通信原理樊昌信六版第1章

1、第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成(理解理解) 1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢第第 1 章緒論章緒論第一章第一章 緒論緒論從古到今，人類的社會活動總離不開消息的傳遞和交換1.1 引言引言古代的消息樹、烽火臺和驛馬傳令現(xiàn)代的電通信固定電話,手機,電報,傳呼,電視本課程將介紹現(xiàn)代電信系統(tǒng)的基本理論知識!第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組

2、成(理解理解) 1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢第第 1 章緒論章緒論第一章第一章 緒論緒論1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成1.2.1 通信系統(tǒng)模型 信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者噪聲源發(fā)送端接收端圖 1 - 1通信系統(tǒng)的一般模型第一章第一章 緒論緒論信息源信息源把各種可能消息轉(zhuǎn)換成原始電信號。語聲、事件場景、數(shù)據(jù)記錄 麥克風、攝象機、光驅(qū)、軟盤。發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備將原始電信號變換成利于在信道傳輸?shù)男盘?。廣播電臺、電視發(fā)射塔、計算機COM

3、口。信道信道信號傳輸通道?？臻g、電線。 接收設(shè)備接收設(shè)備從接收信號恢復(fù)相應(yīng)的原始信號。收音機、電視機、計算機COM口。 受信者受信者將原始電信號轉(zhuǎn)換成消息。喇叭、TV顯象管、顯示器。 噪聲源噪聲源信道中噪聲及分散在通信系統(tǒng)其它各處的噪聲集中表示。 第一章第一章 緒論緒論模擬通信與數(shù)字通信模型信息可以分為:0 1 0 0 1 1 0 1uttu連續(xù)消息：連續(xù)變化的語音，圖像等離散消息：符號，文字或數(shù)據(jù)等第一章第一章 緒論緒論按信道中傳輸?shù)氖悄M信號 模擬通信系統(tǒng) 是數(shù)字信號 數(shù)字通信系統(tǒng) 應(yīng)當指出：也可將模擬信號變成數(shù)字信號傳輸。應(yīng)當指出：也可將模擬信號變成數(shù)字信號傳輸。數(shù)字通信的優(yōu)點抗干擾能力

4、強傳輸差錯可以控制可使用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)對數(shù)字信息進行處理可以加密在同一個通信網(wǎng)里，可以傳遞各種消息第一章第一章 緒論緒論圖 1-4 模擬通信系統(tǒng)模型信息源調(diào)制器信道解調(diào)器受信者噪聲源模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)模型:第一章第一章 緒論緒論模擬通信系統(tǒng)的一個例子例子是中波廣播電臺，發(fā)射頻率為1450KHz。 麥克風調(diào) 制功 放調(diào)諧放大解調(diào)對比課本上圖1-4第一章第一章 緒論緒論圖 1 3 數(shù)字通信系統(tǒng)模型(a)信息源加密器編碼器調(diào)制器信道解調(diào)器譯碼器解密器受信者噪聲源數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型:第一章第一章 緒論緒論圖 1 3 數(shù)字通信系統(tǒng)模型(b)數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型:

5、信息源基帶信號形成器信道接收濾波器受信者噪聲源第一章第一章 緒論緒論 其他數(shù)字通信系統(tǒng)模型信息源信源編碼器信道編碼器數(shù)字調(diào)制器信道數(shù)字解調(diào)器信道譯碼器信源譯碼器受信者噪聲源數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)模型:第一章第一章 緒論緒論電傳機電纜FSK調(diào)制解調(diào)譯碼受信者數(shù)字通信系統(tǒng)的例子：第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成(理解理解) 1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢第第 1 章緒論章緒

