通信工程学科导论1Bppt课件

通信工程专业学科导论,山东理工大学通信工程系张连俊,1,一、通信工程重要性和发展情况二、本专业的特色和优势三、本专业的课程体系四、通信工程专业就业情况五、学科知识介绍,2,一、通信工程的重要性和发展情况,1、通信工程专业的重要性2、通信工程专业发展情况,3,1、通信工程专业的重要性在信息化高速发展的当今时代，通信工程已成为国民经济的重要产业，并以惊人的速度发展。截止到2010年底固定电话：2.94亿户，移动电话：8.59亿户，互联网：4.85亿。通信工程是国家重点发展和扶持的产业之一，通信工程技术本身的发展日新月异，人才需求量大。为培养满足21世纪需要的基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的通信工程方面的人才，通信工程专业是非常重要和有发展前途的。,4,2011-8-25报道：国内三大电信运营商都公布了上半年的业绩。中国移动继续一骑绝尘，其利润水平分别是电信、联通的6倍和24倍。今年上半年，中国移动营业额为2501亿元，同比增长了8.8%；而613亿元的净利润也较去年同期增长了6.3%，其日均3.34亿元的净利水平再度证实了中国移动强大的盈利能力。中国电信利润增长最快，今年上半年营收为1202.08亿元，同比增长了11%，净利润98.08亿元，同比增长了8%。而中国联通的表现则两极分化，一方面实现营收1083.85亿，22.9%的同比增幅远高于移动和电信，但净利润只有26.37亿，同比下降5.5%，也成为唯一利润下滑的运营商。,5,2、通信工程专业发展情况通信即信息的传输，主要包括两大方面：有线通信和无线通信。随着人们的通信需求，通信向着高速率、高可靠性、网络化、个人化的方向发展。有线通信方面，由于高速率、高可靠性的要求，现在发展最快的是光纤通信，新技术层出不穷，如：EDFA技术、密集波分（DWDM）技术、全光通信网技术等。现在光纤主干线速率可达1Tb/s。接入网也发展很快，如在原电话线基础的ADSL、光纤接入网等。,6,无线通信方面，主要是移动通信、微波通信、卫星通信等。特别是移动通信发展异常迅速，已从上世纪八十年代的第一代模拟移动通信发展到现在的第二代数字移动通信，如以TDMA方式的GSM系统和以CDMA方式的IS95A系统。第三代移动通信(3G)向着高速的CDMA方向发展(现已运行)。此外随着通信的发展通信的网络化时代已经到来，信息传输从原来单一电路交换网、数据分组交换网，向高速、宽带综合业务网（BISDN）发展。新世纪是通信发展最快的时期，通信技术将日新月异。,7,二、本专业的特色和优势,1、通信工程专业的基本情况2、通信工程专业研究方向3、通信工程专业实验条件,8,1、通信工程专业的基本情况我校通信工程专业始建于1992年，是山东省最早上的通信工程专业。开始为专科专业，1998年上本科专业。2000年被省教育厅确定为省试点专业，并设有校级科研机构通信工程研究所。本专业现有专任教师14人，高级职称教师8人；硕士学位以上的为14人。实验室工作人员人。,9,2、通信工程专业研究方向（1）信息技术与通信系统，主要包括信息传输速率与可靠性提高和通信系统的理论与技术研究。为解决信息传输的可靠性问题，需要研究信息传输理论与信息传输技术及通信系统设计，使得信息传输更完善。（2）信息处理与通信软件，研究信息处理理论和技术，研究和开发通信软件。该方向理论性强、技术新。（3）计算机通信，研究计算机通信网的信息传输、理论和技术问题。当前计算机通信网络发展迅速，利用网络来传递信息是重要的通信手段，研究计算机通信网络解决信息传输技术等问题是非常重要的。,10,3、通信工程专业实验条件本专业有充足的实验条件，现有560多万元的仪器设备，其中有从加拿大进口模拟通信、数字通信综合实验系统一套（如图），程控交换机两台，并以此开发了多终端程控交换实验系统获省优秀实验成果三等奖。（如图）实验条件可满足教学和科研的需要。通信工程是技术性很强的专业，加强实践教学，培养学生动手能力是非常关键的。现可开出信号与系统实验、通信原理实验、通信电子线路实验、光纤通信实验、移动通信实验、程控交换实验、数字图象处理和DSP原理及数字信号处理实验，还可开出通信仿真类开放实验。如图本专业设有金工实习、电子工艺实习，通信系统设计、通信软件设计、数字信号处理和移动通信等课程设计。