通信工程专业导论(第1-3章)优质PPT.pptx

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还包括人和人之间的直接消息交还包括人和人之间的直接消息交流流。

除语言外，还有：

手势、触觉、表情、眼神等除语言外，还有：

手势、触觉、表情、眼神等51.5通信工程与通信通信工程与通信工程教育工程教育通信工程通信工程专业的诞生过程专业的诞生过程通信工程专业培养人才的方向通信工程专业培养人才的方向通信工程专业学习的课程通信工程专业学习的课程1.6小结小结6第第2章章早期电通信早期电通信2.1静静电电电电报报2.1.1静电的发现和静电的发现和检测检测毛皮摩擦琥珀毛皮摩擦琥珀实验实验静电信号通信系统的静电信号通信系统的原型原型木髓木髓球信号系统球信号系统2.1.2静电电报静电电报第一个实用的静电电报第一个实用的静电电报系统系统12.8千米架空千米架空电报电报线路线路2.2电磁电报的电磁电报的肇始肇始l伏打电池伏打电池的发明的发明意大利物理学家意大利物理学家伏特伏特发明的发明的l电流磁效应电流磁效应的发现的发现丹麦科学家奥斯特丹麦科学家奥斯特发现的发现的l检流计检流计的发明的发明德国物理学家德国物理学家施温格施温格发明的发明的l检流计用于通信检流计用于通信法国物理学家法国物理学家安培安培发明的发明的l磁力磁力电报电报美国科学家美国科学家亨利亨利发明的发明的72.3指针指针电报机电报机l1838年年由由威特斯通威特斯通和库和库克克建立建立的的l5针电报针电报系统系统由由2根指针的指向根指针的指向决定发送决定发送的的字母字母l图中：

第图中：

第1和和4根指针决定了发送的字母是根指针决定了发送的字母是“V”82.4.1莫尔斯莫尔斯电报机电报机l1838年年1月月11日莫尔斯在美日莫尔斯在美国国新泽西州沿新泽西州沿3千米线路发千米线路发送了第一封电报送了第一封电报。

当时当时的的设设备并不备并不实用实用。

l后来韦尔做后来韦尔做了很大改进，制了很大改进，制出了实用的出了实用的系统。

系统。

用点和划用点和划直接对字符直接对字符编码编码，就是后来就是后来被广泛应用的莫尔斯电码。

被广泛应用的莫尔斯电码。

2.4.2莫尔斯电码莫尔斯电码的的国际标准国际标准l电码由电码由“点点”和和“划划”组成组成l为提高为提高通信效率通信效率，按照字母，按照字母出现的概率设计电码。

出现的概率设计电码。

表表2.4.1ITU规定的国际莫尔斯电码规定的国际莫尔斯电码国际莫尔斯电码1.“点”的长度1单位时间。

2.“划”的长度3单位时间。

3.“点”和“划”的间隔1单位时间。

4.字符的间隔3单位时间。

5.字的间隔7单位时间。

2.4莫尔斯电报机和莫尔斯电码莫尔斯电报机和莫尔斯电码9表表2.4.2英文中各字母出现的英文中各字母出现的概率概率“E”的出现概率最大，所以只用一个的出现概率最大，所以只用一个“点点”表示表示它。

它。

字母字母ABCDEFGHIJ出现出现概率概率8.167%1.492%2.782%4.253%12.702%2.228%2.015%6.094%6.966%0.153%字母字母KLMNOPQRST出现出现概率概率0.722%4.025%2.406%6.749%7.507%1.929%0.095%5.987%6.327%9.056%字母字母UVWXYZ出现出现概率概率2.758%0.978%2.360%0.150%1.974%0.074%102.4.3用莫尔斯电码用莫尔斯电码发送发送汉字汉字每个汉字用每个汉字用4位阿拉伯数字位阿拉伯数字编码编码为了为了尽量尽量节省节省，设计了，设计了汉字汉字代码代码（代字）。

