。前一种按算数平均的方法，结果可能存在误差。这种误差将随着消息序列中符号数的增加而减小。 当消息序列较长时，用熵的概念计算更为方便。

43 第1章 绪论 连续消息的信息量 关于连续消息的信息量可以用概率密度函数来描述。可以证明，连续消息的平均信息量为
式中，f (x) － 连续消息出现的概率密度。

44 第1章 绪论 1.5 通信系统主要性能指标（多项指标） 通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 模拟通信系统：
有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“效率”问题。 可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带（带宽）来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。

45 第1章 绪论 数字通信系统 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。
码元传输速率RB：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud），简记为B。 式中T － 码元的持续时间（秒） 信息传输速率Rb：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒，简记为 b/s ，或bps 传码率 传信率

46 第1章 绪论 码元速率和信息速率的关系 或 对于二进制数字信号：M = 2，码元速率和信息速率在数量上相等。
对于多进制，例如在八进制（M = 8）中，若码元速率为1200 B，，则信息速率为3600 b/s。

47 第1章 绪论 可靠性：常用误码率和误信率表示。 频带利用率：定义为单位带宽（1赫兹）内的传输速率，即 或 误码率 误信率（误比特率）
在二进制中有

48 第1章 绪论 1.6 小结 通信的目的 信号是消息的载体 通信系统的分类 数字通信与模拟通信 信息的度量 有效性与可靠性指标
作业：1-4；1-6；1-9；1-10

49 通信的发展历史 人类进行通信的历史已很悠久。 早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。
千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。 现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式。（聋哑人、体育比赛、特殊手势暗语等） 在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。

50 通信的发展历史 19世纪中叶以后，随着电报、电话的发明，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。 从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列的技术革新，开始了人类通信的新时代。

51 通信的发展历史 1837年，美国人塞缪乐.莫乐斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。
他利用自己设计的电码，可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地，再转换为原来的信息。 1844年5月24日，莫乐斯在国会大厦联邦最高法院会议厅进行了“用莫尔斯电码”发出了人类历史上的第一份电报，从而实现了长途电报通信。

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53 1864年，英国物理学家麦克斯韦（J.c.Maxwel）建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。

54 1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔（A.G.Bell）发明了世界上第一台电话机。并于1876年申请了发明专利。1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验，并获得了成功，后来就成立了著名的贝尔电话公司。

55 电话是通过电信号双向传输话音的设备。通常人们将亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell）认为是电话的发明者。美国国会2002年6月15日269号决议确认安东尼奥·穆齐（Antonio Meucci ）为电话的发明人。“电话”一词是日本人生造的汉语词，用来意译英文的telephone，后传入中国

56 1888年，德国青年物理学家海因里斯.赫兹（H.R.Hertz）用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论。这个实验轰动了整个科学界，成为近代科学技术史上的一个重要里程碑，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。

57 通信的发展历史 电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。 1904年英国电气工程师弗莱明发明了二极管。 1906年美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播。 1907年美国物理学家德福莱斯特发明了真空三极管，美国电气工程师阿姆斯特朗应用电子器件发明了超外差式接收装置。 1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。 1924年第一条短波通信线路在瑙恩和布宜诺斯艾利斯之间建立， 1933年法国人克拉维尔建立了英法之间和第一第商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。

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61 胆，就是指电子管，大家常说的胆机，指的是用电子管的放大器等。 电子管有的用于放大，有的用于润色。胆机有他独特的“胆味”，声音温暖耐听，音乐感好，氛围好。 胆机是音响业界最古老而又经久不衰的长青树，其显著的优点是声音甜美柔和、自然关切，尤其动态范围之大，线性之好，绝非其他器件所能轻易替代。

62 石机，指的是用晶体管（运放）的放大器等，石机的声音素质很高，解析高，声音层次好，速度快，但是声音比较生硬，不如胆机有味道~
　　在晶体管产生后，由于其“体积小，耗电省”很快便取代了电子管，技术的进步，导致电子管从兴旺走向衰败，令人大有“无可奈何花落去”之感，但是由于近年来人们对电声技术的提高发现电子管放大器能够发出晶体管所不能比拟的音色，所以时至今日电子管在音频领域又迅速走红。

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64 通信的发展历史  未来通信  近代通信：  1838 莫尔斯(美) 电报  1864 麦克斯韦(英) 电磁方程
 1876 贝尔(美) 电话  1887 赫兹(德) 证明电磁波的存在  1896 马克尼(意) 无线电报  1904 真空二极管弗莱明(美) 真空三极管弗雷斯特(美)  1918 调幅无线电广播、超外差接收机  1925 载波电话、多路通信  1936 调频无线电广播  1937 脉冲编码调制原理  1938 电视广播  1940~1945 雷达、微波通信 古代通信：烽火狼烟 通现代通信：  1948 晶体管肖克莱  1948 信息论香农 信发展简史  1950 时分多路通信  1956 越洋电缆  1957 人造卫星1958 通信卫星  1962 同步通信卫星、实用的脉冲编码调制  1962 彩电、阿波罗、数字传输理论  1970~1980 光纤通信、卫星通信  1980 移动通信  未来通信  多媒体通信：多方位交互通信

65 通信的发展历史 电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。
1922年16岁的美国中学生菲罗.法恩斯沃斯设计出第一幅电视传真原理图，1929年申请了发明专利，被裁定为发明电视机的第一人。 1928年美国西屋电器公司的兹沃尔金发明了光电显像管，并同工程师范瓦斯合作，实现了电子扫描方式的电视发送和传输。 1935年美国纽约帝国大厦设立了一座电视台，次年就成功地把电视节目发送到70公里以外的地方。1938年兹沃尔金又制造出第一台符合实用要求的电视摄像机。

