buu通信工程專業(yè)導論復習提綱

PAGEPAGE6聯(lián)大專業(yè)導論考試提綱（第4講）通信工程與技術的基本內(nèi)容ContentofCommunicationEngineeringandTechnology通信的基本術語信息社會：信息成為重要的社會資源，信息的開發(fā)利用成為社會生產(chǎn)力發(fā)展的重要標志！構成社會的三大基本要素：物質、能量和信息,信息的交流是人類最基本的需求！信息交流和傳遞方式：表情、動作（遠古時代）語言、文字、烽火臺、旌旗、旌鼓、信號燈、電通信。物質交通網(wǎng)能量電力網(wǎng)信息通信網(wǎng)（系統(tǒng)）（信息的傳輸和交換）1、通信中常用名稱消息——在通信領域指語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等統(tǒng)稱。信息——將消息給予受信者的新知識，即對受信者來說，預先不知道的消息。信號——消息的表現(xiàn)形式，如電、光、聲信號是由消息轉換來的可以被傳輸和處理的具體形式，是消息的運載工具。電信號：隨某參數(shù)（通常為t）變化的電量（電壓、電流、電荷量、磁通量、電場強度、磁場強度…）。與信號有關的課程：信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理噪聲——通信中的各種干擾。媒質——自由空間、金屬導線、電纜、光纜、波導等能傳輸信號的物質。信源——能產(chǎn)生消息的源。信源可以是人、機器或其他事物。同時具有把原始的消息轉換為電信號(基帶信號)的功能，即完成非電量到電量的變換。信道——信號傳輸?shù)耐ǖ?，可以是有線的，也可以是無線的。信宿——是消息傳送的歸宿，即消息傳送的對象。信宿可以是人、機器或其他事物。完成電量到非電量的變換。模擬信號——主要特征是幅度變化是連續(xù)的，可取無限個值。如話音信號、圖像信號數(shù)字信號——主要特征是離散的，并且只能取有限個數(shù)值。如電報信號、計算機輸出信號、PCM編碼信號等。波特率——baud/s，單位時間內(nèi)傳輸碼元符號的個數(shù)（傳符號率），即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。波特率與比特率只有在二進制信號中才能在數(shù)值上相等。比特率——bit/s，每秒傳送二進制符號的個數(shù)2.通信的分類（1）按信道中傳輸?shù)男盘栃问讲煌帜M通信：信道中傳輸?shù)氖悄M信號數(shù)字通信：信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號（2）按傳輸媒質不同分有線通信：雙絞線、架空明線、同軸電纜、光纖無線通信：短波、微波、衛(wèi)星（3）按通信工作頻段不同分：長波、中波、短波、超短波、微波、衛(wèi)星、光波（4）按通信的具體業(yè)務與內(nèi)容不同分：語音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、無線尋呼、電報等5）按收信者是否在運動中完成通信分固定通信：通信終端設備與網(wǎng)絡設備之間主要通過電纜或光纜等線路固定連接起來。如電話、傳真機、無繩電話、聯(lián)網(wǎng)計算機等移動通信：通信雙方至少有一方在運動中進行信息交換3.通信工作方式（1）按消息傳送的方向分類單工通信：消息在任意時刻只能單方向進行傳輸。廣播、電視和遙控。半雙工通信：通信雙方都能進行收或發(fā)信息，但不能同時進行收或發(fā)信息。電梯、對講機，收發(fā)報機全雙工通信：通信雙方同時可以進行雙向傳輸消息。電話、手機。特點：單工：單向半雙工：雙向但不同時全雙工：同時雙向（2）按數(shù)字信號排序方式分類串行傳輸（串序傳輸）：代表信息的數(shù)字信號序列按時間順序一個接一個地在信道中傳輸?shù)姆绞?。特點：占用一條通路，節(jié)省大量資源，但傳輸時間較長。并行傳輸（并序傳輸）：代表信息的數(shù)字信號序列分割成兩路或兩路以上的數(shù)字信息序列同時在信道上傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｌ攸c：占用多條通路，傳輸時間較短。（3）按通信網(wǎng)絡形式分類點到點直通方式：終端A與終端B之間的線路是專用的分支方式：每一個終端（A、B、C、…N）經(jīng)過一信道與轉接站相互連接，此時，終端之間不能直通信息，必須進過轉接站轉接。