现代通信技术xin

1、CDMA（码分多址）CDMA本质是一个扩频系统，采用直接序列扩频技术FDD（频分双工）/TDD（时分双工）码分多址蜂窝通信系统的特征：更高的频谱利用率，更大的通信容量；软容量；具有“软切换”功能；通话质量好，以扩频技术为基础 CDMA移动通信网的关键技术：1.功率控制技术 (l)反向开环功率控制，(2)反向闭环功率控制，(3)前向功率控制；2PN码技术（扩频技术）；3RAKE接收技术（抵抗多径衰落） ；4软切换技术 ；5话音编码技术数字通信（一）M进制信号，每个码元的信息量为：码元传输速率： ,单位是波特; 信息传输速率：Rb，单位是bitRb=RB×log2M频带利用率： 误码率：

2、（二）话音编码技术：波形编码、声源编码和混合编码（三）数字复接：来自不同支路的数字信号的时分复用也称为复接，参与复接的信号称为支路信号，复接后的信号称为合路或群路信号。从合路的数字信号中把各支路的数字信号一一分开则称为分接。由同一主振器提供时钟的各个数字信号叫做同源信号，同源信号的数字复接称为同步复接。由不同时钟源产生的数字信号称为异源信号，异源信号的数字复接称为异步复接。数字复接系统主要由数字复接器和分接器组成。复接条件：被复接的各支路数字信号彼此之间必须同步并与复接器的定时信号同步方可复接。根据此条件划分的复接方式可分为：同步复接、异源（准同步）复接、异步复接三种。在进行复接时，根据码流的

3、具体汇接方式可分为：逐位（逐比特）复接，按码字复接，按帧复接三种方式。(1)逐位复接。 (2)按码字复接 (3)接帧复接。 “复用”与“复接”的区别：PCM复用是对多路（电话）信号在一个定长的时间内（帧）完成的PCM和TDM全过程。而复接是对多路数字信号（数字流或码流）在一个定长的时间内进行的码元压缩与安排，它只负责把多路数字信号安排（复用）在给定的时间内，而不需要再进行抽样、量化和编码的PCM过程，从而减少了对每路信号的处理时间，降低了对器件和电路的要求，实现了大路数（高次群）信号的“时分复用”。复用侧重同一信道的利用率，复接侧重于不同支路的汇接。（四）数字基带传输电路改善的方法：时域均衡和

4、部分响应（五）差错控制编码：差错控制编码是为提高数字通信的可靠性而采用的可以检查和纠正错误信息代码的信道编码技术。差错控制方式主要有：1、前向纠错（FEC）方式，发送端发送具有纠错能力的码，接收端的接收码元能进行检错并纠错；2、检错重发（ARQ）方式，发送端发送具有检错能力的码，接收端根据编码规则对接收进行检测。3、反馈校验法，接收端将收到的信码原封不动地转发回发送端，并与原发送码相比较。最小码距与编码的检错和纠错能力的关系：a、检测e个错码 b、纠正t个错码 c、检测e个错码并纠正t个错码 常用的简单检（纠）错码：1、奇偶监督码：可检单个（或奇数）错；2、行列监督码3、卷积码；4、Turbo

5、码（六）数字调制：数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号也称键控信号。ASK（振幅键控）、FSK（频移键控）、PSK（相移键控）及QAM（正交幅度调制）是数字调制的几种形式。数据通信（一）基本概念：数据通信是在两点或多点之间传送数字信息(通常以二进制形式)的过程。信息被定义为知识或情报。被处理、组织和存储的信息称为数据。（二）串行与并行数据传输：并行传输：主要应用于近距离的计算机与其外设(如打印机、调制解调器等)之间的数据传输。串行传输：主要应用于远距离的数据终端设备(主要是计算机)之间的数据传输。（三）同步与异步数据传输：异

6、步通信方式的特点，即它在收发数据时所用的时钟是独立的；同步通信的最基本特点，是使接收端的时钟严格保持与发送端一致，确保正确地将每一个数据位区分开并接收下来，同步通信时一个数据帧中包含有如下几个部分：帧的开头必须规定同步码，同步码后面紧跟着数据码，数据帧的最后部分是校验码，它对本帧的数据进行校验，以确认接收到数据的正确性。(四) 调制与解调：调制解调器使用的调制技术：幅移键控(ASK)，频移键控(FSK)，相移键控(PSK)，正交幅度调制(QAM)多路复用与多址通信（一） 复用：复用，就是将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的信号的方法。复用充分利用信道的带宽。复用的本质：正交性。时

