通信原理概論

1、通信原理概論2021年11月14日2內(nèi)容內(nèi)容課程介紹課程介紹通信系統(tǒng)的一般概念通信系統(tǒng)的一般概念現(xiàn)代通信的發(fā)展現(xiàn)代通信的發(fā)展復(fù)習(xí)概率論與隨機(jī)過程復(fù)習(xí)概率論與隨機(jī)過程2021年11月14日3教學(xué)參考書教學(xué)參考書教材：通信原理及其應(yīng)用教材：通信原理及其應(yīng)用王秉鈞王秉鈞等編，天津大學(xué)出版社等編，天津大學(xué)出版社參考書參考書曹志剛，現(xiàn)代通信原理樊昌信，通信原理南利平，通信原理簡(jiǎn)明教程2021年11月14日4教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)現(xiàn)代通信原理將以通信系統(tǒng)為背景，現(xiàn)代通信原理將以通信系統(tǒng)為背景，主要講述通信系統(tǒng)和通信技術(shù)的基本原理。主要講述通信系統(tǒng)和通信技術(shù)的基本原理。內(nèi)容包括：通信系統(tǒng)基本概念、信息

2、論初內(nèi)容包括：通信系統(tǒng)基本概念、信息論初步、模擬信號(hào)調(diào)制技術(shù)、語音編碼、多路步、模擬信號(hào)調(diào)制技術(shù)、語音編碼、多路復(fù)用、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸和頻帶傳輸、復(fù)用、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸和頻帶傳輸、差錯(cuò)控制編碼及多址傳輸原理差錯(cuò)控制編碼及多址傳輸原理。重點(diǎn)以數(shù)字通信為主，以上內(nèi)容作為信息類學(xué)生重點(diǎn)以數(shù)字通信為主，以上內(nèi)容作為信息類學(xué)生必須掌握的知識(shí)，以作為進(jìn)一步深入該領(lǐng)域?qū)W生必須掌握的知識(shí)，以作為進(jìn)一步深入該領(lǐng)域?qū)W生的先修知識(shí)。的先修知識(shí)。2021年11月14日5教學(xué)要求教學(xué)要求初步了解通信的發(fā)展史和發(fā)展現(xiàn)狀初步了解通信的發(fā)展史和發(fā)展現(xiàn)狀掌握脈沖編碼調(diào)制和時(shí)分復(fù)用的原理掌握脈沖編碼調(diào)制和時(shí)分復(fù)用的原理掌握模

3、擬調(diào)制的原理和性能掌握模擬調(diào)制的原理和性能掌握數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕驹砗托阅鼙容^掌握數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)幕驹砗托阅鼙容^了解差錯(cuò)控制編碼的基本原理了解差錯(cuò)控制編碼的基本原理能夠分析一般通信系統(tǒng)的構(gòu)成和原理能夠分析一般通信系統(tǒng)的構(gòu)成和原理2021年11月14日6一、一、 通信系統(tǒng)的一般概念通信系統(tǒng)的一般概念通信：通信：communication，信息交流信息交流 telecommunication，電信號(hào)的處理和傳輸電信號(hào)的處理和傳輸信息社會(huì)，信息網(wǎng)，通信網(wǎng)信息社會(huì)，信息網(wǎng)，通信網(wǎng)信息語言文字圖像人力馬力電話、廣播郵政電報(bào)email烽火臺(tái)電視多媒體信息社會(huì)2021年11月14日7二、二、 通信系統(tǒng)的組

4、成通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)：通信中所需要的一切技術(shù)設(shè)通信系統(tǒng)：通信中所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)構(gòu)成的總體。備和傳輸媒質(zhì)構(gòu)成的總體。模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)信源信號(hào)處理發(fā)送傳輸媒介信宿信號(hào)處理接收2021年11月14日8三、三、 通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)1. 信源：連續(xù)信源信源：連續(xù)信源-模擬信號(hào)模擬信號(hào) 離散信源離散信源-符號(hào)序列，數(shù)字信號(hào)符號(hào)序列，數(shù)字信號(hào)2. 信號(hào)處理：預(yù)處理，數(shù)字化，轉(zhuǎn)換信號(hào)處理：預(yù)處理，數(shù)字化，轉(zhuǎn)換3. 發(fā)送與接收發(fā)送與接收4. 傳輸媒質(zhì)：聲波，電磁波，光波傳輸媒質(zhì)：聲波，電磁波，光波 電纜，光纜，無線電波等電纜，光纜，無線電波等5. 通信網(wǎng)絡(luò)與信

5、令通信網(wǎng)絡(luò)與信令2021年11月14日9四、四、 通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類接入網(wǎng)核心網(wǎng)有線接入無線接入衛(wèi)星接入高空平臺(tái)蜂窩接入微波接入fwa, wllwlanpan通信網(wǎng)光纖接入pon，aponfttb/c/h/r混合光纖同軸網(wǎng)cable modemdsl (adsl,hdsl)2021年11月14日10四、四、 通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類傳輸方式：基帶傳輸，頻帶傳輸傳輸方式：基帶傳輸，頻帶傳輸復(fù)用方式：頻分，時(shí)分，碼分和空分復(fù)用方式：頻分，時(shí)分，碼分和空分調(diào)制方式調(diào)制方式連續(xù)波脈沖調(diào)制ask，fsk，psk，qam線性 am，ssb，vsb非線性 fm，pm模擬數(shù)字模擬數(shù)字pam，pp

