现代通信技术

现代通信技术第一页，共二十五页，2022年，8月28日推荐教材：《现代通信系统》电子工业出版社鲜继清主编《现代通信技术》（第2版）电子工业出版社朱月秀主编2第二页，共二十五页，2022年，8月28日成绩评定办法本课程总学时：32学时成绩评定：平时成绩占50%，考试成绩占50%。第三页，共二十五页，2022年，8月28日第1章绪论1.1现代通信——人类科技进步的产物1.2现代通信研究领域及内容1.3通信基础知识回顾4第四页，共二十五页，2022年，8月28日、现代通信技术发展概况1838莫尔斯有线电报1948晶体管香农IT通信统计理论建立1864麦克斯韦电磁辐射方程1950时分多路通信应用于电话1876贝尔电话1956越洋电话铺设1896马克尼无线电报1957第一颗人造卫星发射1906真空管1958第一颗通信卫星发射1918调幅广播超外差接收机1960发明激光1925三路明线载波电话多路通信1961发明集成电路1936调频广播1962第一颗同步通信卫星PCM进入实用1937脉冲编码调制1960彩电数字传输理论高速计算机1938电视广播1970LSI商用卫星程控交换光纤通讯1940二战刺激雷达和微波系统发展1980SLSI长波光纤通信ISDN3G5第五页，共二十五页，2022年，8月28日

塞缪尔·莫尔斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791-1872），作为一名画家是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。1826年至1842年任美国画家协会主席。

在一次远洋旅途中，莫尔斯结识了杰克逊。杰克逊是波士顿城的一位医生，也是一位电学博士。闲聊中，杰克逊把话题转到电磁感应现象上。从此，莫尔斯走上了科学发明的崎岖道路。为了维持生活，莫尔斯于1836年不得不重操旧业，担任纽约大学艺术及设计教授。课余时间，他仍然继续从事电报发明工作。终于在1837年9月4日，莫尔斯制造出了一台电报机。

1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，进行电报发收试验。年过半百的莫尔斯在预先约定的时间，兴奋地向巴尔的摩发出人类历史上的第一份电报。他的助手很快收到那份只有一句话的电报：“上帝创造了何等的奇迹!”6第六页，共二十五页，2022年，8月28日

亚历山大·格拉汉姆·贝尔（1847-1942）美国发明家和企业家。他发明了世界上第一台可用的电话机，创建了贝尔电话公司。被世界誉为“电话之父”。

贝尔出生于英国的爱丁堡，14岁在爱丁堡皇家中学毕业后，曾在爱丁堡大学和伦敦大学学院听课，主要靠自学和家庭教育。1864年开始声学研究。

1872年在波士顿开办培养聋人教师的学校，并编著《可见的语言先导》。1873年担任波士顿大学发声生理学教授。1875年，他的多路电报获得专利。1876年，美国专利局批准他的电话专利。电话专利是历史上引起争议最多的一项，经过长期诉讼，贝尔终于取得胜利。1880年法国授予他伏特奖金。

贝尔从事研究的范围极广，曾获18种专利，还和其他人一起获得12种专利，其中14种为电话、电报，4种为光电话机，1种为留声机，5种为航空飞行器，4种为水上飞机，还有2种为硒光电池。然而，这些专利只代表贝尔发明才能的一部分，因为他的工作重点在基本原理方面。他丰富的创造性思想，在当时不可能样样都成为现实，他的许多观念到后世才见到成果。

7第七页，共二十五页，2022年，8月28日赫兹是一个短命的物理学家。他于1894年逝世时，年仅37岁。1886年29岁发现电磁波，其后不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现了无线电传播，并很快投入实际使用。其他利用电磁波的技术：无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航（1911年）、无线电话（1916年）、短波通讯（1921年）、无线电传真（1923年）、电视（1929年）、微波通讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。

赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了新的道路，构成了现代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。8第八页，共二十五页，2022年，8月28日后来，香农到贝尔实验室工作，他进一步证明了可以采用能实现布尔代数运算的继电器或电子元件来制造计算机，香农的理论还为计算机具有逻辑功能奠定了基础，从而使电子计算机既能用于数值计算，又具有各种非数值应用功能，使得以后的计算机在几乎任何领域中都得到了广泛的应用。信息论的创始人香农Shannon，1916年生于美国，大学时代在美国密执安大学和麻省理工学院学习，修过布尔代数课，并曾在发明微分分析仪的数学家布什的指导下使用微分分析仪，这使他对继电器电路的分析产生兴趣。他认为这些电路的设计可用符号逻辑来实现，并意识到分析继电器的有效数学工具正是布尔代数。1938年，香农发表了著名的论文《继电器和开关电路的符号分析》，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论的开端。无失真变长信源编码定理(香农第一定理)有噪信道编码定理(香农第二定理)保真准则下信源编码定理(香农第三定理)9第九页，共二十五页，2022年，8月28日、通信网的发展趋势数字化（基础）综合化（核心）宽带化智能化个人化（目标）单一业务综合业务自动控制智能控制窄带宽带固定移动服务到家服务到人电气通信光通信数字模拟10第十页，共二十五页，2022年，8月28日1.1.3现代通信的技术基础一、微电子技术