7、分复用TDM ，空分复用SDM,频分复用FDM或波分复用WDM，码分复用CDM。（二）多址：多址是不同地点(常称为多址)的信号通过复用实现多点之间的通信。复用和多址都是为了充分利用信道带宽来实现多路通信的。复用是实现两点之间的不同信号通过复用实现的通信；频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，空分多址(SDMA)，码分多址(CDMA)。与FDMA通信系统相比，TDMA通信系统的特点如下：（1）TDMA不会产生互调干扰（2）TDMA系统不存在频率分配问题（3）TDMA便于实现通信网络的控制功能 （4）TDMA系统设备必须有精确的定时和同步（5）实际系统多综合采用FDMA和TDMA技术FDMA

8、 TDMA CDMA 三者的区别FDMA同时不同频，TDMA同频不同时，CDMA同时同频，靠PN码进行现代通信的发展数字化，智能化，宽带化，个人化光纤通信（一） 光纤通信的特点：光纤通信使用的红外光波，其频率为1×10144×1014 Hz。（二） 优点： 传输频带很宽，通信容量大； 中继距离长，且误码率很小； 不怕电磁干扰； 保密性好、无串话干扰； 节约有色金属和原材料； 线径细、重量轻； 抗化学腐蚀、柔软可绕。 缺点： 强度不如金属线； 连接比较困难； 分路、耦合不方便； 弯曲半径不宜太小。（三）光纤及其传输特性：（1）光纤的类型：塑料光纤与石英光纤。设纤芯和包层的折射

9、率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2，即纤芯的折射率比包层稍高；阶跃光纤和梯度光纤；单模光纤和多模光纤。（2）光纤的数值孔径和截止波长：A：光纤的数值孔径NA（NA越大则光纤从光源接收的光能量就越大） （3）光纤的传输特性：A：光纤的损耗，单位为dB/km，即单位长度km的光功率损耗dB(分贝)值。B：光纤的色散（四）光纤标准和应用：制订光纤标准的国际组织主要有ITU - T(国际电信联盟 电信标准化机构)，即原CCITT(国际电报电话咨询委员会)和IEC(国际电工委员会)。掺铒光纤放大器(EDFA)（六）光放大器与中继器：中继方式：电中继、光中继自由空间光通信自

10、由空间光通信系统（FSO）（一） 传输特点：光束以直线传播。（二）与微波相比，具有调制数率高，频带宽，不占用频谱资源的特点；与有线相比，灵活性好，成本低，易于推广。微波通信（一）微波通信概述：数字微波通信不是卫星通信、不是散射通信，也不是移动通信；而是在微波频段通过地面视距传播进行数字信息传输的一种无线通信手段，既包括点对点数字微波，也包括点对多点数字微波。（二）数字微波通信系统：数字微波通信系统由微波发送机、接收机和中继站组成。数字微波中继通信系统中继站按转接方式不同可以分为再生转接、中频转接和微波转接三种。（三）二进制数字信号的基本调制方式：相移键控，正交调幅（QAM） （四）微波信道电波

11、传播（视距传输特性）：微波中继通信是利用微波的视距传播来传输信号的。卫 星 通 信（一） 定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。日凌中断:每年春分和秋分前后数日， 太阳、卫星和地球共处在一条直线上，当卫星处在太阳和地球之间时，地球站天线对准卫星的同时，也会对准太阳， 这时因太阳干扰太强，每天有几分钟的通信中断，这种现象通常称为日凌中断。（二） 卫星通信系统的组成：1、卫星转发器；2、通信地球站：(1) 天线馈线设备，(2) 发射设备，(3) 接收设备，(4) 信道终端设备（三） 通信卫星的组成：1、天线分系统，2、电源分系统 ，3、

12、 通信分系统，4、遥测、指令分系统 ，5、控制分系统（四） 通信卫星的轨道：1、轨道形状：(1) 圆形轨道(2) 椭圆形轨道； （五） 卫星通信地球站：天馈分系统，发射分系统，接收分系统，信道终端设备分系统，伺服跟踪分系统、 监控分系统，用户接口分系统和电源分系统。VSAT，Very Small Aperture Terminal小站（六）基本概念：所谓VSAT，是指一类具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球站。通常终端天线口径在0.3-2.4米左右的卫星通信地球站。（七）VSAT卫星通信网主要特点：1、面向用户而不是面向网络2、小口径天线3、智能化4、安装方便5、低功率的发射机6、集成化程度