6、論第一章第一章 緒論緒論1.3通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式 1.3.1通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類 按通信業(yè)務(wù)分 電報通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)等 (2) 按調(diào)制方式分 基帶（如RS232（COM）、頻帶傳輸（調(diào)制傳輸）（如音頻電 話）第一章第一章 緒論緒論表表 1- 1常見的調(diào)制方式常見的調(diào)制方式 調(diào) 制 方 式 用途 連續(xù)波調(diào)制線性調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)制廣播 抑制載波雙邊帶調(diào)幅 立體聲廣播 單邊帶調(diào)幅SSB 載波通信、無線電臺、數(shù)傳 殘留邊帶調(diào)幅VSB 電視廣播、 數(shù)傳、 傳真 非線性調(diào)制頻率調(diào)制FM 微波中繼、衛(wèi)星通信、廣播 相位調(diào)制PM 中間調(diào)制方式

7、 數(shù)字調(diào)制幅度鍵控ASK 數(shù)據(jù)傳輸 相位鍵控數(shù)據(jù)傳輸 第一章第一章 緒論緒論 調(diào) 制 方 式 用途 脈沖數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制相位鍵控PSK、 DPSK、 QPSK等 數(shù)據(jù)傳輸、 數(shù)字微波、 空間通信 其他高效數(shù)字調(diào)制QAM、 MSK等 數(shù)字微波、 空間通信 脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM 中間調(diào)制方式、 遙測 脈寬調(diào)制PDM(PWM) 中間調(diào)制方式 脈位調(diào)制PPM 遙測、 光纖傳輸 脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM 市話、 衛(wèi)星、 空間通信 增量調(diào)制DM 軍用、 民用電話 差分脈碼調(diào)制DPCM 電視電話、 圖像編碼 其他語言編碼方式ADPCM、 APC、 LPC 中低速數(shù)字電話 續(xù)表（續(xù)表（2）第一章第一章

8、 緒論緒論（4）按傳輸媒體分 有線通信：光纜、電纜（電線）。 無線通信：微波、短波、移動、衛(wèi)星、散射等。 （3）按信號特征分，可以把通信系統(tǒng)分成模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)（5）按工作波段分，分為長波通信、中波通信、短波通信、遠紅外通信等 (6) 按信號復(fù)用方式分 頻分復(fù)用：不同信號占據(jù)不同的頻率范圍 時分復(fù)用：不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間 碼分復(fù)用：第一章第一章 緒論緒論表表 1 2 通信波段與常用傳輸媒質(zhì)通信波段與常用傳輸媒質(zhì)頻率范圍 波長 符號 傳輸媒質(zhì) 用途3 30Hz107108 m極低頻 ELF長波無線電 遠程導(dǎo)航、水下通信30 300Hz106107 m超低頻SLF有線、長波無線電

9、水下通信300 3kHz105106 m特低頻ULF有線、長波無線電遠程通信3 Hz30 kHz 104108 m 甚低頻VLF 有線、長波無線電 遠程導(dǎo)航、水下通信、聲納 30300 kHz 103104 m 低頻LF 有線、長波無線電 導(dǎo)航、水下通信、 無線電信標 300 kHz3 MHz 102103 m 中頻MF 同軸電纜短波無線電 調(diào)幅廣播、海事通信、業(yè)余無線電 330 MHz 10102 m 高頻HF 同軸電纜短波無線電 遠程廣播、 短波廣播定點軍用通信、 業(yè)余無線電 30300 MHz 110 m 甚高頻VHF 同軸電纜米波無線電 電視、 調(diào)頻廣播、 空中管制、 車輛、 通信、

10、導(dǎo)航 第一章第一章 緒論緒論續(xù)表（續(xù)表（2）頻率范圍 波長 符號 傳輸媒質(zhì) 用途300 MHz3 GHz 10100 cm 特高頻UHF 波導(dǎo)分米波無線電 微波接力、 衛(wèi)星和空間通信、 雷達 、GPS、蜂窩網(wǎng)330 GHz 110 cm 超高頻SHF 波導(dǎo)厘米波無線電 微波接力、 衛(wèi)星和空間通信、 雷達 30300 GHz 110 mm 極高頻EHF 波導(dǎo)毫米波無線電 雷達、 微波接力、 射電天文學 107108 GHz 310-5 310-4 cm 紫外可見光紅外 光纖激光空間傳播 光通信 第一章第一章 緒論緒論 1.3.2通信方式通信方式 對于點點通信：按消息傳輸?shù)姆较蚺c時間關(guān)系分：（見樊