交換方式：終端之間通過交換設備靈活地進行線路交換的一種方式。交換設備先把發(fā)送來的消息貯存起來，然后在轉發(fā)給收方。消息的轉發(fā)可以是實時的，也可以是延時的（4）按調(diào)制方式劃分：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相調(diào)幅：載波幅度按照給定調(diào)制信號瞬時值函數(shù)改變的調(diào)制。載頻的頻率是不變的。調(diào)頻：載波的頻率隨調(diào)制信號而在一定范圍內(nèi)變化的調(diào)制方式，其幅值則是一個常數(shù)。調(diào)相：載波的相位對其參考相位的偏離值隨調(diào)制信號的瞬時值成比例變化的調(diào)制方式，（4）按調(diào)制方式劃分：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相（5）按信道復用方式劃分：頻分復用（FDM）、時分復用（TDM）、碼分復用（CDM）FDM：指載波帶寬被劃分為多種不同頻帶的子信道，每個子信道可以并行傳送一路信號的一種多路復用技術TDM：通過不同信道或時隙中的交叉位脈沖，同時在同一個通信媒體上傳輸多個信號的技術CDM：用一組包含互相正交的碼字的碼組攜帶多路信號（5）按信道復用方式劃分：FDM、TDM、CDM4.通信目的：發(fā)出信息、傳遞信息、接受信息、達到相互交流。5.通信系統(tǒng)的根本任務：“有效”和“可靠”地傳輸信息有效：傳輸信息的速度要快。就是帶寬足夠寬?？煽浚簜鬟f信息要正確無誤。通信的基本模型和組成通信系統(tǒng)：通信中所需要的一切技術設備和傳輸媒質構成的總體空氣傳輸媒質消息消息信源信道信宿1.通信系統(tǒng)的組成：信源、信道、信宿、發(fā)送設備、接收設備和噪聲源信源發(fā)送設備信道接收設備信宿噪聲源（1）信源：發(fā)出信息的源泉，其作用是把各種待傳輸消息轉換成原始電信號，信源輸出的信號成為基帶信號。信源分為模擬信源（電話機、電視攝像機）和數(shù)字信源（電傳機、計算機等）（2）發(fā)送設備：使信源和信道匹配，即將信源產(chǎn)生的原始電信號（基帶信號）變換成合適在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方式：調(diào)制（對數(shù)字信號來說，編碼）（3）信道：信號傳輸?shù)耐ǖ溃譃橛芯€和無線功能：盡可能減小信號在信道中傳輸時的功率損耗、減小畸變和噪聲造成的對有用信號的干擾（4）接收設備：進行解調(diào)、譯碼、解碼等功能：從帶有干擾的接收信號中恢復出相應的原始電信號（5）信宿（受信者或收終端）：將復原的原始電信號轉換成相應的信息。如電話機將對方傳來的電信號還原成聲音。（6）噪聲：信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其它各處的噪聲的集中表示。2.模擬通信系統(tǒng)：通過在信道中傳輸模擬信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)。如電話、廣播、電視信源調(diào)制器信道解調(diào)器信宿噪聲源模擬通信系統(tǒng)（1）發(fā)送端：信源：將發(fā)送端的連續(xù)消息變換成原始電信號調(diào)制器：將原始的電信號變換成其頻帶適合信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號，成為調(diào)制（2）接收端：信宿：將電信號反向變換成原連續(xù)消息解調(diào)器：將信道中已調(diào)信號恢復為調(diào)制前的信號，稱為解調(diào)（3）已調(diào)信號（頻帶信號）：攜帶消息適合在信道中傳輸頻譜具有帶通形式，且中心頻率遠離零頻，已調(diào)信號稱為頻帶信號（4）模擬通信系統(tǒng)分類連續(xù)調(diào)制系統(tǒng)：振幅調(diào)制系統(tǒng)、頻率調(diào)制系統(tǒng)、相位調(diào)制系統(tǒng)脈沖調(diào)制系統(tǒng)：脈沖幅度調(diào)制系統(tǒng)、脈沖相位調(diào)制系統(tǒng)、脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)3.數(shù)字通信系統(tǒng)：通過在信道中傳輸數(shù)字信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)。