13、高7、VSAT站很多，但各站的业务量较小8、一般用作专用网（八）VSAT数据通信网：1、VSAT网的组成 ：主站，卫星，许多远端小站(VSAT)通常采用星形网络结构 2、VSAT系统工作原理：选择传输体制的考虑原则：传输体制包括基带复用方式、调制方式、编码方式、多址方式和信道分配方式等。VSAT系统通常采用功率利用率最高的调制方式，因此，一般采用相干BPSK或与之相近的QPSK。VSAT网的信道分配一般采用按申请分配或争用方式。3、VSAT网多址协议：1） 频分多址(FDMA) 2）时分多址(TDMA) 3）码分多址(CDMA) 4） 随机多址(RA)（九）VSAT电话网：1、话音VSAT网的

14、网络结构：(1) 业务信道(2) 控制信道。2、 话音VSAT网按需分配呼叫过程：（1）呼叫建立(2)通话(3)拆线（十）移动卫星通信系统的分类：按卫星运行轨道来分， 移动卫星通信系统基本上可分为同步轨道(GEO)、 大椭圆轨道(HEO)、中轨道(MEO)和低轨道(LEO)系统。EDFA掺铒光纤放大器第三代移动通信系统（一） 第三代移动通信系统概述：（1）3G的特点：全球普及和全球无缝漫游，支持多媒体业务，支持Internet，便于过渡和演进，高频谱利用率。（2）3G的研发现状：A：WCDMA，B：CDMA2000，C：TD-SCDMA， (三)WCDMA系统：UMTS通用移动通信系统 CN核

15、心网络 （1）WCDMA基本内容：A：信道分类：逻辑信道（MAC层），传输信道（物理层），物理信道。B：下行分集C：扩频扰码（2）演进到WCDMA：演进策略：GSM（2G）GPRSEDGEWCDMA（3G）GPRS：通用分组无线业务 EDGE增强数据速率的GSM演进 AMR:自适应多速率编码 DS：直接序列扩频 HF：跳频扩频（3）TD-SCDMA系统：TD-SCDMA（时分同步码分多址）的关键技术：A：DCA（技术动态信道分配）技术B：SA（选择可用性）技术C：接力切换DDN(数字通信网)（一） DDN的概念：1.数据通信网基本类型：分组数据网(X.25)，数字数据网(DDN)，帧中继网(F

16、R网)，ATM宽带网（二） 2.数字数据网主要特点：误码率低，传输速率高，网络时延小，全透明网，同步数据网，网络运行管理简便 （三） DDN的结构和业务：本地传输：二线模拟传输方式，二线(或四线)话带Modem传输方式，二线(或四线)基带传输方式，基带传输+TDM复用传输方式，话音/数据复用传输方式，2B+D（基本速率接口(2B+D)：B为64kbits速率的数字信道，D为16kbits速率的数字信道。）速率的DTU传输方式，PCM数字线路传输方式，DDN节点通过PCM设备的传输方式（四） DDN的业务功能：专用电路业务，帧中继业务，话音传真业务，虚拟专用网业务（五） DDN的现状：不能满足数

17、据业务的突发性要求，低速率接入，网络结构层次多，运营管理维护难，电路利用率低，无法支持多业务FR(帧中继)技术帧中继原理: A：交换传输B：用户接入：局域网接入方式，计算机接入方式,用户帧中继交换机接入公用帧中继网C：拥塞管理:拥塞控制, 拥塞恢复GSM技术（一）GSM的特点：(1)具有开放的通用接口标准。(2)提供可靠的安全保护功能。(3)支持各种电信承载业务和补充业务，增值业务丰富。(4)具有跨系统、跨区域、跨国度的自动漫游能力。(5)容量大，频谱利用率高，抗衰落、抗干扰能力强。(6)易于实现向第三代系统平过渡。（二）GSM系统总体：1.网络结构：A：移动台MS，B：基站子系统BSS，C：

18、网络子系统NSS（三）GSM空中接口：1.接入方式：TDMA/FDMA接入方式；调制方式：高斯型最小移频键控(GMSK)；区群复用：GSM系统多采用4×3频率复用方案（4小区3扇区）2.编码方案：话音编码要求选择低速率的编码方式，选择有效的方法减少误码率，选用有效的调制方法。移动衰落信道（一） 移动衰落信道：多径衰落信道对数字通信的制约表现可以分为以下两个部分：信号的时间扩展，信号的多普勒扩展。第一个和最后一个到达的信号副本的时间差称作信道的多径扩展，记为 。：引起码间串扰，产生频率选择性衰落；：信号不可分解，但相量分量的叠加会降低信噪比，一般表现为平坦衰落。：快衰落，衰落特性将在一

