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通信原理导论

1 介绍
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2 内容主线
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2 内容主线
2.1 通信
2.1 通信
2.2 信使三姐妹
4
2.2 信使三姐妹
2.2.1 信息
2.2.1 信息
2.2.2 消息
2.2.2 消息
2.2.3 信号
2.2.3 信号
2.2.4 三者关系
2.2.4 三者关系
2.3 通信发展历程
2.3 通信发展历程
2.4 通信的意义
2.4 通信的意义
欢迎
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导学
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通信作用
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打电话
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信息三要素
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信息三姐妹
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信息
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自然预示
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叶黄秋来
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红绿灯表行停
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数据信息
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信息依物存在
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消息
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消息形式
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消息分类
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信息蕴含消息
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信息不同表示
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信息传播需载体
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信号
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信号分类
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模拟信号
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数字信号
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消息转换电信号
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区分模数
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消息转电模拟器实现
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转话音信号
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传感器转电信号
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传感器转换
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光纤传感器
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传感器作用
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回答区数模
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区分看信号
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区分模数
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三者关系
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信息vs消息
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信号vs消息
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通信
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了解历程
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莫尔斯发明电报
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贝尔发明电话
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电磁波促使无线电
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无线电作用
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电子管解衰减
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广播问世
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香农发表信息论
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通信技术发展
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进入信息时代
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通信技术发展与融合
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过渡通信意义
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定义不同
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Winener信息理解
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三者关系1
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物质vs能量vs信息
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三者关系2
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无信息混乱
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信息价值与传输
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利用信息目的
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通信改变人类
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上网
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影响事务变革
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通信意义重要
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时间限制
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通信意义和重要性
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结语
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单集封面
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通信原理导论

2023-11-12
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Tensor_Fen
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Tensor_Fen
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1 介绍

