近代信息論和編碼理論奠基人

ClaudeElwoodShannonShannon(1916－2001)美國人1916年4月30日生于Michigan州Gaylord

。1936年于密歇根大學(UniversityofMichigan)獲數學和電氣工程學位。1940年于MIT獲數學博士學位。1941-1972，AT&TBellLabinNewJersey。1956年，MIT，并于1958年被聘為DonnerProfessorofScience。1948年，C.E.Shannon在BellSystemTechnicalJournal(vol.27,pp.379-423)上發表了“通信的數學理論”(Amathematicaltheoryofcommunication)，為通信系統與編碼技術奠定了理論基礎。光纖之父高錕CharlesK.Kao1933年11月4日生于上海1948年，舉家遷往香港1957年英國倫敦大學理學士

1965年英國倫敦大學哲學博士1957年工作于英國國際電話電報公司1966年，高錕提出了用玻璃代替銅線的大膽設想,發明了石英玻璃，制造出世界上第一根光導纖維1987年擔任香港中文大學校長，1996年退休2009年獲得諾貝爾物理學獎美國耶魯(Yale)大學校長在授予他“榮譽科學博士學位”的儀式上說：“你的發明改變了世界通訊模式，為信息高速公路奠下基石。把光與玻璃結合后，影像傳送、電話和電腦有了極大的發展……”20世紀80年代移動通信系統迅速發展1G模擬移動系統:

AMPS(1982,USA)TACS(Europe,1980）2G數字移動系統:GSM(Europe,1992)IS-95CDMA(SouthKorea,1993;USA,1996)D-AMPS(IS-136)(USA,1996)3G數字移動系統(3G):GSMWCDMA(Europe,Japan)IS-95CDMAcdma2000(USAetal.)TD-SCDMA(China)B3G和4G移動通信系統LTE,WiMAX4G:LTE-Advanced(研究中)通信技術的發展歷史(3)通信系統：完成通信任務的各種設備和傳輸介質構成的總體通信系統的一般模型信源(含輸入變換器)發送設備信道接收設備信宿(輸出變換器)噪聲與干擾發送端接收端消息原始電信號變換信號接收信號原始電信號消息噪聲電信號1.2通信系統的組成信息源（簡稱信源）把消息轉換成原始電信號，即完成“非電量”到“電量”的變換。模擬信源和離散信源之分模擬信源模擬信號（話筒：聲音音頻電信號）離散信源數字信號（電傳機：鍵盤字符數字信號）信源輸出信號為基帶信號基帶信號：信號的頻譜從零頻附近開始發送設備：將信源輸出信號變成適合在信道傳輸的信號形式,有時也可以由輸入變換器把信號直接送入信道傳輸變換方式：根據信號類型、傳輸媒質和質量要求等決定可能的變換處理：放大器、濾波器、編碼、調制器等信道：信號傳輸的物理媒質包括有線信道和無線信道信號在信道中傳輸時會受到衰減和畸變接收設備將信道中送來的帶有噪聲和干擾的接收信號變換成與發送端信源發出的原始電信號完全一樣的或基本一樣的電信號接收設備是發送設備的反變換

受信者（也稱信宿）：信息的終點將原始電信號還原成消息對于收、發信者，不管中間經過什么樣的變換和傳輸，都不應該將二者所傳遞的消息改變收、發消息相同程度越高，通信系統性能越好噪聲源：信道中或通信系統眾干擾的集中表示，為了分析方便，我們把噪聲和干擾理想化，并認為是從信道中引入的。模擬通信系統組成

