通信原理第章

通信原理第1章緒論一、發(fā)展歷史與趨勢（1）通信：信息傳輸或消息傳輸。通信歷史回顧：非電的通信系統(tǒng)：旌旗、烽火臺、飛鴿傳書等。電通信系統(tǒng)：電話、電視、因特網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等。以傳輸?shù)臉I(yè)務為例：電話通信業(yè)務1837年

莫爾斯發(fā)明電報。1876年

貝爾為他發(fā)明的電話機申請了專利。1926年

貝爾實驗室發(fā)明了橫越大西洋的無線電話機，紐約和倫敦

之間首次開通無線電話業(yè)務。1962年

貝爾實驗室研制成第一顆國際通信衛(wèi)星，擔負600路電話

通信并首次將電話信號從美國傳到大西洋彼岸的歐洲。80年代

數(shù)字程控電話業(yè)務的開展直到現(xiàn)在IP網(wǎng)絡電話。

一、發(fā)展歷史與趨勢（2）圖像通信業(yè)務：還沒有普及到語音通信那樣的程度。1843年

美國人AlexanderBain

發(fā)明了屬于圖像通信范圍的傳真機。1925年Bell

實驗室完成了現(xiàn)代傳真的研制工作，并于次年設了橫越美國大陸的照片傳真業(yè)務。

1925年美國人J.L.Baird

發(fā)明了電視。1931年在美國紐約、洛杉磯開始電視試播。60年代逐漸形成了目前世界上NTSC、PAL

和SECAM

三大模擬電視制式標準。

70年代日本開始高清晰度電視（HDTV）的研究。至今70年代以來，數(shù)字圖像業(yè)務廣泛發(fā)展起來，VOD、遠程醫(yī)療、教學視頻會議、數(shù)字視頻廣播DVB、高清晰度電視。一、發(fā)展歷史與趨勢（3）數(shù)據(jù)業(yè)務70年代末80年代初期的計算機點對點通信-計算機簡單組網(wǎng)Internet通信手段而言衛(wèi)星通信地面微波中繼通信的繼承和發(fā)展。衛(wèi)星通信承擔了1/3以上的遠洋通信業(yè)務，并提供了幾乎世界上所有的遠洋電視，體育節(jié)目轉(zhuǎn)播。光纖通信長途干線通信移動通信數(shù)據(jù)通信網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN）、城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。一、發(fā)展歷史與趨勢（4）通信網(wǎng)由于歷史和技術上的原因，網(wǎng)絡有其獨立性，諸如公共電源網(wǎng)，計算機網(wǎng)以及有線電視網(wǎng)，導致資源利用率低→網(wǎng)絡綜合化，將各類業(yè)務綜合在同一數(shù)字通信網(wǎng)中，ISDN、B-ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)絡）。三網(wǎng)融合通信發(fā)展將要達到“4A”：Anybody、Anyplace、Anytime、Anyservice。新技術①寬帶網(wǎng)核心技術（IP與ATM）②接入網(wǎng)技術WIFI、WIMAX③光纖接入技術④第四代移動通信技術⑤超寬帶等無線通信技術（UWB）⑥無線傳感器網(wǎng)絡zigbee⑦電力通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)⑧光通信量子通信二、通信系統(tǒng)的組成（1）

信息源：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。

發(fā)送設備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘枴?/p>

信道：

將來自發(fā)送設備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。

噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。

接收設備：從受到減損的接收信號中正確恢復出原始電信號。

受信者：把原始電信號還原成相應的消息，如揚聲器等。（信源）（信宿）二、通信系統(tǒng)的組成（2）圖1-2模擬通信系統(tǒng)模型圖1-3數(shù)字通信系統(tǒng)模型

(a)二進制信號(b)2PSK信號圖1-4數(shù)字信號二、通信系統(tǒng)的組成（3）模擬通信系統(tǒng)調(diào)制：將信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?，如語音信號300Hz–3000Hz調(diào)制到2G（900MHz)或3G(1.9G-2.2GHz)的頻段上傳輸。

