通信工程专业导论(第1-3章)

通信工程专业导论(第1-3章)汇报人：AA2024-01-20CATALOGUE目录通信工程概述通信系统基本原理通信网络基础知识光纤传输技术及应用移动通信技术及应用卫星通信技术及应用CHAPTER01通信工程概述通信工程定义与特点定义通信工程是电子工程的一个重要分支，关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。特点通信工程涉及电磁波传播、信号处理、信息编码等领域，具有广泛的应用范围，如电话、电视、无线电、卫星通信等。早期的通信方式主要包括烽火台、鼓声、旗语等，这些方式受限于传输距离和速度。早期通信19世纪中叶，随着电报和电话的发明，人类进入了电信时代，实现了远距离的实时通信。电报与电话的发明20世纪初，无线通信开始崭露头角，如无线电报、无线电话等，使得通信不再受限于有线连接。无线通信的出现近几十年来，随着数字通信、光纤通信、卫星通信等技术的快速发展，通信工程领域不断取得新的突破。现代通信技术的发展通信工程发展历程电话通信通过有线或无线方式传输语音信号，实现远距离通话。广播电视通过无线电波或有线网络传输音频和视频信号，为大众提供娱乐和信息服务。移动通信利用无线电波实现移动设备和基站之间的通信，提供手机通话、短信、数据传输等服务。计算机网络通过有线或无线方式连接计算机和其他设备，实现资源共享和信息交换。卫星通信利用人造卫星作为中继站转发信号，实现全球范围内的通信和广播服务。军事通信为军队提供安全、可靠的通信手段，保障军事行动的顺利进行。通信工程应用领域CHAPTER02通信系统基本原理信号的定义与分类信号是携带信息的物理量，可分为模拟信号和数字信号。信道的定义与特性信道是信号传输的媒介，具有带宽、噪声、失真等特性。信号与信道的关系信号需适应信道的特性才能实现有效传输，信道对信号有传输限制。信号与信道03模拟通信与数字通信的比较两者在信号形式、传输方式、抗干扰能力等方面存在差异。01模拟通信原理模拟通信传输连续的信号，如语音、视频等，通过调制技术将低频信号转换为高频信号进行传输。02数字通信原理数字通信传输离散的数字信号，具有抗干扰能力强、易于加密和集成化等优点。模拟通信与数字通信调制是将低频信号加载到高频载波上的过程，常见的调制方式有幅度调制、频率调制和相位调制。调制技术解调技术调制与解调的意义解调是从已调信号中提取出原始信号的过程，解调方式与调制方式相对应。调制可以提高信号的传输效率，适应信道特性；解调则是还原原始信号的必要步骤。030201调制与解调技术CHAPTER03通信网络基础知识星型拓扑环型拓扑总线型拓扑网状拓扑通信网络拓扑结构所有节点通过中央节点连接，中央节点负责数据的转发和处理。所有节点连接在一条公共传输线上，数据通过总线进行传输。节点之间形成一个闭环，数据在环中单向或双向传输。节点之间任意连接，形成复杂的网络结构，具有较高的可靠性和灵活性。01HTTP协议：用于Web浏览器和服务器之间的通信，实现网页的浏览和数据的传输。SMTP、POP3、IMAP等邮件协议：用于电子邮件的发送、接收和管理。Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等无线通信技术标准：定义了无线网络设备之间的通信方式和数据传输标准。TCP/IP协议族：包括TCP、UDP、IP等协议，是互联网通信的基础。020304通信协议与标准采用Wi-Fi技术，实现局部范围内的无线通信。无线局域网（WLAN）采用WiMAX等技术，实现城市范围内的无线通信。无线城域网（WMAN）采用4G、5G等移动通信技术，实现大范围内的无线通信。无线广域网（WWAN）利用卫星作为中继站，实现地球表面任意两点之间的无线通信。卫星通信无线网络技术CHAPTER04光纤传输技术及应用利用光的全反射原理，将光信号在光纤内部进行长距离传输。传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强、保密性好。光纤传输原理及特点光纤传输特点光纤传输原理光纤传输系统组成产生光信号，通常采用半导体激光器或发光二极管。传输光信号的介质，由纤芯和包层组成。接收光信号并将其转换为电信号，通常采用光电二极管或雪崩光电二极管。对光信号进行放大，以补偿传输过程中的损耗。光源光纤光检测器光放大器光纤传输技术应用案例通信网络光纤传输技术被广泛应用于通信网络，如电话网络、计算机网络等，实现了高速、大容量的数据传输。广播电视光纤传输技术用于广播电视信号的传输，提高了信号质量和传输效率。工业控制在工业自动化领域，光纤传输技术可用于实现远程控制和监测，提高生产效率和安全性。军事应用光纤传输技术在军事领域也有广泛应用，如战场通信、导弹制导等，具有保密性好、抗干扰能力强的优点。CHAPTER05移动通信技术及应用移动通信发展历程及趋势第三代移动通信（3G）高速数据业务和多媒体业务，如WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA系统。第二代移动通信（2G）数字语音通信和低速数据业务，如GSM和CDMA系统。第一代移动通信（1G）模拟语音通信，如AMPS和TACS系统。第四代移动通信（4G）高速移动数据业务和多媒体业务，如LTE和LTE-Advanced系统。第五代移动通信（5G）超高速、低时延、大连接等特性，支持物联网、自动驾驶、远程医疗等新兴应用。基站（BS）：包括基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC），负责无线信号的收发和控制。移动交换中心（MSC）：负责移动台与固定电话网或其他移动网之间的呼叫接续和交换。认证中心（AuC）：负责用户身份认证和密钥管理。访问位置寄存器（VLR）和归属位置寄存器（HLR）：分别存储用户当前位置和归属信息。移动台（MS）：包括移动终端（手机、平板电脑等）和用户识别模块（SIM卡）。移动通信系统组成及工作原理自动驾驶通过移动通信网络实现车与车、车与路之间的实时通信，提高交通效率和安全性。物联网应用通过移动通信网络连接各种智能设备，实现远程监控、智能家居等功能。移动支付通过移动通信网络实现手机支付功能，如支付宝、微信支付等。语音通话通过移动通信网络实现实时语音通信，如手机通话、微信语音等。数据传输通过移动通信网络实现文本、图片、视频等数据的传输，如短信、彩信、微信聊天等。移动通信技术应用案例CHAPTER06卫星通信技术及应用卫星通信原理利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地面站之间进行的通信。卫星通信特点覆盖范围广，通信距离远，传输容量大，通信质量稳定可靠，灵活性强。卫星通信原理及特点卫星通信系统组成及工作原理包括空间分系统、地面分系统、用户分系统三大部分。其中空间分系统由通信卫星和转发器组成，地面分系统由地面站和监控管理站组成，用户分系统由各种用户终端组成。卫星通信系统组成地面站将用户终端发送的信号进行调制、编码等处理后，通过发射天线向卫星发送。卫星接收到信号后，经过放大、变频等处理，再通过转发器向地面站转发。地面站接收到卫星转发的信号后，进行解调、解码等处理，还原出原始信号并发送给用户终端。工作原理利用卫星通信技术实现电视节目的远距离传输和广播，使得观众可以接收到来自世界各地的电视节目。卫星电视广播利用卫星通信技术实现远距离的电话通信，使得人们可以