6、mpcm，adpcm，cvsd，m2021年11月14日11通信系統(tǒng)的多層次覆蓋通信系統(tǒng)的多層次覆蓋2021年11月14日12五、通信技術(shù)發(fā)展概況介紹五、通信技術(shù)發(fā)展概況介紹-以蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為例以蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)為例基站bts移動(dòng)交換機(jī)msc基站控制器bsc數(shù)據(jù)庫(kù)vlr/hlr網(wǎng)絡(luò)管理公共電話網(wǎng)pstn基站控制器bsc基站bts基站bts基站bts手持機(jī)hsms移動(dòng)臺(tái)ms移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)2021年11月14日13發(fā)展現(xiàn)況發(fā)展現(xiàn)況-中國(guó)大陸無線尋呼中國(guó)大陸無線尋呼2222225615611033103317391739253625363000300036003600471747

7、170 050050010001000150015002000200025002500300030003500350040004000450045005000500019921992199419941996199619981998無線尋呼( 萬戶)無線尋呼( 萬戶)2021年11月14日14發(fā)展現(xiàn)況發(fā)展現(xiàn)況-中國(guó)大陸蜂窩移動(dòng)電話中國(guó)大陸蜂窩移動(dòng)電話181864641571573163166756751322.91322.92356235643004300700070000 01,0001,0002,0002,0003,0003,0004,0004,0005,0005,0006,0006,000

8、7,0007,00019921992199419941996199619981998200020001992199219931993199419941995199519961996199719971998199819991999200020002021年11月14日15移動(dòng)通信的發(fā)展過程移動(dòng)通信的發(fā)展過程1970s1980s1990s2000s第第一一代代( (a am mp ps s為為例例) )第第二二代代( (以以g gs sm m為為例例) )第第三三代代( (i im mt t2 20 00 00 0) )第第四四代代提提出出方方案案制制定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)商商業(yè)業(yè)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)提提出出方方案案制

9、制定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)商商業(yè)業(yè)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)提提出出方方案案制制定定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)商商業(yè)業(yè)運(yùn)運(yùn)營(yíng)營(yíng)提提出出方方案案2021年11月14日16最近無線通信的發(fā)展方向最近無線通信的發(fā)展方向高速步行靜止室內(nèi)移動(dòng)性10k 100k 1m 10m 100m尋尋呼呼機(jī)機(jī)蜂蜂窩窩電電話話公用公用無繩電話無繩電話家用家用無繩電話無繩電話無線無線lanlan超高速超高速lanlan高速高速無線接入無線接入1995年2001年imt2000 imt2000 (fplmts)(fplmts)第一階段第一階段imt200imt200第二階段第二階段傳輸容量(bps)2021年11月14日17通信的發(fā)展目標(biāo)通信的發(fā)展目標(biāo)-個(gè)人通信個(gè)人通信

10、目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：個(gè)人通信系統(tǒng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)：個(gè)人通信系統(tǒng) (pcn) 無論任何人無論任何人 (whoever) 在任何時(shí)候在任何時(shí)候 (whenever) 在任何地方在任何地方 (wherever) 與另一個(gè)人與另一個(gè)人 (whomever) 進(jìn)行任何類型進(jìn)行任何類型 (whatever)2021年11月14日18個(gè)人通信是新的挑戰(zhàn)個(gè)人通信是新的挑戰(zhàn)個(gè)人通信個(gè)人通信(pc)：任何人在任何時(shí)間與任何地任何人在任何時(shí)間與任何地點(diǎn)以任何形式的通信點(diǎn)以任何形式的通信 “任何時(shí)間任何時(shí)間” 要求支持動(dòng)中通要求支持動(dòng)中通: 無線通信是前提無線通信是前提 “任何人任何人” 要求支持巨大用戶量要求支持巨大用戶量: 頻

11、譜資源有限頻譜資源有限 “任何地點(diǎn)任何地點(diǎn)” 要求無縫覆蓋要求無縫覆蓋: 傳輸能力有限傳輸能力有限 “任何形式任何形式” 要求多媒體要求多媒體: 處理能力有限處理能力有限 2021年11月14日19個(gè)人通信的發(fā)展基礎(chǔ)個(gè)人通信的發(fā)展基礎(chǔ)新一代集成電路新一代集成電路新一代信息處理新一代信息處理新一代衛(wèi)星通信新一代移動(dòng)通信新一代廣播電視新一代無線接入新一代信息網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)新一代光纖通信2021年11月14日20信息社會(huì)的信息社會(huì)的pc時(shí)代時(shí)代第一個(gè)第一個(gè)pc時(shí)代時(shí)代1980年2000年personal computer第二個(gè)第二個(gè)pc時(shí)代時(shí)代20012020年personal communication第三個(gè)第三個(gè)pc時(shí)代時(shí)代20202040power chip (?)2021年11月14日21通信系統(tǒng)的性能通信系統(tǒng)的性能有效性有效性：在給定信道內(nèi)能傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少在給定信道內(nèi)能傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少 資源的利用資源的利用(頻率，時(shí)間和功率