（1）傳輸業(yè)務：電報、數(shù)據(jù)，也可以傳輸經(jīng)過數(shù)字化處理的語音和圖像等模擬信號。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)的組成：信源、編碼器、復用器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、分路器、譯碼器、信宿、定時同步系統(tǒng)信源信源編碼加密器復用器信道編碼調(diào)制器再生中繼器解調(diào)器信道解碼分路器解密器信源解碼信宿信源編碼：實現(xiàn)模數(shù)轉換，把信源發(fā)出的連續(xù)信號變換為數(shù)字序列，降低信號的數(shù)碼率。A/D加密器：對數(shù)字信號進行加密，對數(shù)字信號進行邏輯運算就可以實現(xiàn)加密復用器：將來自若干單獨分信道的獨立信號復合起來，在一公共信道的同一方向上進行傳輸?shù)脑O備。信道編碼：在信源編碼后的信元中增加一定數(shù)量的多余碼元（成為監(jiān)督碼元），使他們滿足一定的約束關系，從而達到在接收端進行判錯和糾錯的目的。調(diào)制器：將編碼后的數(shù)字信號頻譜變換的高頻范圍內(nèi)調(diào)制的作用是把消息置入消息載體，便于傳輸或處理。再生中繼器：中繼器具有放大信號的作用解調(diào)器：從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復消息。信道解碼：將信息從編碼的形式恢復到其原來形式的，即去掉監(jiān)督碼元分路器：將收到的信號分成各自獨立的信號解密器：去掉加密的信息信源解碼：將數(shù)字信號轉換為模擬信號，D/A（3）特點：數(shù)字通信系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：①抗干擾能力強，可靠性好；②體積小，功耗低，易于集成；③便于進行各種數(shù)字信號處理（壓縮、存儲等）；④有利于實現(xiàn)綜合業(yè)務傳輸；⑤便于加密。缺點：①必須保證收發(fā)兩端同步（碼元同步、幀同步等）；②信號占用帶寬大。例如，傳輸一路模擬電話信號只需4KHz帶寬,但傳輸一路PCM電話信號（速率為64kb/s）需幾十千赫茲帶寬。通信網(wǎng)的組成：終端設備、傳輸設備、交換設備。終端設備傳輸交換機傳輸交換機傳輸終端設備與終端（硬件）有關的課程：電路分析基礎、模擬電子路、數(shù)字電子電路、通信電子電路1.終端設備:把待傳送的信息和在信道上傳送的信號進行相互轉換，完成網(wǎng)絡的接入功能如：電話機、手機、傳真機、計算機、電視機。2.傳輸設備：把分布在各地的通信設備連接起來，信息的通道如：電纜、雙絞線、光纖、電磁波3.交換設備：實現(xiàn)信號的集中與散發(fā)。信息通道的連接、變換。如：本地交換機、長途交換機、移動交換機。4.信令系統(tǒng):完成一次通信的接續(xù)所需要的各種信號5.信令：機器與機器之間的語言6.通信網(wǎng)的概念：將分布在各個地方的任意兩個用戶通過傳輸線連接起來，在這些傳輸線中加上交換節(jié)點，就形成一個網(wǎng)狀的結構。四.通信系統(tǒng)主要性能指標通信系統(tǒng)中的性能指標：有效性、可靠性、適應性、經(jīng)濟性、標準性、使用維修方面性。主要性能指標：有效性（速度）、可靠性（質量）有效性、可靠性相互制約、相互矛盾、相互轉化。1.有效性模擬通信系統(tǒng)中：帶寬數(shù)字通信系統(tǒng)中：碼元傳輸速率；信息傳輸速率；系統(tǒng)頻帶利用率。碼元傳輸速率（碼元速率、傳碼率）：單位時間（每秒）內(nèi)系統(tǒng)傳輸?shù)拇a元符號的數(shù)目，單位為波特（Baud）,用RB表示。信息傳輸速率（信息速率、傳信率）：單位時間（每秒）內(nèi)系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘慷嗌?，單位為比?秒（bit/s、bps）,用Rb表示。RB與Rb表的關系：二進制時，RB=Rb多進制(M進制)時，Rb=RBlog2M系統(tǒng)頻帶利用率：信息傳輸速率與系統(tǒng)帶寬的比值，即，單位為：比特/秒/赫茲（b/s/Hz）。2.可靠性模擬通信系統(tǒng)中：信噪比S/N：輸出信號的電壓與同時輸出的噪聲電壓的比，常常用分貝數(shù)表示。設備的信噪比越高表明它產(chǎn)生的雜音越少。