19、个码元持续时间内改变多次，脉冲失真严重；：慢衰落，此时性能降低的主要原因是信噪比的损失。（二）分集接收原理：1.基本定义：分集有两重含义：一是分散传输，二是集中处理；2.分集方式：一类称为“宏分集”，另一类称为“微分集”微分集又可分为：空间分集，频率分集，极化分集，场分量分集，角度分集，时间分集；3.合并方式：(1) 选择式合并，在选择式合并器中，加权系数只有一项为1，其余均为0。(2) 最大比值合并，最大比值合并是一种最佳合并方式。(3) 等增益合并，等增益合并方式实现比较简单， 其性能接近于最大比值合并。最大比值合并>等增益合并>选择式合并（三）其它抗衰落技术：RAKE接收机，

20、纠错编码技术（编码技术，交织技术：交织编码主要用来纠正突发差错，即使突发差错分散成为随机差错而得到纠正），均衡技术。OFDM基础与应用4G系统的关键技术：OFDM（正交频分复用），MIMO（多输入多输出），LDPC（低密度奇偶校验码）OFDM:它将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起（一） 特点：1.优点：高频谱利用率，实现比较简单，抗多径干扰能力强，抗衰落能力强；2.存在的问题：同步问题，峰值平均功率比（PAPR）大。（二）信道估计的算法：1.导频序列的估计算法（非盲估计算法），盲估计算法2.两个需要解决得问题：导频信息的选择，如何设计出具有较低复杂度和良好的导频跟踪能力的

21、信道估计。3.慢衰落信道需要块状导频插入，快衰落信道需要梳状导频插入（三）PAPR问题：解决办法：限幅类技术，编码类技术，概率类技术电话网的基本结构和业务（一） 电话网的发展趋势：数字化，宽带化，智能化，个人化，综合化（二） 电话网的结构：1.电话网的形成：A：基本组成：交换机，传输电路，终端设备；B：网络分类：（1）市内电话网（单局制市话网，多局制市话网，汇接制市话网）；（2）本地电话网：一个本地电话网属于长途电话网中的一个长途编号区；（3）国内长途电话网： （4）国际长途电话网。（四）电话网的服务质量：传输质量，接续质量（呼损率，接续时延），稳定质量（用户系统稳定质量，接续系统稳定质量）电

22、路交换机的软、硬件（一） 电路交换的特点：实时交换，面向连接，静态复用，控制简单（二）电路交换机的硬件结构：话路子系统，控制子系统（集中控制，分散控制，双机冗余）（二） 交换网络结构：基本交换单元：时分接线器：顺序写入，控制读出控制写入，顺序读出；空分接线器：按入线配置（三） 交换机的控制软件：实时性，多任务，不间断（四） 交换机的指标：（1）性能指标：话务负荷能力，呼叫处理能力，中继线数量（2）服务质量指标：呼损指标，接续时延交换的基本原理（一）面向连接网络和无连接网络：面向连接的网络服务是虚电路服务，无连接的网络服务是数据报服务。（二）网络分层模型：OSI：物理层，链路层，网络层，运输层，

23、会话层，表示层，应用层；TCP/IP:物理层，链路层，网络层，运输层，应用层（三）信息在网络中的传送方式：ATM（异步传输模式），STM（同步传输模式） 区别：ATM是面向字符的传输，传输单位是字符，从数据中提取同步信息要通过特定的时钟电路协调时序，效率较低；STM是面向比特的传输，传输单位是帧，通过字符起始和停止码抓住再同步的机会，对时序的要求低。（四）基本交换单元：空分阵列，共享总线，共享存储器（五）交换技术的分类：1.电路交换，分组交换，ATM交换2.电路交换与分组交换的比较：分组交换的通信线路并不专用于源与目的地间的信息传输。在要求数据按先后顺序且以恒定速率快速传输的情况下，使用电路交

24、换是较为理想的选择。因此，当传输实时数据时，诸如音频和视频，或当服务质量（QOS）要求较高时，通常使用电路交换网络。分组交换在数据传输方面具有更强的的效能，可以预防传输过程（如 e-mail 信息和 Web 页面）中的延迟和抖动现象。ATM交换技术(一)ATM技术介绍：1.基本概念：（1）传送模式：ATM是一种传递模式，在这种模式中，信息被分装成信元(Cell)。也就是说，异步传输模式的传输单元是信元，它包括5字节的信头和48字节的静荷。2.ATM技术的特点：（1）是一种统计时分复用技术（2）时延小（3）支持多种业务（4）面向连接3.虚信道VC、虚通道VP、虚连接.3. GFC(一般流量控制)，VPI(虚通路