例如，（代字）。

例如，在电报中常用到的日期，就把月和日缩写为代字在电报中常用到的日期，就把月和日缩写为代字。

表表2.4.3汉字电报中使用的日期代字汉字电报中使用的日期代字例如，1935年9月6日，张伯苓致电南京教育部部长王世杰，电报全文：

“为小站学田事，鱼抵京，虞晨晋谒”。

电文中“鱼”表示“6日”、“虞”表示“7日”。

1日日2日日3日日4日日5日日6日日7日日8日日东东冬冬江江支支歌歌鱼鱼虞虞齐齐9日日10日日11日日12日日13日日14日日15日日16日日佳佳灰灰真真文文元元寒寒删删铣铣17日日18日日19日日20日日21日日22日日23日日24日日筱筱巧巧皓皓号号马马养养漾漾敬敬25日日26日日27日日28日日29日日30日日31日日有有宥宥感感俭俭艳艳卅卅世世112.4.4莫尔斯电码的莫尔斯电码的应用应用1844年莫尔斯第一次成功地年莫尔斯第一次成功地在在64千米的实验线千米的实验线路上演示了这种电报通信路上演示了这种电报通信。

用听觉也可以接收莫尔斯电码用听觉也可以接收莫尔斯电码。

目前目前在在业余无线电等领域仍然在使用。

业余无线电等领域仍然在使用。

122.5印印字字电电报报l1846年年，豪斯发明豪斯发明了了印印字字电报。

电报。

他在一条电线他在一条电线的两端连接上一个具有的两端连接上一个具有28个电键的键盘，每个个电键的键盘，每个键表示一个字母。

当按下一个键时在接收端就键表示一个字母。

当按下一个键时在接收端就印出对应的字母印出对应的字母。

l它它类似类似后来发明的后来发明的菊花字菊花字轮打印机轮打印机：

l它它每分钟每分钟能发送能发送40个字，个字，但是很难但是很难批量制造。

批量制造。

132.6波多波多电报机电报机l1874年法国工程师年法国工程师波多发明波多发明的波多码和波多机能的波多码和波多机能够把信号自动翻译成印刷字符够把信号自动翻译成印刷字符。

l波多波多机主要包括机主要包括3部分：

键盘、分配器和纸带部分：

键盘、分配器和纸带。

l波多电报系统开始在法国使用，后来推广到其他波多电报系统开始在法国使用，后来推广到其他国家，国家，142.7电传打字机电传打字机l1906年，由克鲁姆开发年，由克鲁姆开发出可以实用的电传打字机出可以实用的电传打字机。

l1910年年，摩可拉姆公司制造摩可拉姆公司制造出第一个商用电传打字出第一个商用电传打字机系统，并安装在波士顿和纽约市之间的邮政电报机系统，并安装在波士顿和纽约市之间的邮政电报公司的线路上公司的线路上。

l下下图示图示出上世纪七八十年代用的出上世纪七八十年代用的33型电传打字机型电传打字机（带凿孔纸带阅读器和凿孔器，并可用作为计算机（带凿孔纸带阅读器和凿孔器，并可用作为计算机终端）。

终端）。

l优点：

优点：

不不需要两需要两个电报员，只需要一个电报员，只需要一个打字员个打字员可以利用凿孔纸带可以利用凿孔纸带保存报文保存报文可以可以和计算机连接和计算机连接152.8电话通信的电话通信的发明发明2.8.1电话机电话机的发明的发明1876年年3月月7日日，美国人贝尔申请，美国人贝尔申请的电话装置发明专利获的电话装置发明专利获得批准得批准。

初期的初期的电话机电话机称作称作磁石电话机磁石电话机：

壁挂式、台式：

壁挂式、台式162.8.2电话交换机电话交换机的的发明发明利用交换机可以减少线路数量利用交换机可以减少线路数量人工交换机人工交换机：

由：

由话务员将线路话务员将线路进行人工进行人工连接连接在在有了交换机之后，用户的电话机可以由交换机有了交换机之后，用户的电话机可以由交换机供电供电，磁石电话机磁石电话机改进成为改进成为共电式共电式电话机电话机，去掉了笨重的手去掉了笨重的手摇磁石发电机和干电池摇磁石发电机和干电池。