一般來說，信噪比越大，說明混在信號里的噪聲越小，聲音回放的音質量越高，否則相反。信噪比一般不應該低于70dB，高保真音箱的信噪比應達到110dB以上。信息終端作用：完成于用戶的接口、信號的轉換。是通信的起點和終點。在通信系統(tǒng)的基本組成中的信源和信宿。五.信息終端1.電話終端：電話通信網(wǎng)的終端設備（1）電話的種類：①普通電話：脈沖電話：脈沖號盤話機：用戶沒撥動一次號盤就產(chǎn)生一串與被叫號碼相對應的脈沖脈沖按鍵話機：話機內(nèi)裝設有被稱為脈沖芯片的集成電路，它先將用戶所按下的號碼一一存貯起來，然后發(fā)送相應的脈沖串，可以配合不具備音頻收號器的交換機使用雙音頻按鍵話機：用戶每按一下一個鍵，可以同時發(fā)出相應百年好的兩個單頻組合波。優(yōu)點：速度快、抗干擾能力強②特種電話：投幣電話、磁卡電話、IC電話、無繩電話、可視會議話機、錄音話機、數(shù)字話機（2）電話機的基本組成和功能組成：通話電路、信令電路和轉換電路通話電路：完成話音信號的接收和發(fā)送。包含送話器、受話器、消側音電路、放大電路等信令電路：完成信令信號的接收和發(fā)送。打電話時撥出的號碼、接聽電話時發(fā)出的振鈴信號。轉化電路：完成信令電路和通信電路之間的轉換功能。摘機后自動彈起的叉簧。功能：基本功能：收信、發(fā)信、受話、發(fā)話附加功能：存儲號碼、免提、防盜、回撥等（3）電話的接入方式：兩根銅線2.移動終端：采用無線方式進行連接，具有移動功能。包括：手機、無線市話終端（PHS手機）、對講機、車載臺（1）移動終端的基本組成和功能組成：無線射頻電路、無線基帶電路、處理器、存儲器、顯示器、鍵盤無線射頻電路：完成無線信號的發(fā)送功能無線基帶電路：完成信號的分析、處理處理器：完成整個終端設備的控制存儲器：存儲基本信息，如電話號碼顯示器：信息顯示鍵盤：操作功能：電話機的四個基本功能外，語音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收，收發(fā)短息和收發(fā)郵件（2）移動終端的接入方式：通過空中無線信道接入到本小區(qū)的基站，然后通過基站將信號傳送到網(wǎng)絡平臺3.計算機終端（1）組成：硬件和軟件（2）接入方式：通過公眾電話網(wǎng)的模擬用戶線接入網(wǎng)絡；通過網(wǎng)卡和路由器直接連接到計算機網(wǎng)絡4.電視終端（1）組成：電源電路、高頻調(diào)諧器、節(jié)目預選器、選臺控制電路、遙控接收電路、中放通道、解碼電路、伴音通道、同步分離電路、場掃描電路、進行掃描電路、顯像管電路、末級視放電路（2）接入方式：無線接入方式：用接收電線通過無線顛簸接收電視節(jié)目有線接入方式：通過同軸電纜進行電視節(jié)目的接收六.通信業(yè)務1.通信業(yè)務的分類（1）基礎業(yè)務：電信網(wǎng)本身普遍提供的業(yè)務第一類業(yè)務：固定通信業(yè)務、蜂窩移動通信業(yè)務、第一類衛(wèi)星通信業(yè)務、第一類數(shù)據(jù)通信業(yè)務第二類業(yè)務：集群通信業(yè)務、無線尋呼業(yè)務、第二類衛(wèi)星業(yè)務、第二類數(shù)據(jù)通信業(yè)務、網(wǎng)絡接入業(yè)務、國內(nèi)通信設施服務業(yè)務、網(wǎng)絡托管業(yè)務1.通信業(yè)務的分類（2）增值業(yè)務：憑借已有公用網(wǎng)絡的資源和其他通信設備而新開發(fā)出來的附加通信業(yè)務。如通過電話網(wǎng)計算機組網(wǎng)2.電話業(yè)務：語音電話，是通信的主要業(yè)務特點：對時延要求高（１）本地電話業(yè)務：通過本地電話網(wǎng)在同一長途電話編號區(qū)范圍內(nèi)提供的電話業(yè)務端到端的雙向話音端到端的傳真，中、低速數(shù)據(jù)（如短信消息）呼叫前轉、三方通話、主叫號碼顯示等補充業(yè)務經(jīng)過本地電話網(wǎng)與智能網(wǎng)共同提供的本地智能網(wǎng)業(yè)務基于ISDN的承載業(yè)務（２）國內(nèi)長途電話業(yè)務：通過長途電話網(wǎng)（包括ISDN網(wǎng)）在不同“長途編號”區(qū)，即不同的本地電話網(wǎng)之間提供的電話業(yè)務跨長途編號區(qū)的端到端的雙向話音業(yè)務跨長途編號區(qū)的端到端的傳真，中、低速數(shù)據(jù)業(yè)務跨長途編號區(qū)的呼叫前轉、三方通話、主叫號碼顯示等補充業(yè)務經(jīng)過