11、昌信書P9，圖1-6.）方式單工半雙工全雙工通信例子BP、廣播、電視對講機電話、手機發(fā)端發(fā)端信信 道道收端收端(a)(a) 單工單工第一章第一章 緒論緒論 1.3.2通信方式通信方式 對于點點通信：按消息傳輸?shù)姆较蚺c時間關(guān)系分：（見樊昌信書P9，圖1-6.）方式單工半雙工全雙工通信例子BP、廣播、電視對講機電話、手機發(fā)端信 道收端發(fā)端收端(b)(b) 半雙工第一章第一章 緒論緒論 1.3.2通信方式通信方式 對于點點通信：按消息傳輸?shù)姆较蚺c時間關(guān)系分：（見樊昌信書P9，圖1-6.）方式單工半雙工全雙工通信例子BP、廣播、電視對講機電話、手機發(fā)端信 道收端發(fā)端收端信 道(c)(c) 全雙工第一章

12、第一章 緒論緒論 在數(shù)字通信中，按數(shù)字信號碼元序列排列，有串行、并行通信傳輸之說：（見樊昌信書P9，圖1-7.）方式串序（串行）并序傳輸（并行）說明一條通道多條導(dǎo)線傳輸例子COM、RS232（計算機） 打印機口（計算機）發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備101(b )串行傳輸串行傳輸?shù)谝徽碌谝徽?緒論緒論發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備-并行傳輸?shù)谝徽碌谝徽?緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成(理解理解) 1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展

13、趨勢第第 1 章緒論章緒論第一章第一章 緒論緒論1.4信息及其度量信息及其度量信息具有隨機性信息具有隨機性信息含量信息含量就是對消息中這種不確定性不確定性的度量讓我們從常識的角度來感覺幾條消息： 太陽從東方升起； 太陽將從西方升起 。第一條幾乎沒有帶來任何信息， 第二條帶來了大量信息。第一章第一章 緒論緒論 信號是消息的載體，而信息是其內(nèi)涵。任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機的，也就是說，信源輸出是用統(tǒng)計方法來定性的。對接收者來說，只有消息中不確定的內(nèi)容才構(gòu)成信息；否則，信源輸出已確切知曉，就沒有必要再傳輸它了?！敖衲甓旄湫?”“今年冬天和去年夏天一樣熱!”第一條幾乎沒有帶來任何信息， 第二條帶來

14、了大量信息。第二條的消息比第一條的消息-具有更小的概率！第一章第一章 緒論緒論 根據(jù)概率論知識，事件的不確定性可用事件出現(xiàn)的概率概率來描述?？赡苄栽叫?，概率越??；反之，概率越大。因此， 消息中包含的信息量與消息發(fā)生的概率密切相關(guān)。消息出現(xiàn)消息出現(xiàn)的概率越小，消息中包含的信息量就越大的概率越小，消息中包含的信息量就越大。假設(shè)P(x)是一個消息發(fā)生的概率，I是從該消息獲悉的信息，根據(jù)上面的認知， 顯然I與P(x)之間的關(guān)系反映為如下規(guī)律： （1）信息量是概率的函數(shù)，信息量是概率的函數(shù)， 即即 xpIxpfI第一章第一章 緒論緒論（3）若干個互相獨立事件構(gòu)成的消息，）若干個互相獨立事件構(gòu)成的消息，

15、所含信息所含信息量等于各獨立事件信息量之和，也就是說，信息具量等于各獨立事件信息量之和，也就是說，信息具有相加性，有相加性， 即即 IP(x1)P(x2)=IP(x1)+IP(x2)+（2）P(x)越小，越小， I越大；越大； 反之，反之， I越小，越小， 且且 P(x)1時，時， I0 P(x)0時，時， I第一章第一章 緒論緒論 綜上所述， 信息量I與消息出現(xiàn)的概率P(x)之間的關(guān)系應(yīng)為 a = 2 單位為bit（常使用） a = e 單位為奈特（nat） a = 10 單位為哈特萊(也稱笛特（Det）)或稱十進制單位)(log)(1logxpxpIaa第一章第一章 緒論緒論可見，傳送等概