,11,12,13,14,15,16,移动通信实验系统,通信电子线路实验系统,17,18,19,20,21,三、本专业的课程体系,1、通信工程专业的课程体系2、本专业的专业方向3、通信工程专业培养计划,22,、通信工程专业的课程体系本专业培养能为社会主义现代化建设服务的德智体全面发展、理论基础扎实、工程实践能力强、适应性好、掌握通信工程理论并能从事通信系统、计算机通信网络及有关设备的研究、设计、开发和进行分析的高级技术人才。主要课程：电路分析基础、模拟电子线路、数字电子线路、信号与系统、通信原理、通信电子线路、数字信号处理、微机原理及应用、面向对象的程序设计、电磁场与电磁波、程控交换技术、光纤通信、移动通信、计算机通信网等。其中信号与系统、通信原理是一般学校的考研专业课。通信工程是理论性和技术性很强的专业，学生既要加强理论学习，又要注重实践能力的增强。,23,2、本专业的专业方向：（1）信息通信技术方向:主要学习通信系统理论知识掌握通信系统的分析和设计的基本方法。主要方向课程：数字传输技术、扩频通信、卫星通信等。（2）通信信号处理方向：主要学习通信信号与信息处理理论知识，掌握通信信号与信息处理的方法。主要方向课程：数字图像处理、多媒体技术及应用和DSP原理及应用等。（3）通信软件开发：主要学习信号传输与处理理论和软件开发的基础知识，掌握通信信号传输与处理软件开发的方法。主要方向课程：嵌入式软件开发、Symbian手机操作系统、C语言中级及Linux基础与程序开发等。,24,3、通信工程专业培养计划电气信息类通信工程（080604）专业培养计划一、业务培养目标：本专业培养能为社会主义现代化建设服务的德智体全面发展、理论基础扎实、工程实践能力强、适应性好、掌握通信工程理论并能从事通信系统、计算机通信网络及有关设备的研究、设计、开发和进行分析的高级技术人才。二、业务培养要求：能比较扎实地掌握本专业的基础知识和基本理论，掌握数字通信系统和有关设备，计算机通信网络的分析、设计运算、实验及计算机软件开发等基本技能；具有一定的经济管理知识，受到必要工程训练和初步的科学研究方法和实践训练；具有较强的获取、扩展知识的能力和一定的分析和解决问题的能力；了解本专业范围内科学技术的新发展，具有创新精神和严谨的科学作风。掌握一外语，达到国家四级考试水平，并具有一定的听、说、译和初步写作的能力。三、主要课程：高等数学、大学物理、电路分析基础、信号与线性系统、模拟电子线路基础、通信电子线路、数字逻辑电路、计算机语言与程序设计、微机原理与系统设计、电磁场与电波传播、通信原理、计算机通信。四、主要学科：信息技术与通信工程、信息与计算机通信。五、毕业要求与授予学位：本专业学生修满教学培养计划要求的181学分方可毕业，授予工学学士学位。六、基本学制：四年。七、教学环节设置及学分、周数分配：,25,四、通信工程专业就业情况通信工程专业属于热门专业，社会的人才需求量大。本专业多年来已为国家培养了通信专业人才两千余人，他们都在自己的岗位上为国家努力工作。本专业的主要就业方向：1、通信运营单位（电信、移动、联通、邮政等）和其他单位内的通信工作和其它工作。2、通信设备和软件开发、生产和服务商等单位及其它与电子、信息有关的单位。3、本专业设国防生教育，另外同学毕业也可到军队工作。4、考取研究生进一步深造(方向:通信与信息系统、信号与信息处理等）。,26,五、学科知识介绍,1、通信系统概述2、电话通信（语音通信）3、数据通信4、移动通信系统5、光纤通信6、微波通信和卫星通信7、接入网8、电信新技术与未来发展,27,第一章通信系统概述,本章内容：通信的基本概念和特点通信技术的发展简况电信业务分类,本章重点：通信的概念信号、信息和信息量的概念通信系统模型,28,1.1通信的基本概念,通俗的讲通信就是人们在日常生活中相互之间传递信息的过程。通信是信息在人人，人机器，机器机器之间进行的传递与交换(信息是消息中包含的有意义的内容)。通信是信息或其表示方式(表示媒体)信号的时/空转移。communication，信息交流Telecommunication，电信号的处理和传输,29,1.1.1媒体(信号)的分类,多媒体信号(数据的相互关联性)感觉媒体：声音、文本表示媒体：编码表现媒体：显示器存储媒体：数字化传输媒体：传输介质,30,1.1.2信息与信号,信息冗余消息中不定的部分信号信息的物理载体：电、光信号模拟信号与数字信号,模拟信号,数字信号,31,信息量,任何信源产生的输出都是随机的，采用统计方法定性。