数字通信发展史研究报告.ppt

数字通信发展史孟 利 民 ;内容提要;1 数字通信系统的基本组成部分;2 通信信道及其特征;2-1 有线信道;2-2 光纤信道;2-3 无线电磁信道; MF（0.3MHz~3MHz）：主要用于AM广播，范围150Km，在MF频段，大气噪声、人为噪声和接收机的热噪声是主要干扰。天波传播是电离层对发送信号的反射形成的。电离层由位于地球表面之上的50Km~400Km范围中的带电粒子组成。 特点：在白昼，太阳使较低大气层加热，引起高度在120Km以下的电离层的形成，这些较低的层，特别是D层，吸收2MHz以下的频率，因此严重地限制了AM无线电广播的天波传播。然而，在夜晚，较低层的电离层中的电子密度急剧下降，而且白天发生的频率吸收现象明显减少。因此，功率强大的AM无线电广播电台能够通过无线层F层电离层传播很远的距离，F层电离层位于地球表面之上140Km~400Km范围之内。 ; ;2-5 存贮信道;3 通信信道的数学建模;3-1 加性噪声信道;3-2 线性滤波器信道;3-3 线性时变滤波器信道;4 数字通信发展的回顾与展望--有线通信的历史;1906年 De Forest发明电子三极管放大； 1915年 实现横跨美洲大陆的电话； 二次大战和经济大萧条推迟了越洋电话业务； 1953年 建立第一条横越大西洋电话电缆； 1897年 Strowger发明步进制自动交换； 1960年 Bell实验室发明数字交换； 在过去50年中电话有极大发展，光纤代替铜缆； ;4 数字通信发展的回顾与展望—无线通信的历史; ;在一次大战中 E. Armstrong发明超外差AM接收机； 1933年 E. Armstrong发明FM； 1929年 美国人Zworykin发明电视； 1933年 英国BBC广播电视开通； 近50年来通信的发展 1947年 Brattain, Bardeen, Shockley发明晶体管； ;1955年 Bell实验室皮尔斯（Pirece）提出卫星通信； 1962年 Telstar I卫星发射，转播欧、美之间电视广播； 1965年 发射商用通信卫星； 1958年 Townes, Schawlow发明激光； 1966年 英国学者高昆（K.C.Kao）与霍克汗姆（G.A.Hockham）预言光 纤损耗可以降到20db/km以下，使光纤通信成为可能； 1958年 Kilby发明集成电路； ;70年代末 Bell实验室提出蜂窝式无线公众移动通信网； 目前2G→3G→B3G；;通信系统理论 1924年 奈奎斯特（Nyquist）研究表明带宽??W的信道最多可以支持 每秒2W个符号的无码间干扰传输，现代数字通信的开端。 1928年 维纳（Wiener）提出滤波理论和预测理论，奠定了控制论； 1943年 诺斯（D. O. North）提出了匹配滤波器理论； 1947年 苏联学者卡捷尔尼可夫（Kotelnikov）发展了信号的几何表 示理论，并建立了信号的潜在抗干扰理论； 上世纪40年代，赖斯（O. Rice）关于随机噪声的数学研究； 1948年 Shannon建立信息论（通信的数学理论） 1950年 Hamming提出纠错编码； 之后在Shannon理论指导下，各种信道纠错编码，信源压缩编码，调 制方式，多用户通信理论，网络理论，扩谱理论，多天线理论，合 作通信理论等蓬勃发展起来； ;C. Shannon (1916-2001); ;1928——哈特莱（Hartly) 存在一个能在带限信道上可靠通信的最大数据速 率 1942——维纳（Winer) 线性维纳滤波 用来观测估计期望的信号波形 可以得到最好的均方近似 哈特莱和Nyquist关于数字信息最大传输速率的研究成果是香农研究工作的先导，是通信中的数学理论，他对信源的信息含量采用了对数的度量。将发送机的功率限制、带宽限制和加性噪声的影响和信道联系起来，用信道容量描述： 信道容量的含义如下：如果信源的信息速率R小于C（RC)，那么采用适当的编码达到在信道上可靠（无差错）地传输在理论上是可能的。开创了信息论的纪元。 ;4 数字通信发展的回顾与展望（3）;4 数字通信发展的回顾与展望（4）