开篇 欢迎

你好,欢迎进入通讯原理课堂学习第一章序论第0讲

目的 导学

这一讲是本章的导学篇,将梳理内容主线,认识一下通信家族的主要成员,了解通信的发展历程和意义

2 内容主线

2.1 通信

作用 通信作用

通信就是传输信息、互通信息

打电话 通信作用

例如打个电话、发封邮件,就是信息传输的过程

2.2 信使三姐妹

提问 信息三要素

信息是什么信息如何度量信息的传输需要通信系统来实现,而通信系统它的组成、分类、特点和性能如何

过渡 信息三姐妹

这就是本章的内容主线下面介绍第一个知识点信使三姐妹:「信息」、「消息」、「信号」这是本课程中最常见的三个术语

2.2.1 信息

信息

信息是万事万物存在的本质,它存在于世界万物的运动和变化中

自然预示 信息

例如每年的迎春花开,传递着春来了的信息,当天空中乌云密布,预示着暴风雨就要来了,冰川融化是警示全球变暖的信息

叶黄秋来 信息

树叶变黄,秋来了

红绿灯表行停 信息

红绿灯向行人和车辆传递着停或行的信息

数据信息 信息

还有文字、数据、符号、图标、语言、表情、体温、脉搏等,其中都包含着各种各样的信息

总结 信息依物存在

可见信息无处不在,仿佛呼之塞尔,视之乳木,却又是「抽象的、无形的」因此,信息必须依附以一定的物质形式而存在

2.2.2 消息

消息

这些承载信息的物质就是消息消息是信息的物质载体,或者是外在表现形式

消息形式 消息

消息有多种形式,如前面介绍的语言、图像、温度、文字、数据、符号等

消息分类

根据消息的状态是连续还是离散变化的,可以分为连续和离散消息

信息蕴含消息

而信息就蕴含在消息之中,是消息中包含的有效内容

信息不同表示 信息蕴含消息

同样的信息可用不同形式的消息来表述,例如预报天气信息、晴和雨,可以用文字、图标或语音播报等形式来呈现

信息传播需载体

信息的价值在于传播,而非信息本身,这就需要传输载体信号

2.2.3 信号

信号

信号是消息的电表式形式

信号分类

相应消息的分类信号也分两大类「模拟信号」和「数字信号」

模拟信号 信号分类

「模拟信号」是指携带消息的信号,该参量取值是「连续」的,「连续」的意思是「不可数无限个」

数字信号 信号分类

「数字信号」它的取值是「离散」的,含义是「可数有限个」

提问 消息转换电信号

也许你会问,如何将消息转换成电信号

提问 区分模数

如何区分模拟和数字信号

回答 消息转电模拟器实现

先来回答第一个问题 「消息」和「电信号」的转换通常是通过「各种传感器」来实现的

转话音信号 消息转电实现

例如麦克风将我说话的声音转换成了话音信号,而为我摄像的摄像机将图像转换成了视频信号

传感器转电信号

这些传感器感知消息和信息,并把它们转换成了电信号

传感器转换 传感器转电信号

传感器有各种各样,如热敏电阻是温度传感器把温度转变成电信号,压力传感器把力变成电信号

光纤传感器 传感器转电信号

还有光纤传感器等等

作用 传感器作用

当今传感器技术是实现智能幕粮的关键技术

回答 回答区数模

回答第二个问题如何区分模拟信号和数字信号

区分看信号

区分原则是看「携载消息的信号」,该参量它的取值是「连续」还是「离散」的若连续取值则为模拟信号,取值离散则为数字信号

区分模数

这里给出了 4 种信号波形,请你区分一下哪些是模拟,哪些是数字信号

2.2.4 三者关系

总述 三者关系

综上所述,这三者既有「联系」,又有「区别」

信息vs消息

「信息」是「消息」的「内涵」,而「消息」是「信息」的「外在表现形式」

信号vs消息

「信号」是「消息」的「传输载体」,它分为「模拟信号」和「数字信号」

通信

基于以上对这三者的认知,我们可以给通信下一个较为明确的定义通信就是利用「电信号」传输「消息」中所包含的「信息」

2.3 通信发展历程

必要 了解历程

第二个知识点,作为信息时代的每一位成员,都有必要了解通信的发展历程

信息 莫尔斯发明电报

1837 年,莫尔斯发明了有线电报,开创了电信新时代

信息 贝尔发明电话

1876 年,贝尔发明的电话已成为人们离不开的通信工具

作用 电磁波促使无线电

电磁波的发现和证实让无线电成为了可能

作用 无线电作用

无线电使通信摆脱了导线的束缚,是通信技术上的一次飞跃和重要成就

作用 电子管解衰减

电子管放大器的发明和不断改进,解决了无线电波衰减的问题

信息 广播问世

1918 年广播问世, 1936 年电视台开播

信息 香农发表信息论

1948 年,香农发表了信息论的奠基之作通信的数学理论,从此推动了整个通信领域的数字化革命

发展 通信技术发展

通信技术伴随着社会的进步和需求,以及计算机、半导体和集成电路的发展与融合,互联网的普及而飞速发展

发展 进入信息时代

到了 20 世纪 90 年代,人类进入到了一个充满生机的信息时代21 世纪通信的发展更加迅猛,如雨后春笋,日新月异当今 5G 商用的舞台剧目正在徐徐拉开,引以为豪的是,中国的华为走在了世界的前列

发展 通信技术发展与融合

综上,通信技术伴随着计算机技术、传感、微电子、大数据、云计算、 5G 等技术的发展与融合,正在或已经向着数字化、网络化、高速宽带、移动、个人化、融合、泛在化、智能物联等方向飞速发展

2.4 通信的意义

过渡 过渡通信意义

下面介绍第三个知识点通信的意义通信的目的在于「传输信息」,我们不妨先来说说信息的意义

见解 定义不同

不同科学家对信息的认识和理解有所不同,对信息的定义有许多种其中信息论的创始人香农和控制论的奠基人Winener对信息的理解堪为经典

引用 Winener信息理解

Winener的这句话把信息的意义和重要性提升到了与物质、能量并驾齐驱的重要地位,即「物质」、「能量」

三者关系1 物质vs能量vs信息

信息是构建任何系统的三大要素,它们在一切系统中是三足鼎立的关系,相互依存,缺一不可

物质vs能量vs信息

「物质」和「能量」是「客观存在有形的」,「信息」是「无形抽象的」

三者关系2 物质vs能量vs信息

信息要借助于「物质」和「能量」才能「产生、传输、存储、处理和感知」 「物质」和「能量」要借助「信息」来「表述和控制」

引用 无信息混乱

一位美国科学家曾经说到没有物质的世界是虚无的,没有能量的世界是死寂的,没有信息的世界是混乱的

作用 信息价值与传输

「信息的价值」在于「传播」,而非信息本身 「信息的传输」需要「通信技术」和「通信系统」

目的 利用信息目的

从古到今,宇宙万物都离不开信息的「传递和交流」人类更是通过感知信息、传递信息,并且利用信息得以「认知世界」和「改造世界」

作用 通信改变人类

通信正在深刻地改变着人类的生活方式

上网 通信改变人类

例如,我们可以足不出户地在网上购买商品,并享受着电子邮件的快捷、远程教育的便利、视频聊天的乐趣

影响 影响事务变革

更为重要的是,通信对国民经济、文化、教育、军事、政治等事务产生重大变革和深远影响

意义 通信意义重要

通信和信息的意义和重要性不胜枚举

限制 时间限制

因时间有限,这里仅能简要介绍

通信意义和重要性

留一个思考题,举例说明信息和通信对经济、文化、教育、军事、政治等事物它的意义和重要性

结语 结语

这一讲就是这样谢谢

讨论
随记