第一讲通信概论与信息度量

通信的发展简史（2）
➢ 1928年，奈奎斯特提出抽样定理 ➢ 1936年，发明调频技术 ➢ 1937年，提出PCM技术 ➢ 1938年，黑白电视广播系统商用 ➢ 1944－1947年，统计通信理论形成 ➢ 1948－1950年，香农信息论形成，纠错
码出现 ➢ 1948－1951年，晶体管发明 ➢ 1950年，贝尔实验室研制出PCM数字通
现代通信原理
2010.9~2011.1
任课教师及助教
任课教师 ➢金德鹏 中央主楼901C 62781409
助教 ➢孙光： , 中央主楼901C
作业及答疑
作业 ➢ 随堂布置，第二周上课交 ➢ 课堂收取、发放作业
答疑 ➢ 每周五下午3：30～4：30，中央主楼901C ➢ 平时可随时联系老师答疑 ✓不限于课程，推研、出国、考研、就业… ✓欢迎大家到办公室聊天 ➢ 期中期末集中答疑
信息！
✓设备的成本更低
➢ 可靠的通信
✓复杂恶劣的环境：噪声、干扰、衰落 ✓对抗条件下的通信：人为的干扰
降低信息传输的 差错率！
通信的发展简史（1）
通信起源 ➢ 人类社会活动中需要互通消息
早期的通信 ➢ 以物示意：烽火台 ➢ 邮政通信：驿站、驿邮
电信 ➢ 1837年，摩尔斯发明有线电报 ➢ 1864年，麦克思韦预言电磁波的存在 ➢ 1876年，贝尔发明有线电话 ➢ 1887年，赫兹用实验证明电磁波的存在 ➢ 1893年，史端乔发明步进式电话交换机 ➢ 1897年，马可尼发明无线电报 ➢ 1918年，调幅无线电广播商用
本课程着重讨论信息的传输问题，重点在点对点 数字通信系统基本原理和基本技术！
通信的基本问题
一个例子
➢ 烽火台
通信的基本问题
➢ 有效的通信－在资源受限条件下把信息准确无误地传送到目的地
✓传输的速率更高 ✓占用的带宽更窄
尽量减少信息传递所消耗的资源！
✓传输的延时更小
在给定资源条件下传送尽可能多的
✓使用更小的功率
课程成绩 ➢ 平时成绩（作业，随堂测验） ➢ 期中考试 ➢ 期末考试
第一讲 通信概论与信息度量
主要内容 ➢ 通信的定义 ➢ 通信的发展简史 ➢ 通信系统及其分类 ➢ 信息的度量 ➢ 香农定理
通信的核心问题是什么？ 通信系统的的基本框架是怎样的？
从信息论的角度如何看通信？ 通信的理论极限是什么？
信设备，TDM技术应用于电话 ➢ 1953年，彩色电视出现 ➢ 1956年，第一条跨越大洋电缆建成，可
提供36个话路 ➢ 1960年，发明激光器 ➢ 1961年，集成电路开始商业生产
通信的发展简史（3）
➢ 1962年，第一颗人造卫星上天 ➢ 1962－1966年，数据传输业务商用 ➢ 1964年，第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ台程控交换机投入应用 ➢ 1966－1975年，有线电视、商用卫星中继、光纤链路投入应用 ➢ 1972年，Motorola开发蜂窝电话系统，第一次跨越大西洋的卫星
信源
调制器
信道 噪声源
➢ 1998年，数字电视业务在美国开通
➢ 2001年，NTT试运行WCMDA服务，IEEE提出802.16标准 ➢ 2003年，Li、Yeung、Cai提出了线性网络编码…
通信的发展简史（4）
通信的发展趋势 ➢ 数字化：最后一公里的接入网络、电视网络等 ➢ 综合化：电信网、计算机网、电视网三网合一 ➢ 智能化：软交换、ASON、下一代网络 ➢ 移动化：移动电话、移动卫星、WLAN、WiMAX ➢ 宽带化：PON、宽带无线接入、4G、100G系统 ➢ 个人化：5W（whoever、whenever、wherever、 whatever、whoever）
课程安排（1）
通信概论与信息度量 模拟调制 模拟信号数字化及压缩编码 时分多路复用 数字信号基带传输 数字信号载波传输 差错控制编码 卷积码 多址技术
课程安排（2）
教材 ➢ 现代通信原理 ，清华大学出版社，曹志刚、钱亚生
讲义 ➢ 每周周一左右上传到网络学堂
参考书 ➢ 英文参考书： ✓ E1. 《Introduction to digital communication》 Rodger E. Ziemer ✓ E2. 《Principle of communication engineering》 Wozencraft & Jacobs ✓ E3. 《Communication systems engineering》 Proakis & Salehi ➢ 中文参考书： ✓ C1. 《数字通信－基础与应用（第二版）》，Bernard Sklar ✓ C2. 《数字微波中继通信工程》，姚彦、梅顺良、高葆新，人民邮电出版 社 ✓ C3. 《通信原理》（1980, 1984），樊昌信，国防工业出版社 ✓ C4. 《现代通信理论基础（上册）》，樊平毅，冯重熙，清华大学出版社
通信系统（1）
通信系统 ➢ 完成通信这一过程的全部设备和传输媒介
通信系统基本框图
消息
信号
信号
消息
信源
发信机
信道
收信机
信宿
干扰源
通信系统（2）
模拟通信系统 ➢ 在信道中传输的是模拟信号的通信系统 ➢ 模拟通信的缺点 ✓抗噪声和干扰能力差，传输中模拟信号会越来越弱 ✓放大器的引入带来信噪比的恶化
通信的定义
通信（communication） ➢ 信息的传输和交换，信息的传递
消息（message) ➢ 通信系统要传送的内容，包括语音、图像、数据、文字等， 消息由信源产生
信号（signal） ➢ 消息的载体，包括电信号、光信号等
信息（information） ➢ 消息中包含的新的、有意义且可被理解的、不可压缩的东西 ➢ 消息是信息与某种冗余成分之和，是信息的载体
电视直播成功 ➢ 1977年，光纤通信系统投入商用 ➢ 1978年，模拟蜂窝移动通信系统投入商用 ➢ 1989年，跨大西洋及太平洋的光缆用于通信 ➢ 1991年，GSM移动通信系统投入商用 ➢ 1995年，窄带CDMA移动通信系统在香港投入商用
➢ 1995年，Foschini提出了多天线无线传输系统 ➢ 1997年，IEEE提出802.11无线局域网标准 ➢ 1998年，Alamouti提出空时编码