通信基本原理

.第一讲通信的基本知识，第一，构成通信系统的1 .通信的基本概念通信：有效地将信息传达给其他场所的全过程。 2 .通信系统型号，3 .模拟通信系统和数字通信系统型号3.1 .模拟通信系统型号，3.2 .数字通信系统型号，3.3 .数字通信系统和模拟通信系统的性能比较数字传输的抗噪声能力强，无噪声累积。 数字系统采用差错控制编码可以改善传输质量。 在数字系统中，加密处理容易的数字通信系统适合于传输、交换各种信息。 数字通信系统容易集成化。 数字信号占用的带宽。 数字通信系统同步要求高，系统设备复杂。二、通信系统的分类和通信方式1 .通信系统的分类：按业务类型分类：电话系统、电报系统、数据系统、图像系统。 不同传输媒体：有线无线通信系统。 不同传输信号：模拟通信系统和数字通信系统。 按复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用。 基于传输系统的调制分类：基带传输系统和频带传输系统。 2、通信方式按传输方向和时间分类：单工通信、半双工通信、双工通信。 按、通信方式：单工通信、半双工通信、数字信号码元的排列方法：串行传输、并行传输。 串行传输方案具有低线路成本，适合于长距离通信的并行传输方案具有高线路成本，高传输速率，并且适合于短距离通信。 数字卫星通信系统、蜂窝移动通信系统、三、信号、信道和噪声1 .信号：利用信息载波、物理量的变化来传达信息。 信号可以分为认知信号和随机信号。 确定信号：信号是确定的时间函数。 随机信号：信号具有不确定性，信号分为周期和非周期信号、连续时间和离散时间信号、能量信号和功率信号等。 频谱图：一种信号振幅，相位随频率变化的曲线。2 .信道的定义和分类2.1 .信道：信号的传送媒体。 分为地义信道和广义信道。 地定义信道分为有线信道和无线信道两种。 有线通道：说明线、对称电缆、同轴电缆、光缆。 无线信道：地面波传播、短波电离层反射、超短波或微波视线中继、人造卫星中继和各种散射信道。 广义信道：信道范围扩展到传输介质之外。 2.2 .调制信道和编码信道的调制信道：携带整个调制信号。 编码信道：传输整个数字信号。 此外，2.3 .固定参考信道和可变参考信道可以按信道的参数分类来分为固定参考信道和可变参考信道。 恒参考信道：信道的电参数变化速率非常慢，变化量小(例如双绞线、同轴电缆、光纤、长波无线信道)。 产生的失真有振幅-频率失真和相位-频率失真两种。 这些是损害信号传输特性的重要要素，通常通过均衡措施进行补偿。 可变参考通道：通道电参数的时间变化快，变化量大(例如短波通道、超短波通道、微波通道)。 无线电信道)。 信道特性复杂，对信号的影响也非常大。3 .信道噪声信道噪声：噪声和干扰的总称。 加性噪声：与有用的信号无关，是独立存在的，而与有用的信号无关。 乘法噪声：与系统的特性有关，伴随有用信号发生，乘法关系。 随机噪声：噪声无法预测，具有随机性。 信道容量式香农式、香农式主要研究了信道容量、带宽与信噪比的关系。根据香农公式给出b、S/N时，可以得出信道的极限传输能力c已经确定的结论。 当信道容量c固定时，可以在带宽b与信噪比之间交替调整。 信道带宽b的增加不能无限制地增加信道容量。 在给定c和S/N的情况下，可以相互调整带宽b和时间t。总结的通信系统包括源、发射设备、信道、接收设备、宿等。信号是信息载波，分为周期信号和非周期信号、连续时间信号和离散时间信号、能量信号和功率信号等。 周期信号频谱具有离散性、谐波性和收敛性。 非周期信号的频谱是连续的频谱，也有收敛性。 信道是信号的传输路径。 信道噪声包括加性噪声和乘法噪声。 加性噪声的特点是频率范围广。 乘法噪声取决于有用信号的存在。 固定参考信道对信号传输的影响是振幅-频率失真和相位-频率失真。 可变参考信道对信号传输的影响包括一般的衰落和频率选择性衰落。 香农公式主要讨论信道容量、带宽与信噪比的关系，是信息传输中非常重要的公式，是当前通信系统设计和性能分析的理论基础。 第2次通信系统的概要、一方面是数字光纤通信系统、数字光纤通信是通过光信号传送数字信息、将光纤作为传输介质的通信方式。1 .单向光纤通信系统、数字光纤通信系统由光发送机、光纤、光接收机构成。 光发送机和光接收机统称为光终端机。 马达通常是指PCM基群或高阶群的设备。 1.1光纤通信系统的各个部分的角色：PCM终端主要对用户的话音进行数字编码，构成复用帧以形成具有不同等级的数字信号流并将该数字信号流发送给终端。 光发送装置的有源元件将数字脉冲电信号变换为光信号(E/O变换)向光纤传送。 光接收设备包括光检测器件，并且将接收到的光信号转换为电数字脉冲信号(O/E转换器)。 光中继光信号经过长距离传输后光衰减，可以采用光中继设备，再现放大信号进行传输。实用系统是双向的PCM终端机主要由对用户的语音进行数字编码、解码、复用、解复用的光发送设备、光接收设备汇合的终端机、二、双向数字光纤通信系统、1 .光发送机构成，光发送机主要由均衡放大器电路、编码型转换电路、加扰电路、光发送机等构成.1.1 .光发送机各部分的作用，1.1 .