专业导论_通信系统课件

1、专 业 导 论理学院物理系理学院物理系 吴吴 薇薇通信通信: : 完成信息的转换和传输。完成信息的转换和传输。电信电信: : 利用有线电、无线电、光和其他电磁系统，对消利用有线电、无线电、光和其他电磁系统，对消息、情息、情 报、指令、文字、图像、声音或任何性质的消息报、指令、文字、图像、声音或任何性质的消息进行传输。进行传输。通信系统：以电信号作为信息转换和传输的系统。它只通信系统：以电信号作为信息转换和传输的系统。它只能为两个用户之间提供单方向的信息传递。（点对点的能为两个用户之间提供单方向的信息传递。（点对点的单向传输）单向传输） 通信网：多用户通信系统互联的通信体系。（多点中的通信网：多

2、用户通信系统互联的通信体系。（多点中的任意两点间的双向传输）任意两点间的双向传输） 包括电信网，包括电信网， CATVCATV网，计算机网，移动通信网，计算机网，移动通信 网，网，广播电视网等广播电视网等通信系统与通信网通信系统与通信网通信的发展历程通信的发展历程按照人类通信交流方式与技术的不同、可以把历史划分为五个阶段按照人类通信交流方式与技术的不同、可以把历史划分为五个阶段 第一阶段第一阶段语言语言 第二阶段第二阶段文字以及邮政通信文字以及邮政通信第三阶段第三阶段发明印刷术为标志发明印刷术为标志 第四阶段第四阶段电报、电话和广播的发明开始电报、电话和广播的发明开始 第五阶段第五阶段信息时代

3、信息时代 。通信和计算机有机结合。通信和计算机有机结合通信系统总模型通信系统总模型各处的噪声之和各处的噪声之和 信号源信号源发送设备发送设备信信 道道接收设备接收设备受信者受信者噪声源噪声源 发送端发送端接收端接收端通信系统由四部分组成。通信系统由四部分组成。通信原理的讨论是围绕通信系统的模型而展开的通信原理的讨论是围绕通信系统的模型而展开的根据具体的通信形式有具体的系统模型与之对应根据具体的通信形式有具体的系统模型与之对应 信号源信号源调制器调制器解调器解调器受信者受信者噪声源噪声源信信 道道基基 带带 信信 号号频频 带带 信信 号号模拟系统框图模拟系统框图频带信号频带信号基带信号基带信号

4、数字系统框图数字系统框图 信道编码信道编码 噪噪 声声 源源 信源编码信源编码信信 息息 源源调调 制制 器器信信 道道受受 信信 者者信源译码信源译码信道译码信道译码 解解 调调 器器注：缺省同步系统注：缺省同步系统。通信系统的分类通信系统的分类 1 1、 按消息的物理特征分类（业务不同）按消息的物理特征分类（业务不同） 如电报、电话、数据、图像通信系统如电报、电话、数据、图像通信系统2 2 、 按调制方式分类按调制方式分类 根据是否采用了调制，分为基带传输和频带传输根据是否采用了调制，分为基带传输和频带传输 针对频带传输信号而言针对频带传输信号而言信号数字：信号数字：PCMPCM 、 M

5、M 等等 脉冲数字调制脉冲数字调制AMAM、DSBDSB、SSBSSB、VSBVSBFMFM、PMPM模拟调制模拟调制信号数字：信号数字：ASKASK、FSKFSK、PSKPSK、DPSKDPSK 数字调制数字调制信号模拟信号模拟信号模拟：信号模拟：PAMPAM、PDMPDM、PPM PPM 脉冲模拟调制脉冲模拟调制正弦波正弦波调制调制脉冲脉冲调制调制两大类两大类3 3 按信号特征分类按信号特征分类 最常用分为模拟与数字通信系统两大类最常用分为模拟与数字通信系统两大类4 4 按传输媒介分类按传输媒介分类 最常用分为有线（包括光纤最常用分为有线（包括光纤: optical: optical）与无