16、率的二進制波形之一（P=1/2）的信息量為1比特。同理，傳送等概率的四進制波形之一（P=1/4）的信息量為2比特，這時每一個四進制波形需要用2個二進制脈沖表示；傳送等概率的八進制波形之一（P=1/8）的信息量為3比特，這時至少需要3個二進制脈沖。 下面舉例說明信息量的對數(shù)度量是一種合理的度量方法。 例 1 1 設(shè)二進制離散信源， 以相等的概率發(fā)送數(shù)字0或1，則信源每個輸出的信息含量為211 I(0)=I(1)=log2 =log22=1 (bit)第一章第一章 緒論緒論綜上所述，對于離散信源，M個波形等概率（P=1/M）發(fā)送，且每一個波形的出現(xiàn)是獨立的，即信源是無記憶的，則傳送M進制波形之一的

17、信息量為 I=log2 =log2 =log2 M(bit) (1.3 - 3)p1M11式中， P為每一個波形出現(xiàn)的概率， M為傳送的波形數(shù)。 若M是2的整冪次，比如M=2K（K=1，2，3， ），則式(1.3 - 3)可改寫為第一章第一章 緒論緒論式中, K是二進制脈沖數(shù)目，也就是說，傳送每一個M（M=2K）進制波形的信息量就等于用二進制脈沖表示該波形所需的脈沖數(shù)目K。？I=log2 2K=K (bit) (1.3 - 4)第一章第一章 緒論緒論H(x)=P(x1)log2 P(x1)+P(x2)log2 P(x2)+P(xn)log2 P(xn)=符號）/)(log)(21bitxpxp

18、inii 由于由于H同熱力學中的熵形式一樣，同熱力學中的熵形式一樣， 故通常故通常又稱它為信息源的熵，其單位為又稱它為信息源的熵，其單位為bit/符號符號ni 1 如果是非等概情況，設(shè)離散信源是一個由n個符號組成的符號集， 其中每個符號xi(i=1, 2, 3, , n)出現(xiàn)的概率為P(xi)， 且有 P(xi)=1則x1, x2, , xn 所包含的信息量分別為-log2 P(x1), -log2 P(x2)， ，-log2 P(xn)。于是，每個符號所含信息量的統(tǒng)計平均值，即平均信息量為第一章第一章 緒論緒論 顯然，當信源中每個符號等概獨立出現(xiàn)每個符號等概獨立出現(xiàn)時，式(1.3 - 5)即

19、成為式(1.3 - 3)， 此時信源的熵有最大值。 H(x)=P(x1)log2 P(x1)+P(x2)log2 P(x2)+P(xn)log2 P(xn)=符號）/)(log)(21bitxpxpinii I=log2 =log2 =log2 M(bit) (1.3 - 3)p1M11等概率第一章第一章 緒論緒論 例 1 - 2一離散信源由0， 1， 2， 3四個符號組成，它們出現(xiàn)的概率分別為3/8, 1/4, 1/4, 1/8，且每個符號的出現(xiàn)都是獨立的。試求某消息201020130213001203210100321010023102002010312032100120210的信息量。

20、解： 此消息中，0出現(xiàn)23次，1出現(xiàn)14次，2出現(xiàn)13次，3出現(xiàn)7次，共有57個符號，故該消息的信息量為)(1088log74log134log1438log232222bitI第一章第一章 緒論緒論 每個符號的算術(shù)平均信息量為符號位）符號位/(89. 157108bitII若用熵的概念來計算， 由式（1.3 - 5）得 81log8141log4183log83222H符號位）/(906. 1bit可見，兩種算法的結(jié)果有一定誤差，但當消息很長時，可見，兩種算法的結(jié)果有一定誤差，但當消息很長時， 用熵的用熵的概念來計算比較方便。概念來計算比較方便。 而且隨著消息序列長度的增加，而且隨著消息序列