电子学，特别是微电子学是信息技术的关键，是现代通信产业的重要基础，它在很大程度上决定着硬件设备的运行能力。衡量微电子技术发展程度的一个重要指标，是在指甲大小的硅芯片上能集成的元件数目。11第十一页，共二十五页，2022年，8月28日1.1.3现代通信的技术基础二、计算机技术

电话交换技术与计算机技术紧密结合，使交换技术数字程控化。通信与计算机融为一体，这使通信技术得到了飞跃发展，我们把数字通信与计算机的融合称为现代通信。

12第十二页，共二十五页，2022年，8月28日1.1.3现代通信的技术基础三、光子技术–光通信的基础

随着光子技术的发展，出现了电子—光子芯片。在这种芯片上，电子与光子产生了复杂的相互作用，提供了速率为几十到上百千兆比特的光波通信能力，使光波通信系统从PDH向SDH光传输系统发展。13第十三页，共二十五页，2022年，8月28日1.1.3现代通信的技术基础四、空间技术–卫星通信的基础

现在人们已经利用同步卫星获取了大量信息，并将这些信息广泛应用于航天、航海、气象、定位、救灾等方面。卫星通信、卫星电视已经遍及全世界。通信卫星正向大容量、长寿命方面发展。低轨道卫星通信系统的利用，将使地面、空间的通信系统连成一体。这意味着真正的全球个人通信，即人们在地球上任何地方(包括陆地、森林、沙漠、湖泊、高山、海洋、空间)都可随时与任何人和机器进行信息交流。14第十四页，共二十五页，2022年，8月28日1.2现代通信研究领域及内容数字微波与卫星通信光纤通信移动通信数字交换技术接入网技术通信业务网与网络安全15第十五页，共二十五页，2022年，8月28日1.2现代通信研究领域及内容

16第十六页，共二十五页，2022年，8月28日1.3通信基础知识回顾一、通信系统

1.定义：

传递信息所需的一切技术设备的总和。

2.模型：点与点之间建立的通信系统是通信的最基本形式，其模型如图。噪声源信源

变换器信道反变换器信宿17第十七页，共二十五页，2022年，8月28日★传输方式：基带传输、频带传输★复用方式：频分、时分、码分★调制方式：连续波调制脉冲调制ASK、FSK、PSK线性AM、DSB、SSB、VSB非线性FM、PM模拟数字模拟数字PAM、PPM、PDMPCM、DPCM、ADPCM、△M3.通信系统的分类18第十八页，共二十五页，2022年，8月28日★传输媒质：有线通信明线通信、缆通信、波导通信无线通信

传输方式：散射通信、微波中继通信、卫星通信所用波段：超长波通信、长波通信、中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信、毫米波通信、光通信19第十九页，共二十五页，2022年，8月28日

二、通信网1.定义：具有网状结构的通信系统。2.基本结构：五种形式，各有特点。（1）网状网特点：①传输链路很多，经济性较差②冗余度较大③稳定性较好20第二十页，共二十五页，2022年，8月28日（2）星状网

特点：①节省传输链路②设置转接中心，增加费用③转接能力不足或设备发生故障时，影响网络接续质量和稳定性。（3）复合网特点：①网形和星形复合而成，兼具两者优点②经济合理且具有一定可靠性③设计时使转接交换设备和传输链路总费用之和最小。21第二十一页，共二十五页，2022年，8月28日（4）环形网和总线形网特点：①在计算机通信网中应用较多②信息速率高③节点或总线终端节点有较强的信息识别能力和信息处理能力。

22第二十二页，共二十五页，2022年，8月28日三、现代通信应用手段1、多媒体通信：人与人、人与机器、机器与机器之间互通信息的技术。2、计算机通信网络：将远端的数据终端设备与计算机相连接，进行信息处理与资源共享。3、个人通信：通信方式不是“通信到户”而是“通信到人”。4、移动卫星通信：利用卫星中继站实现地面、空中、海上移动用户间或移动用户与固定用户间的相互通信。23第二十三页，共二十五页，2022年，8月28日5、程控交换：程序控制的信息交换。6、信息高速公路：以大容量的光缆为路，集语音、数据、图像、文字为一体的多媒体信息为车，将这些车和路构成高速信息网络。7、智能化大楼：综合电子信息技术、通信技术、计算机技术对大楼的各种设施进行自动化管理