对接收者来说，只有消息中不确定的内容才构成信息。信息量：可能性小，概率小，信息量大码元传输速率比特率：Rb=RBNlog2N(bit/s)波特率：RBN=Rb/log2N(B),32,古老的信息传递方式,光通信,33,区分敌人的进攻方向,东,南,西,北,两个比特表示四个信息,34,n比特可表示的信息数为2n,（）,（）,（）,1,2,3,4,35,1.1.3通信系统,模拟通信和数字通信通信系统对原始信号进行转换、处理和传输通信需要的一切技术设备和传输媒质的总体信道、链路、路由(控制机制),36,通信系统组成,信源：连续信源-模拟信号离散信源-符号序列，数字信号信号处理：预处理，数字化，转换发送与接收传输媒质：声波，电磁波，光波，电缆，光缆，无线电波等通信网络(传输与交换)与信令,37,多方通信时要有交换,38,网络通信总体结构,39,什么是通信网？,将通信终端、转接点和通信链路有机的结合起来，实现两个以上通信终端之间信号传输的通信体系。终端设备、传输设备、交换设备通信网是各种通信系统的综合。,40,计算机通信网,资源子网,通信子网,41,通信系统的性能,有效性：在给定信道内能传输的信息的量资源的利用率(频率，时间和功率)可靠性：指接收信息的准确程度模拟系统：信噪比(dB，分贝)数字系统：误比特率,42,什么是带宽？,在通信领域里，带宽的意思就是指信息传输能力。模拟系统：用赫兹(Hz)来表示模拟设备的带宽就是模拟介质传输所使用的最高频率和最低频率之差。数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)ADSL上网的速率:上行：0.54Mbit/s下载：8Mbit/s以太网上网的速率:10Mbit/s、100Mbit/s到桌面宽带：2Mbit/s作为划分点,43,通信系统工作方式,44,模拟通信系统,特点：传输连续的模拟信号、占用带宽少4KHz、抗干扰能力较弱、不适与远距离传输、系统和设备庞大，不利于集成化,两次变换,45,数字通信系统,特点：传输离散的数字信号、占用带宽较大64KHz、抗干扰能力强、实现远距离高质量传输、实现综合业务数字化、易于加密，安全性强、通信设备集成化,减少信息冗余,进行信道编码,46,1.2通信技术发展史,电报技术(1837)：莫尔斯电话技术(1876)：贝尔无线电通信技术(1906)：微波、卫星通信数据传输理论(1928)：奈奎斯特复用技术(1930)：里夫斯(PCM)数字通信理论(1948)：香农移动通信(近10年)：GSM、CDMA光纤通信(近10年)：高锟(光纤)、WDM,47,贝尔,1876年发明电话的是英国人贝尔(18471922)，当时他还不到30岁。他还制造了助听器，改进了留声机，他一生获得30项发明专利。,48,49,手机及移动通信的发展史,模拟手机时代、GSM时代、2.5G时代和3G时代,手机GSM无天线翻盖双频3G,50,1.2.1通信网的发展方向,简单通信系统通信网模拟通信数字通信以电信网为主体数据网和IP网电子通信光通信单媒体通信综合业务和多媒体通信,51,信息产业的发展趋势,网络宽带电信业务数据化网络的分组化和IP化移动通信迅速发展，“个人通信”实现有望多媒体通信技术进一步完善电子商务业务蓬勃发展,52,1.2.2我国电信网现状,53,我国电信网发展历程,1994年中国联通成立，1999年重组1998年邮电分营2000年成立中国移动通信2001年初中国铁通成立2001年底中国卫通成立2002年中国电信拆分2009年中国电信、网通和连通等整合,54,发展趋势,三网融合：电信网、计算机、广电网下一代网络,55,业务需求发展,56,1.3通信的分类,按传输媒质划分有线通信：电缆、光缆、波导无线通信：电磁波、光波,57,通信分类,按调制方式分基带传输频带传输按业务的不同分电话、数据传输、可视电话、无线寻呼按收信者是否运动分移动通信固定通信,58,59,通信频率分配(Hz),104,105,106,107,108,109,1010,1011,1012,1013,1014,1015,1016,双绞线,同轴电缆,低频波,AM无线电,FM无线电,TV,卫星,地面微波,光纤,波段LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF,60,1.4电信业务分类,基