21、長度的增加， 兩種計兩種計算誤差將趨于零。算誤差將趨于零。第一章第一章 緒論緒論信息論中有一個重要結(jié)論，就是任何形式的待傳信息都可以用二進制形式表示而不失主要內(nèi)容。抽樣定理告訴我們：一個頻帶受限的連續(xù)信號，可以用每秒一定數(shù)目的抽樣值代替。而每個抽樣值可以用若干個二進制脈沖序列來表示。因此，以上信息量的定義和計算同樣適用于連續(xù)信號。 以上我們介紹了離散消息所含信息量的度量方法。 對于連續(xù)消息呢？另外在理論推導(dǎo)中也使用積分的形式來計算連續(xù)信源的信息熵：dxxfxfxHa)(log)()(第一章第一章 緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成(理解理解) 1.3

22、通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢第第 1 章緒論章緒論第一章第一章 緒論緒論1.5主要性能指標主要性能指標 模擬通信系統(tǒng)的有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度?？煽啃杂媒邮斩俗罱K輸出信噪比來度量。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比下所得到的最終解調(diào)后的信噪比是不同的。 如調(diào)頻信號抗干擾能力比調(diào)幅好，但調(diào)頻信號所需傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅。 通信的任務(wù)是快速、準確地傳遞信息。因此，評價一個通信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標是系統(tǒng)的

23、有效性有效性和可靠性可靠性。有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}；而可靠性是指接收信息的準確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統(tǒng)一，通常還可以進行互換。第一章第一章 緒論緒論 數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性可用傳輸速率來衡量。 可靠性可用差錯率來衡量。 )(1BTRB1. 傳輸速率 碼元傳輸速率碼元傳輸速率RB簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（Baud），記為B。 例如，若1秒內(nèi)傳2400個碼元，則傳碼率為2400B。 數(shù)字信號有多進制和二進制之分，但碼元速率與進制數(shù)無關(guān)，只與傳輸?shù)拇a元長度T有關(guān):第一章第

24、一章 緒論緒論 通常在給出碼元速率時，有必要說明碼元的進制。由于M進制的一個碼元可以用 log2 M個二進制碼元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，M進制的碼元速率RBM與二進制的碼元速率RB2之間有以下轉(zhuǎn)換關(guān)系：RB2=RBMlog2 M (B)信息傳輸速率Rb簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特/秒，可記為bit/s ，或 b/s ，或bps。第一章第一章 緒論緒論每個碼元或符號通常都含有一定bit數(shù)的信息量，因此碼元速率和信息速率有確定的關(guān)系，即Rb=RBH (b/s)式中，H為信源中每個符號所含的平均信息量（熵）。 等概傳輸時，熵有最大值l

25、og2M，信息速率也達到最大，即 Rb=RB log2 M (b/s)第一章第一章 緒論緒論或 )(log R2BBMRb例如：碼元速率為1200B，采用八進制（M=8）時，信息速率為3600b/s；采用二進制（M=2）時， 信息速率為1200b/s，可見，二進制的碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等，有時簡稱它們?yōu)閿?shù)碼率。 式中，M為符號的進制數(shù)。第一章第一章 緒論緒論2 頻帶利用率比較不同通信系統(tǒng)的有效性時，單看它們的傳輸速率是不夠的，還應(yīng)看在這樣的傳輸速率下所占的信道的頻帶寬度。所以，真正衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸效率的應(yīng)當是單位頻帶內(nèi)的碼元傳輸速率，即)/(HzBBRB 數(shù)字信號的傳輸帶寬B取決于