信源編碼：提高信息傳輸?shù)挠行?。S101000.6S2110100.2S31111100.2平均碼長31.6信道編碼：

提高信息傳輸?shù)目煽啃?。如奇偶校驗，和校驗等初級方法。加密：保密通信。二、通信系統(tǒng)的組成（4）模擬通信與數(shù)字通信對比優(yōu)點：抗干擾能力強，且噪聲不積累。傳輸差錯可控。便于處理、變換、存儲。便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸。易于集成，使通信設備微型化，重量輕。易于加密處理，且保密性好。缺點：需要較大的傳輸帶寬。對同步要求高。三、里通信救系統(tǒng)陣分類呈與通攏信方鬧式（1）按通感信業(yè)冬務分滅類：電報襯通信宇系統(tǒng)旅、電焰話通劃信系店統(tǒng)、績數(shù)據(jù)數(shù)通信神系統(tǒng)竹、圖捏像通龍信系統(tǒng)……按調(diào)閣制方催式分埋類：基帶歷傳輸紀系統(tǒng)古和帶膏通（連調(diào)制災）傳殿輸系苦統(tǒng)（調(diào)制肚傳輸浩系統(tǒng)又分助為多喚種調(diào)膛制，掏詳見嗽書中乓表1-干1）。按信綢號特峰征分咱類：模擬像通信贏系統(tǒng)兄和數(shù)檔字通將信系黑統(tǒng)。按傳線輸媒爪介分蔑類：有線致通信仔系統(tǒng)據(jù)和無放線通鎮(zhèn)信系么統(tǒng)。按工型作波舍段分咸類：長波盜通信晃、中躬波通作信、輔短波漠通信……按復蕩用方紫式分義類：頻分睛復用駁、時數(shù)分復嘩用、染碼分些復用祥。三、挪通信機系統(tǒng)濃分類稈與通裂信方身式（2）調(diào)制方式用途舉例連續(xù)波調(diào)制線性調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)幅AM廣播雙邊帶調(diào)幅DSB立體聲廣播單邊帶調(diào)幅SSB載波通信、無線電臺、數(shù)據(jù)傳輸殘留邊帶調(diào)幅VSB電視廣播、數(shù)據(jù)傳輸、傳輸非線性調(diào)制頻率調(diào)制FM微波中繼、衛(wèi)星通信、廣播相位調(diào)制PM中間調(diào)制方式數(shù)字調(diào)制振幅鍵控ASK數(shù)據(jù)傳輸頻移鍵控FSK數(shù)據(jù)傳輸相移鍵控PSK、DPSK、QPSK數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微波、空間通信其他高效數(shù)字調(diào)制QAM、MSK數(shù)字微波、空間通信脈沖調(diào)制脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM中間調(diào)制方式、遙測脈寬調(diào)制PDM（PWM）中間調(diào)制方式脈位調(diào)制PPM遙測、光纖傳輸脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM市話、衛(wèi)星、空間通信增量調(diào)制DM（ΔM）軍用、民用數(shù)字電話差分脈碼調(diào)制DPCM電視電話、圖像編碼其他話音編碼方式ADPCM中速數(shù)字電話三、嚷通信澡系統(tǒng)跳分類蹦與通龍信方蛙式（3）頻率范圍/Hz名稱典型應用3~30極低頻（ELF）遠程導航、水下通信30~300超低頻（SLF）水下通信300~3000特低頻（ULF）遠程通信3k~30k甚低頻（VLF）遠程導航、水下通信、聲納30k~300k低頻（LF）導航、水下通信、無線電信標300k~3000k中頻（MF）廣播、海事通信、測向、遇險求救、海岸警衛(wèi)3M~30M高頻（HF）遠程廣播、電報、電話、傳真、搜尋救生、飛機與船只間通信、船岸通信、業(yè)余無線電30M~300M甚高頻（VHF）電視、調(diào)頻廣播、陸地交通、空中交通管制、出租汽車、警察、導航、飛機通信0.3G~3G特高頻（UHF）電視、蜂窩網(wǎng)、微波鏈路、無線電探空儀、導航、衛(wèi)星通信、GPS、監(jiān)視雷達、無線電高度計3G~30G超高頻（SHF）衛(wèi)星通信、無線電高度計、微波鏈路、機載雷達、氣象雷達、公用陸地移動通信30G~300G極高頻（EHF）雷達著陸系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、移動通信、鐵路業(yè)務300G~3T亞毫米波（0.1mm~1mm）未劃分，實驗用43T~430T紅外（7μm~0.7μm）光通信系統(tǒng)430T~750T可見光（0.7μm~0.4μm）光通信系統(tǒng)750T~3000T紫外線（0.4μm~0.4μm）光通信系統(tǒng)注：1kHz=103Hz,1MHz=106Hz,1GHz=109Hz,1THz=1012Hz,1mm=10-3m,1μm=10-6m三、其通信墻系統(tǒng)夠分類解與通羅信方厚式（4）單工女通信愁：消息接只能影單方肯向傳郊輸?shù)睦瞎ぷ鞔蠓绞阶?。半雙室工通仔信：通信說雙方野都能敞收發(fā)躍消息孔，但羨不能梁同時詢收發(fā)辱的工盜作方標式。全雙擴工通拾信：通信薪雙方穿可同浪時進衡行收刻發(fā)消香息的售工作連方式。三、魂通信賴系統(tǒng)悄分類丑與通貌信方氣式（5）并行延傳輸識：串行騰傳輸：四、立信息鼓及其昨度量信息敘量與永事件邁出現(xiàn)戶的概布率有浸關，波越不吵可能食發(fā)生多的事嶄件，荒對人查感觸休越深爽，信精息量太越大戶。若干字個互劣相獨衫立事催件構(gòu)慚成的漆消息布，所眠含信渡息量裳是各首獨立弦事件權(quán)信息全量之殊和。因此封信息興量與區(qū)概率填之間掏的關趙系為床：例：親二進割制系吵統(tǒng)[0扯,1鈴]等概銀率分享布熵：信徹息量頌的統(tǒng)期計平星均值憤，例東如M個符忽號的搶信源禁其熵戚為：書上11頁例矛題五