66 通信的发展历史 经过人们的不断探索和改进，1945年在三基色工作原理的基础上美国无线电公司制成了世界上第一台全电子管彩色电视机。
直到1946年，美国人罗斯.威玛发明了高灵敏度摄像管，同年日本人八本教授解决了家用电视机接收天线问题，从此一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来。

67 通信的发展历史 图像传真也是一项重要的通信。 自从1925年美国无线电公司研制出第一部实用的传真机以后，传真技术不断革新。
1972年以前，该技术主要用于新闻、出版、气象和广播行业； 1972年至1980年间，传真技术已完成从模拟向数字、从机械扫描向电子扫描、从低速向高速的转变，除代替电报和用于传送气象图、新闻稿、照片、卫星云图外，还在医疗、图书馆管理、情报咨询、金融数据、电子邮政等方面得到应用； 1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。静电复印机、磁性录音机、雷达、激光器等等都是信息技术史上的重要发明。

68 通信的发展历史 此外，作为信息超远控制的遥控、遥测和遥感技术也是非常重要的技术。
遥控是利用通信线路对远处被控对象进行控制的一种技术，用于电气事业、输油管道、化学工业、军事和航天事业；遥测是将远处需要测量的物理量如电压、电流、气压、温度、流量等变换成电量，利用通信线路传送到观察点的一种测量技术，用于气象、军事和航空航天业； 遥感是一门综合性的测量技术，在高空或远处利用传感器接收物体辐射的电磁波信息，经过加工处理或能够识别的图像或电子计算机用的记录磁带，提示被测物体一性质、形状和变化动态，主要用于气象、军事和航空航天事业。

69 通信的发展历史 随着电子技术的高速发展，军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进。
1946年美国宾夕法尼亚大学的埃克特和莫希里研制出世界上第一台电子计算机。电子元器件材料的革新进一步促使电子计算机朝小型化、高精度、高可靠性方向发展。 20世纪40年代，科学家们发现了半导体材料，用它制成晶体管，替代了电子管。 1948年美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉坦发明了晶体三极管，于是晶体管收音机、晶体管电视、晶体管计算机很快代替了各式各样的真空电子管产品。 1959年美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，从此微电子技术诞生了。1967年大规模集成电路诞生了，一块米粒般大小的硅晶片上可以集成1千多个晶体管的线路。 1977年美国、日本科学家制成超大规模集成电路，30平方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管。微电子技术极大地推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能，成为现代高新科技的重要标志。

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71 通信的发展历史 为了解决资源共享问题，单一计算机很快发展成计算机联网，实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来，扫描仪、绘图仪、音频视频设备等，使计算机如虎添翼，可以处理更多的复杂问题。 20世纪80年代末多媒体技术的兴起，使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。 至此，电子技术、计算机技术和通信技术的紧密结合，以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，信息处理技术为主题的信息技术系统作为一门综合性的技术蓬勃发展起来，标志着数字化信息时代的到来 。

72 通信的发展历史 有线通信 美国莫尔斯(F.B.Morse):约5km的电报(点,划,空间→字母,数字);
美国贝尔(A.G.Bell):取得电话机专利(电信号→语音); 美国普宾:通信电缆; 1972年 日本:公共通信网的数据通信,传真通信业务; 美国:发表贝尔数据网络,英国:图像信息服务实验; 现代通信系统利用某些集中转接设施 复杂信息网络 →"交换功能"→实现任意两点之间信号的传输.

73 通信的发展历史 无线通信 1864年 英国麦克斯韦:电磁波的存在设想; 1888年 德国赫兹(H.Hertz):证实电磁波的存在;
1895年 意大利马可尼:传距仅数百米的无线通信; 1901年 意大利马可尼:横渡大西洋的无线通信; 1938年 法国里本斯:PCM方式; 1940年 美国CBS:彩色电视实验广播; 1951年 美国CBS:彩色电视正式广播; 现代 无线通信遍及全球并通向宇宙, 如GPS其精度可达数十米之内.

74 通信与数学分析方法发展史 一、傅立叶分析 1822年 法国数学家傅立叶(J.Fourier):奠定傅立叶级数理论基础;
泊松(Poisson),高斯(Gauss):应用到电学中; 19世纪末 用于工程实际的电容器 处理各种频率的正弦信号; 20世纪 谐振电路,滤波器,正弦振荡器 扩展应用领域.

75 通信与数学分析方法发展史 二、拉普拉斯变换 19世纪末 英国工程师赫维赛德(O.Heaviside):运算法(算子法)先驱;
法国数学家拉普拉斯(P.S.Laplace):拉普拉斯变换方法; 20世纪70年代后 CAD求解电路分析方法 替代拉氏变换. 离散等其它系统的发展

76 通信与数学分析方法发展史 三、Z变换 1730年 英国数学家棣莫弗(De Moivre):生成函数-类似; 19世纪 拉普拉斯: 贡献
20世纪 沙尔(H.L.Seal): 贡献; 20世纪50~60年代 抽样数据控制系统 Z变换应用. 数字计算机的研究与实践

77 通信与数学分析方法发展史 四、状态方程分析 20世纪50年代 经典的线性系统理论(外特性);
20世纪60年代 现代的线性系统理论(内部特性), 卡尔曼(R.E.Kalman):状态空间方法.

78 香农被公认为信息论及数字通信时代的奠基人