26、碼元速率RB，而碼元速率和信息速率Rb有著確定的關(guān)系。為了比較不同系統(tǒng)的傳輸效率， 又可定義頻帶利用率為)/(HzsbBRb第一章第一章 緒論緒論 3. 差錯率差錯率 衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標是差錯率， 常用誤碼率和誤信率表示。傳輸總碼元數(shù)錯誤碼元數(shù)ep 誤信率（信息差錯率）誤信率（信息差錯率）Pb是指發(fā)生差錯的比特數(shù)在傳輸總比特數(shù)中所占的比例， 即傳輸總比特數(shù)錯誤比特數(shù)數(shù)ep誤碼率（碼元差錯率）誤碼率（碼元差錯率）Pe是指發(fā)生差錯的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例，更確切地說，誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，即 第一章第一章 緒論緒論 顯然， 在二進制中有 Pb=Pe第一章第一章

27、緒論緒論 1.1 引言引言(了解了解) 1.2 通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成(理解理解) 1.3 通信系統(tǒng)分類與通信方式通信系統(tǒng)分類與通信方式(識記識記) 1.4 信息及其度量信息及其度量(理解理解) 1.5 主要性能指標主要性能指標(識記識記) * 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢第第 1 章緒論章緒論第一章第一章 緒論緒論* 通信發(fā)展趨勢通信發(fā)展趨勢 1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為空中中繼站，它能夠?qū)⒌厍蛏夏骋坏孛嬲景l(fā)射來的無線電信號轉(zhuǎn)發(fā)到另一個地面站， 從而實現(xiàn)兩個或多個地域之間的通信。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位置關(guān)系，可以分為靜止通信衛(wèi)星(或同步通信衛(wèi)星)和移動通信

28、衛(wèi)星。靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離地面高度為35 780 km，采用三個相差120的靜止通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球的絕大部分地域(兩極盲區(qū)除外)。 在過去三四十年間，對數(shù)據(jù)傳輸需求的增長以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，促進了數(shù)字通信的發(fā)展。目前數(shù)字通信在衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信、微波通信等領(lǐng)域有了新的進展。 下面我們就從這幾個方面來了解通信的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。 第一章第一章 緒論緒論 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組成。上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地球站的無線電傳播路徑，通信設(shè)備集中于地球站和通信衛(wèi)星中。 衛(wèi)星通信的特點是：通信距離遠、覆蓋地域

29、廣、不受地理條件限制、 通信容量大、可靠性高等。自從1957年10月第一顆衛(wèi)星發(fā)射成功以來，衛(wèi)星通信作為一種重要的通信手段被廣泛用于國際、國內(nèi)和區(qū)域通信。21世紀的衛(wèi)星通信將向更高頻段、更大容量方向發(fā)展。衛(wèi)星間的通信將采用速度快、 頻帶寬、保密性強的激光通信。預(yù)計到2010年前， 星間激光通信的傳輸速率將達到40Gb/s，地面終端設(shè)備將日益小型化， 甚小天線衛(wèi)星地球站(VSAT) 將會繼續(xù)發(fā)展。 第一章第一章 緒論緒論 2 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng) 光纖通信是以光導(dǎo)纖維(簡稱光纖)作為傳輸媒質(zhì)、以光波為運載工具（載波）的通信方式。光纖通信具有容量大、 頻帶寬、傳輸損耗小、抗電磁干擾能力強、通信質(zhì)量高等優(yōu)點，且成本低，與同軸電纜相比可以大量節(jié)約有色金屬和能源。自從1977年世界上第一個光纖通信系統(tǒng)投入運營以來， 光纖通信發(fā)展迅速，已成為各種通信干線的主要傳輸手段。 目前，單波長光通信系統(tǒng)速率已達10 Gb/s，其潛力已不大，采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)來擴容是當前實現(xiàn)超大容量光傳輸?shù)闹匾夹g(shù)。近年來，DWDM技術(shù)取得了較大的進展，美國AT&T實驗室等機構(gòu)已成功地完成了Tb/s的傳輸實驗。 第一章第一章 緒論緒論 光傳送網(wǎng)是通信網(wǎng)未來的發(fā)展方向，它可以處理高速率的光信號，擺脫電子瓶頸，實