信道中傳輸的是模擬信號的通信系統信息源調制器信道解調器受信者噪聲源發送端接收端連續消息電信號已調信號有擾信號電信號連續消息噪聲電信號基帶信號頻帶信號基帶信號信息源狀態連續的模擬信號一般具有較低的頻譜，大多集中在零頻附近基帶信號一般不宜直接傳輸調制器進行頻譜搬移，將原始的基帶信號變換成適合在不同信道內傳輸的已調信號。模擬調制強調已調參量與代表消息的模擬信號之間的比例特性已調信號有三個基本特征：攜帶有消息適合信道傳輸具有較高頻率成分已調信號為帶通信號（頻帶信號）帶通信號：信號頻譜具有帶通形式，即中心頻率遠離零頻解調器將已調信號還原成基帶信號解調是調制的反過程。數字通信系統組成信道中傳輸數字信號數字通信系統分類數字頻帶傳輸通信系統數字基帶傳輸通信系統數字通信與數據通信的區分利用數字信號的形式來傳送消息的通信方式稱為數字通信信源本身發出的數字形式的消息，不管用何種形式的信號來傳輸這類消息的通信方式，均稱為數據通信信源信宿信源編碼信道編碼調制器信道干擾與噪聲信源解碼信道譯碼解調器110101110101同步系統基帶信號頻帶信號基帶信號壓縮編碼保密編碼信源編碼數字頻帶傳輸通信系統信源編/譯碼器：信源編碼器的作用包括提高消息傳輸的安全性、有效性，將模擬信號轉換成為數字信號從而實現模擬信號的數字傳輸。信源譯碼器是信源編碼器的逆處理。信源編/譯碼器通過采用加密技術和數字壓縮技術，提高數字信息傳輸的安全性，減少數字信息的冗余度，從而提高傳輸效率通過采用模數(A/D)變換，可以將模擬信息源輸出的模擬信號轉換為數字信號，從而實現模擬信號的數字傳輸。信道編/譯器：信道編碼器的目的是提高信號傳輸的可靠性按照一定的規則在數字信號中添加一些保護成分(冗余信息），從而提高數字信息對抗噪聲和干擾的能力。信道譯碼器按照對應的規則進行解碼，從解碼的過程中發現和糾正錯誤，從而提高數字信息的傳輸可靠性。調制：使經過編碼的信號特性與信道的特性相適應，使信號經過調制后能夠順利通過信道傳輸。強調已調參量與代表消息的數字信號之間一一對應數字基帶傳輸通信系統數字頻帶傳輸系統中，去掉數字調制器和解調器波形變換也可能包括編碼器、加密器接收濾波器也可能包括譯碼器、解密器等信源信宿波形變換接收濾波器基帶信號基帶信號信道干擾與噪聲數字通信的特點數字通信系統的優點抗干擾能力強，且噪聲不積累。容易實現，成本低，更具靈活性差錯控制：差錯控制編碼來實現加解密方便更適合數字業務，容易實現多網合一數字通信系統的缺點同步設備復雜占用帶寬較寬發端放大收端發端再生收端通信系統的分類按通信業務分類電話通信：傳送消息是語音信號電報通信：傳送的消息是文字、符號圖象通信：靜止圖象（傳真）和活動圖象（視頻）數據通信：一種總稱，傳送數據流（語音、圖象、文字等）按調制方式分類基帶傳輸：未經調制的信號直接傳送頻帶（調制）傳輸連續波調制（載波為連續信號）模擬線性調制(AM、DSB、SSB、VSB）、模擬非線性調制(FM、PM）數字調制（FSK、PSK、ASK）脈沖調制（載波為矩形脈沖）脈沖模擬調制（PAM）、脈沖數字調制（PCM、DPCM）1.3通信系統分類與通信方式數字微波、空間通信其它如QAM，MSK數據傳輸相位鍵控PSK、DPSK數據傳輸頻移鍵控FSK數據傳輸振幅鍵控ASK數字調制中間調制方式相位調制PM微波中繼，衛星通信頻率調制FM非線性調制立體聲廣播雙邊帶DSB載波通信，短波無線電單邊帶SSB線性調制廣播常規雙邊帶AM用途調制方式載波調制市話中繼線、衛星、空間通信脈碼調制PCM脈沖數字調制遙測、光纖傳輸脈位調制PPM中間調制方式脈寬調制PDM脈沖模擬調制中間調制方式，遙測脈幅調制PAM用途調制方式脈沖調制電視電話、圖象編碼差分脈碼調制DPCM軍用、民用數字電話增量調制DM中速數字電話其它編碼方式ADPCM按信道中所傳信號特征分類模擬通信系統：傳輸模擬信號數字通信系統：傳輸數字信號按信號復用方式頻分復用（FDM）時分復用（TDM）碼分復用（CDM）按傳輸媒介分類有線（光纖）無線f2f3tft1tt2t3ff1tfc1c2c3FDMTDMCDM頻率范圍波長符號傳輸媒介用途108—104m

甚低頻VLF有線線對長波無線電音頻、電話、數據終端等30kHz-300kHz104—103m低頻LF有線線對長波無線電導航、電力線通信等300kHz-3MHz103—102m中頻MF同軸電纜中波無線電調幅廣播、業余無線電等3MHz-30MHz102—10m高頻HF同軸電纜短波無線電短波廣播等30MHz-300MHz10—1m甚高頻VHF同軸電纜米波無線電電視、調頻廣播等3Hz-30kHz按工作頻段分長波、中波、短波、微波頻率范圍波長符號傳輸媒介用途100—10