均衡放大电路PCM电动机和光发送机之间的传输电缆的衰减与频率的平方成比例。 输入端口信号的振幅和波形根据连接电缆引起的各频率的衰减量的不同而变化，需要用均衡放大电路进行补偿。 均衡放大器电路实际上利用RC均衡网络和放大器来补偿传输电缆在不同频率处出现的衰减和失真。 1.1.2 .码型转换电路光发送器输入接口将来自PCM的HDB3或CMI接口码转换成单极性码，并在终端内进行扰频码、线路码、光调制。 1.1.3 .时钟提取电路时钟提取电路从均衡放大后的PCM码流中提取时钟，并将其用于编码型转换、扰码和线路编码的时钟。1.1.4 .复用是将多个低速率信道和开销信息组合为一个高速信道的过程，例如将155Mb/s的STM-1系统复用为622Mb/s的STM-4系统。 1.1.5 .加扰电路加扰电路处理所发送的信息代码流，使代码流中的“0”和“1”的数目大致相等，并且破坏过长的“0”和“1”代码流。 因为扰码流可以携带时钟，所以接收侧对于时钟信号的提取是有利的，使得光源单元经由用于使主从时钟同步的扰码而发光的概率几乎等于不发光的概率以保护光源单元。 1.1.6 .光发送电路的光发送电路的作用是将电信号转换成光信号，与光纤耦合进行传输。1.2 .光发送机的光发送电路、1.2.1 .构成光发送电路的光发送电路主要包括波形预处理、光源驱动、光功率自动控制(APC )、光源工作温度自动控制(ATC )、光源单元、警报等部分。 1.2.2 .光源单元的光源单元的作用是，生成作为光载波的光信号。 光源单元采用LD (激光)和LED (发光二极管)。 1.2.3 .将光调制电信号转换为光信号称为光调制单元，并且使从光源发射的光信号根据输入电信号的规律而变化。.直接调制：通过电信号直接驱动光源，使得输出的光载波信号的强度根据电信号的强度而变化。间接调制：利用晶体的电光、光磁，对一定的光源发出的光进行调制。2 .光接收机，2.1 .光中继器，2.1.1 .光中继器，2.1.2 .全光中继器，3 .线路代码类型，1 .终端机和PCM终端机的接口代码类型，2 .接口代码类型，3 .光纤线路常用代码类型， mBnB包代码脉冲插入代码mB1P代码mB1H代码代码代码， 3 .光终端主要指标1 .光发射机主要指标输出光功率与稳定光脉冲消光比调制特性；2 .光接收机主要指标灵敏度动态范围；9.2电话交换技术； 数字交换网络用户电路用户集中器远程用户集线器数字中继器模拟中继器信号音发生器多频收发器用户处理器调用处理器管理维护处理器、可编程数字交换机的基本结构、9.2.3槽交换原理、9.2.4T型连接器、t型连接器：槽配置：内存SM和控制内存CM。 功能：完成插槽更换。1 .控制t连接器、8端子输入t型连接器、8PCM的复用、串并转换原理、s连接器、9.2.6数字交换网络1、TST交换网络、STS交换网络、9.2.7信令系统在交换机与用户、交换机与交换机之间开关基于用户信号和站间信号完成连接处理，用户根据信号的提示进行操作处理。 信令的操作区域将所述信令划分为用户线性信令和站间信令，其中前者在用户线上且后者在站间干线上进行传输。 根据信令的功能可分为监控信令、地址信令和维护管理信令。 GSM系统结构GSM数字蜂窝移动通信系统主要包括四部分：移动网络子系统(NSS )、基站子系统(BSS )、移动站子系统(MS )和操作支持子系统(OSS )。 如图9图24所示。 基站子系统(BSS )提供移动台(MS )与移动网络子系统(NSS )之间的传输路径，特别是MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理，所管理的NSS是整个GSM系统的控制和交换中心，是与移动用户相关联的呼叫连接处理、移动台负责诸如用户设备和机密管理之类的所有功能，并提供GSM系统和其它网络的连接，而MS、BSS、NSS构成GSM系统的实体部分，OSS提供用于控制和维护它们的实际操作部分的手段。、9.3GSM数字蜂窝移动通信系统、9.3.1GSM系统、9.3.2GSM网络接口、9.3.3GSM系统的空中接口、GSM系统的空中接口或移动台与基站子系统(BSS )之间的接口另外，GSM900、EGSM、DCSl800频带、GSM无线接口的TDMA/FDMA混合多址方式、9.3.4GSM系统的GSM移动台、1 .数字光纤通信系统由光发送设备、光纤及光接收设备构成。 所述光中继器的功能补偿光能量的损失以恢复信号脉冲的形状。 2 .数字可编程电话交换机由通话系统和控制系统两大部分组成。 信令的操作区域将所述信令划分为用户线性信令和站间信令，其中前者在用户线上且后者在站间干线上进行传输。 3.GSM数字蜂窝移动通信系统主要包括移动网络子系统、基站子系统、移动站系统和操作支持子系统。 4.GSM蜂窝移动系统采用时分多址、频分多址和频分双工方案。 5.SIM卡功能：用户个人识别号、移动用户识别认证、用户数据加密。总结，思考和练习，1 .什么是模拟通信？ 什么是数字通信？ 数字通信有什么优缺点2 .模拟通信和数字通信系统型号的主要组成部分功能是什么3 .数字光通信系统是如何构成的？ 4 .光发送机的