172.9有线电话通信的有线电话通信的发展发展l自动电话自动电话交换机交换机：

1889年美国人年美国人史端乔史端乔发明发明步进制步进制自动电话自动电话交换机交换机。

l这时这时在共电式电话机中，增加了一在共电式电话机中，增加了一个个拨号盘拨号盘。

l随着电话号码随着电话号码位数不断增加，拨号费时太长位数不断增加，拨号费时太长，电话电话机改进为机改进为双音多频双音多频按键键盘按键键盘电话机。

电话机。

l1970年代年代出现的出现的程控电话交换机程控电话交换机体积小、可靠性高，体积小、可靠性高，并且运行安静，是目前广泛应用的电话交换机并且运行安静，是目前广泛应用的电话交换机。

182.10有线通信有线通信线路线路l有线电报线路有线电报线路单工单工线路线路半双工半双工线路线路双工双工线路线路l电话线路电话线路双工线路双工线路架空明线架空明线线路线路电话电话电缆电缆192.11无线电报无线电报通信通信l1895年意大利人马可年意大利人马可尼成功尼成功地进行了无线电报通信地进行了无线电报通信试验试验。

l发报试验装置：

发报试验装置：

火花火花发报机、金属薄片做的天线、发报机、金属薄片做的天线、金属粉末检波器、用于发送莫尔斯码的金属粉末检波器、用于发送莫尔斯码的电键。

电键。

202.12无线电话无线电话通信通信l早期的无线电话早期的无线电话通信通信1918年，年，德国曾德国曾在柏林和在柏林和左森之间左森之间的军用列车上试验过的军用列车上试验过无线电话通信无线电话通信。

1924年，在柏林和汉堡间的列车之间开始试验民用电话年，在柏林和汉堡间的列车之间开始试验民用电话通信通信。

1925年年，楚楚格格电话公司电话公司成立，为火车供应电话设备成立，为火车供应电话设备。

1921年年，美国开始在警车美国开始在警车上安装调度用的无线电话设备上安装调度用的无线电话设备。

l可以可以个人个人携带的无线电话通信携带的无线电话通信设备设备最早为军用最早为军用1940年年，美军，美军SCR-300型背负式型背负式步谈机步谈机二战中，美军二战中，美军SCR-536型手持式型手持式步谈机步谈机l1968年年蜂窝电话网蜂窝电话网概念概念l1981年第一个蜂窝电话网年第一个蜂窝电话网建成建成l目前即将进入第目前即将进入第5代代蜂窝网蜂窝网。

212.13小结小结22第第3章章通信工程的基本概念通信工程的基本概念3.1消息和信息的概念消息和信息的概念3.1.1信息信息客观世界三要素：

物质、能量和客观世界三要素：

物质、能量和信息信息。

信息信息不是物质也不是能量不是物质也不是能量信息信息是是消息消息中包含的有效内容中包含的有效内容消息消息是物质状态或精神状态的一种反映。

是物质状态或精神状态的一种反映。

例如：

语音、文字、音乐、数据、图片例如：

语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等都是消息或活动图像等都是消息。

通信通信的最终目的是传递消息中所包含的的最终目的是传递消息中所包含的信息信息。

信息信息可以用不同的消息形式传输。

可以用不同的消息形式传输。

例：

天气预报可以用语音传输，也可以天气预报可以用语音传输，也可以用文字传输用文字传输，又可以用图形传输又可以用图形传输。

233.1.2信息量信息量以以天气预报天气预报为例为例，一次天气预报的各种可能性越多，即，一次天气预报的各种可能性越多，即每种天气出现的可能性（概率）越小，接收者得到的信每种天气出现的可能性（概率）越小，接收者得到的信息量就越大。

息量就越大。

信息量的信息量的定义定义：

I=log21/P（x）比特比特（b）式中，式中，I为信息量；

为信息量；

P（x）为事件为事件x出现的概率。

出现的概率。

若只用晴和雨两种状态预报天气若只用晴和