本地電話網(wǎng)、長途網(wǎng)與智能網(wǎng)共同提供的跨長途編號區(qū)的智能網(wǎng)業(yè)務跨長途編號區(qū)的基于ISDN的承載業(yè)務（３）國際長途電話業(yè)務：國家之間或國家與地區(qū)之間，通過國際電話網(wǎng)（包括ISDN網(wǎng)）提供的國際電話業(yè)務跨國家或地區(qū)的端到端的雙向話音業(yè)務跨國家或地區(qū)的端到端的傳真，中、低速數(shù)據(jù)業(yè)務經(jīng)過本地電話網(wǎng)、長途網(wǎng)、國際網(wǎng)與智能網(wǎng)共同提供的跨國家或地區(qū)的智能網(wǎng)業(yè)務跨國家或地區(qū)的基于ISDN的承載業(yè)務（４）IP電話業(yè)務：利用IP網(wǎng)絡協(xié)議、通過IP網(wǎng)絡提供或通過電話網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡共同提供的電話業(yè)務端到端的雙向話音端到端的傳真，中、低速數(shù)據(jù)與智能網(wǎng)共同提供的國內(nèi)和國際長途智能網(wǎng)業(yè)務３.數(shù)據(jù)業(yè)務：通過互聯(lián)網(wǎng)、幀中繼、ATM、X.25分組交換網(wǎng)、DDN等網(wǎng)絡提供的各種數(shù)據(jù)傳送業(yè)務。（１）第一類數(shù)據(jù)通信業(yè)務因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送業(yè)務：利用IP技術，將用戶產(chǎn)生的IP數(shù)據(jù)包從源網(wǎng)絡或主機向目標網(wǎng)絡或主機傳送的業(yè)務。國際數(shù)據(jù)通信業(yè)務：國家之間或國家與地區(qū)之間，通過幀中繼和ATM等網(wǎng)絡向用戶提供永久虛電路（PVC）連接，以及利用國際線路或國際專線提供的數(shù)據(jù)或圖像傳送業(yè)務。公眾電報和用戶電報業(yè)務：公眾電報：發(fā)報人交發(fā)的報文由電報局傳送用戶電報：用戶利用裝設在本單位或本住所或電報局營業(yè)廳的電報中斷設備直接通報（２）第二類數(shù)據(jù)通信業(yè)務固定網(wǎng)國內(nèi)通信業(yè)務：基于異步轉移模式（ATM）網(wǎng)絡的ATM數(shù)據(jù)傳送業(yè)務、基于X.25分組交換網(wǎng)的x.25數(shù)據(jù)傳送業(yè)務、基于數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）的DDN數(shù)據(jù)傳送業(yè)務、基于幀中繼穩(wěn)那個網(wǎng)絡的幀中繼數(shù)據(jù)傳送業(yè)務無線數(shù)據(jù)傳送業(yè)務：以無線方式提供的端到端數(shù)據(jù)傳送業(yè)務，可提供漫游服務、一般為區(qū)域性服務。包括：蜂窩數(shù)據(jù)分組數(shù)據(jù)（CDPD）、PLANET、NEXNET、Mobitex等系統(tǒng)，雙向尋呼４.移動業(yè)務：（１）蜂窩移動通信業(yè)務：蜂窩移動通信：采用蜂窩無線組網(wǎng)方式，在終端和網(wǎng)絡設備之間通過無線通道連接起來，實現(xiàn)用戶在活動中和相互通信特點：越區(qū)切換和跨本地網(wǎng)自動漫游功能蜂窩移動通信業(yè)務：經(jīng)過由基站子系統(tǒng)和移動交換子系統(tǒng)等設備組成蜂窩移動通信網(wǎng)提供的語音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等業(yè)務900/1800MHzGSM第二代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務：利用工作在900/1800MHz頻段的GSM移動通信網(wǎng)提供的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務端到端的雙向話音業(yè)務移動消息業(yè)務移動承載業(yè)務以及其上的移動數(shù)據(jù)業(yè)務移動補充業(yè)務。如主叫號碼顯示、呼叫前轉業(yè)務等經(jīng)過GSM網(wǎng)絡與智能網(wǎng)共同提供的移動智能網(wǎng)業(yè)務，如預付費業(yè)務國內(nèi)漫游和國際漫游