信号与系统郑君里第三版上册电子书免费下载

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标签:信号系统(22)无线电(800)计算机(2472)

  人们相互问讯、发布新闻、广播图像或传递数据,其目的都是要把某些消息借一定形式的信号传送出去。信号是消息的表现形式,消息则是信号的具体内容。

  很久以来,人们曾寻求各种方法,以实现信号的传输。我国古代利用烽火传送边疆警报。此后希腊人也以火炬的位置表示字母符号。这种光信号的传输构成最原始的光通信系统。利用击鼓鸣金可以报送时刻或传达命令,这是声信号的传输。以后又出现了信鸽、旗语、驿站等传送消息的方法。然而,这些方法无论在距离、速度或可靠性与有效性方面仍然没有得到明显的改善。19世纪初,人们开始研究如何利用电信号传送消息。1837年莫尔斯(F.B.Morse)发明了电报,他用点、划、空适当组合的代码表示字母和数字,这种代码称为莫尔斯电码。

  1876年贝尔(A.G.Bell)发明了电话,直接将声信号(语音)转变为电信号沿导线传送。19世纪末,人们又致力于研究用电磁波传送无线电信号。为实现这一理想,赫兹(H.Hertz)、波波夫(A.C.IlonoB)、马可尼(G.Marconi)等人分别作出贡献。开始时,传输距离仅数百米,1901年马可尼成功地实现了横渡大西洋的无线电通信。从此,传输电信号的通信方式得到广泛应用和迅速发展。如今,无线电信号的传输不仅能够飞越高山海洋,而且可以遍及全球并通向宇宙。例如,以卫星通信技术为基础构成的“全球定位系统”(Global Positioning System,缩写为GPS)可以利用无线电信号的传输,测定地球表面和周围空间任意目标的位置,其精度可达数十米之内。而个人通信技术的发展前景指出:无论任何人在任何时候和任何地方都能够和世界上其他人进行通信。人们利用手持通信机,以个人相应的电话号码呼叫或被呼叫,进行语音、图像、数据等各种信号的传输。

  必须指出,现代通信系统的通信方式往往不是任意两点之间信号的直接传输,而是要利用某些集中转接设施组成复杂的信息网络,经所谓“交换”的功能以实现任意两点之间的信号传输。

  信息网络技术的发展前景是实现所谓“全球通信网”,它意味着世界上所有通信网将形成智能化的统一整体,即全球一网。这将克服信号传输距离、时间、语言等方面的各种障碍,与个人通信技术相结合构成无所不在的全球个人通信网。

  目前,迅速发展的因特网(Internet)、电信业务领域的各种有线网或无线网以及广播电视网都已成为我们日常生活中不可或缺的重要组成部分。在我国以上三网融合的工程实现已经提到议事日程。建立“全球通信网”的目标指日可待。当今时代的重要特征是社会信息化,而信息化与网络化密不可分。我们将在本书第五章对电信网络、三网融合以及全球通信网等概念做初步介绍。
 

  随着信号传输、信号交换理论与应用的发展,同时出现了所谓“信号处理”的新课题。什么是信号处理?这可以理解为对信号进行某种加工或变换。加工或变换的目的是:削弱信号中的多余内容;滤除混杂的噪声和干扰;或者是将信号变换成容易分析与识别的形式,便于估计和选择它的特征参量。20世纪80年代以来,由于高速数字计算机的运用,大大促进了信号处理研究的发展。而信号处理的应用已遍及许多科学技术领域。例如,从月球探测器发来的各种测试数据或月面图形信号可能被淹没在噪声之中,但是,利用信号处理技术就可予以修复或增强,从而在地球上得到可靠的数据或清晰的图像。2010年10月,我国探月工程“嫦娥2号”采用清华大学字航技术研究中心研制的遥测信道编码技术传送探测信号,取得圆满成功。此外,石油勘探、地震测量以及核试验监测中所得数据的分析都依赖于信号处理技术的应用。在心电图、脑电图分析、语音识别合成、图像数据压缩、工业生产自动控制(如化学过程控制)以及经济形势预测(如股票市场分析)等各种科学技术领域中都广泛采用信号处理技术。

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