6、线）与无线(radio)(radio)5 5 按信号复用方式分类（多路通信）按信号复用方式分类（多路通信）频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围频分复用：使不同的信号占据不同的频率范围( (频谱搬移频谱搬移) )(Frequency Division Multiplex)(Frequency Division Multiplex)时分复用：不同的信号占据不同的时间区间时分复用：不同的信号占据不同的时间区间（抽样（抽样 ) )(Time Division Multiplex)(Time Division Multiplex)码分复用：用一组包含正交码字的码组携带多路信息码分复用：用一组包含正交

7、码字的码组携带多路信息(Code Division Multiplex)(Code Division Multiplex)通信方式通信方式半双工：通信双方（两点）均能收发消息但半双工：通信双方（两点）均能收发消息但不能同时不能同时收收发。如无线对讲机发。如无线对讲机单工：单方向传输（一点发、一点收）。如遥控单工：单方向传输（一点发、一点收）。如遥控全双工：通信双方（两点）全双工：通信双方（两点）能同时能同时收发信号。如电话收发信号。如电话点对点通信，按消息传送的方向和时间关系点对点通信，按消息传送的方向和时间关系串序传输：将数字信号按时间顺序一个接一个的传输串序传输：将数字信号按时间顺序一个接

8、一个的传输, ,它占用一条通路。适合远距离它占用一条通路。适合远距离并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，并序传输：将数字信号码元序列分割成多路同时传输，适合近距离适合近距离 数字通信数字通信中，按数字信号码元排列方法不同中，按数字信号码元排列方法不同 实际通信系统，分为专线和网通信实际通信系统，分为专线和网通信 专线通信：专门为两点直接设立传输线的通信，也称点专线通信：专门为两点直接设立传输线的通信，也称点对点通信对点通信 网通信：网通信： 多点间的通信，以点对点通信为基础多点间的通信，以点对点通信为基础 衡量通信系统的性能指标衡量通信系统的性能指标有效性、可靠性、有效性、可靠性、

9、适应性、标准性、经济性及维护使用适应性、标准性、经济性及维护使用有效性有效性：要求系统高效率地传输信息，即在给定的信道内：要求系统高效率地传输信息，即在给定的信道内“多多”、“快快”地地 传送信息传送信息体现速度问题体现速度问题可靠性可靠性：要求系统可靠地传输信息，即在给定的信道内接收：要求系统可靠地传输信息，即在给定的信道内接收到的信号要到的信号要“准准”、“好好”。体现质量问题体现质量问题 模拟通信系统性能指标模拟通信系统性能指标有效性指标：有效传输带宽有效性指标：有效传输带宽可靠性指标：输出信噪比可靠性指标：输出信噪比数字通信系统性能指标数字通信系统性能指标有效性指标：传输速率有效性指标

10、：传输速率码元传输速率码元传输速率信息传输速率信息传输速率可靠性指标：差错率可靠性指标：差错率误码率误码率误信率误信率典型通信系统典型通信系统v短波与超短波通信系统短波与超短波通信系统 v微波通信系统微波通信系统 v卫星通信系统卫星通信系统 v光纤通信系统光纤通信系统 v移动通信系统移动通信系统 v计算机通信系统计算机通信系统 终端设备：终端设备：包括电话机、包括电话机、PCPC机、移动终端、手机和各种机、移动终端、手机和各种数字传输终端设备，如数字传输终端设备，如PDHPDH端机、端机、SDHSDH光端机等。光端机等。交换节点：交换节点：包括程控交换机、分组交换机、包括程控交换机、分组交换机

