你好,欢迎进入通讯原理课堂学习第一章序论第0讲
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
通信就是传输信息、互通信息
例如打个电话、发封邮件,就是信息传输的过程
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
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
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
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
树叶变黄,秋来了
红绿灯向行人和车辆传递着停或行的信息
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
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
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
消息有多种形式,如前面介绍的语言、图像、温度、文字、数据、符号等
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
而信息就蕴含在消息之中,是消息中包含的有效内容
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
信息的价值在于传播,而非信息本身,这就需要传输载体信号
信号是消息的电表式形式
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」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」它的取值是「离散」的,含义是「可数有限个」
也许你会问,如何将消息转换成电信号
如何区分模拟和数字信号
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
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
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
还有光纤传感器等等
当今传感器技术是实现智能幕粮的关键技术
回答第二个问题如何区分模拟信号和数字信号
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
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
综上所述,这三者既有「联系」,又有「区别」
「信息」是「消息」的「内涵」,而「消息」是「信息」的「外在表现形式」
「信号」是「消息」的「传输载体」,它分为「模拟信号」和「数字信号」
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」
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
1837 年,莫尔斯发明了有线电报,开创了电信新时代
1876 年,贝尔发明的电话已成为人们离不开的通信工具
电磁波的发现和证实让无线电成为了可能
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
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
1918 年广播问世, 1936 年电视台开播
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
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
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
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
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
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
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」
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」和「能量」是「客观存在有形的」,「信息」是「无形抽象的」
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」
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
「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」
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」
通信正在深刻地改变着人类的生活方式
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
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
通信和信息的意义和重要性不胜枚举
因时间有限,这里仅能简要介绍
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
这一讲就是这样谢谢