11、、ATMATM交换机、交换机、移动交换机、路由器、集线器、网关、交叉连接设备等移动交换机、路由器、集线器、网关、交叉连接设备等等。等。传输链路：传输链路：各种传输信道，如电缆信道、光缆信道、短各种传输信道，如电缆信道、光缆信道、短波、超短波、微波、卫星信道及其他无线传输信道等。波、超短波、微波、卫星信道及其他无线传输信道等。通信网通信网v构成要素构成要素v网络拓扑网络拓扑现代通信发展现代通信发展数字化、综合化、智能化、宽带化、个人化数字化、综合化、智能化、宽带化、个人化 数字化：其他四化的基础。用户环路数字化，移动通信数字化数字化：其他四化的基础。用户环路数字化，移动通信数字化综合化：综合化：

12、技术综合化技术综合化 业务综合。两者结合即为综合业务业务综合。两者结合即为综合业务数字网（数字网（ISDNISDN）宽带化：现代数字通信宽带化。宽带化：现代数字通信宽带化。ATMATM技术构成的宽带网（技术构成的宽带网（B-ISDNB-ISDN）已经商用化。随着包交换、光交换技术的发展，将会出现下一代已经商用化。随着包交换、光交换技术的发展，将会出现下一代全宽带网。全宽带网。智能化：智能化是指在通信网中引进更多的智能，形成所谓智智能化：智能化是指在通信网中引进更多的智能，形成所谓智能网（能网（ININ），从而提高网络的应变能力，随时提供满足各类用户），从而提高网络的应变能力，随时提供满足各类用

13、户需要的业务。需要的业务。个人化：个人通信就是要求在任何时候、任何地点与任何人个人化：个人通信就是要求在任何时候、任何地点与任何人进行各种业务（话音、数据、视频）的通信。进行各种业务（话音、数据、视频）的通信。现代通信十大技术现代通信十大技术v传送网技术传送网技术 v交换网技术交换网技术 v接入网技术接入网技术 v数据通信网技术数据通信网技术vATMATM技术技术 v智能网技术智能网技术 v移动通信和个人通移动通信和个人通信技术信技术 v光通信技术光通信技术 v计算机网络技术计算机网络技术 v支撑网技术支撑网技术 通信技术发展动态通信技术发展动态一、电话网的发展一、电话网的发展网络能力：建成了

14、以光缆为主，微波、卫星综合利用，固网络能力：建成了以光缆为主，微波、卫星综合利用，固定电话、移动通信、定电话、移动通信、 多媒体通信多网并存的大容量、多媒体通信多网并存的大容量、高速度、安全可靠的电信网高速度、安全可靠的电信网先进技术：先进技术：SDHSDH（10Gb/s10Gb/s），光复用技术（波分复用、时分），光复用技术（波分复用、时分复用、码分复用）光交换技术、全光网复用、码分复用）光交换技术、全光网二、移动通信二、移动通信 第一代：第一代：AMPSAMPS、TACSTACS、NMTNMT模拟模拟 第二代：第二代：GSMGSM、IS-95 CDMAIS-95 CDMA、PDCPDC数字

15、数字 第三代：第三代：WCDMAWCDMA、cdma2000cdma2000、TD-SCDMATD-SCDMA 3G3G关键技术关键技术智能技术智能技术同步技术同步技术新的高效信源编码和信道编译码新的高效信源编码和信道编译码技术技术越区切换技术越区切换技术RAKERAKE接收技术接收技术功率控制技术功率控制技术三、计算机互联网（三、计算机互联网（InternetInternet）1.1. 网络宽带化网络宽带化增加骨干网带宽增加骨干网带宽IP over ATMIP over ATMIP over SDH/SONETIP over SDH/SONETInternetInternet接入速率提高接入速率提高2 2、协议不断改进、协议不断改进 IPV4 IPV4 IPV6IPV63 3、应用与电信业务结合发展、应用与电信业务结合发展 （1 1）InternetInternet与电话结合与电话结合InternetInternet电话电话 （2 2） InternetInternet与传真结合与传真结合InternetInternet传真传真 （3 3） InternetInternet与电子商务结合与电子商务结合InternetIn