现代通信技术

1。通信是：通过任何传输媒质将信息从一个地方传送到另一个地方，目的是：为了进行消息的有效传递与交换。信息源：是指各种信息的发出者，其作用是把各种可能消息转换成原始电信号。根据作息源输出的信号不同分为：模拟信源和娄字信源。发送设备：是基本功能是完成信息源与信道之间的匹配。信道：是信号传输媒介的总称。按传输媒介可分为：有线信道和无线信道。按传输信号分为：模拟信道和数字信道。通信的分类：按所传送的信号形式分为：模拟信道和数字信道。按传输媒质分为：有线信道和无线信道。按通信工作频段分为：超长通信，长波通信，中波通信，短波通信，超短波通信，微波通信，毫米波通信，光通信等。按通信业务分为：语音通信，传真，数据通信，无线寻呼，可视电话，电报等。按收信者是否在运动中完成通信分为：移动通信和固定通信。通信方式：1》按消息传送的方向与时间关系分：单工通信：是指消息在任意时刻只能单方向进行传输的一种通信方式。半双工通信：是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发的一种通信方式。全双工通信：是指通信双方可同时进行收发消息的一种通信方式。2》按数字信号码分：串行传输和并行传输。3》按通信网络分：专线方式：是指专门为两点之间设立传输线的通信，是最简单的一种通信方式，有时简称为点对点通信。通信网：是指多点间通信，包括分支方式和交换方式。传输技术：1》基带传输：是指信号没有经过调制而直接送到信道貌岸然上进行传输的一种方式。2》频带传输：是指信号在发端首先经调制后，再送到信道貌岸然中传输，收端则在进行相应的解调才能恢复原来的信号。信道：是信号从发送端送出之后，在到达接收端之前经过的所有路径。恒参信道：有线信道受环境的因素影响较小，其基本的传输参数相对稳定。随参或变参信道：依靠电磁波传播信号的无线信道受环境因素影响大，信道参数不稳定。信源编码与译码技术：信源编码：现代通信系统的重要标志是信源信号，传输系统，交换系统和信号处理等诸环实现数字化，而语音和图像等信源信号都是模拟的，它们在时间和幅度上都是连续取值变量，要实现数字化通信，首先就要将模拟信号转换为数字信号。现代通信的基本技术信源编码技术：1》语音压缩编码技术是为了把模拟信号转变数字信号以便在信道中传输。（3个主要技术指标：数码率，语音质量和编解码延时）和语音压缩编码技术（分为3类：波形编码，参量编码，混合编码）2》数据压缩编码技术：要把这些视频，音频等信号在有限的空间上存储和传输，必须采取数据压缩技术，是进行多媒体通信发展的关键性技术。信道编码：是为了保证通信系统的传输可靠性，克服信道中的噪声和干扰而专门设计的一类抗干扰技术和方法。信道编码的分类：（1）仅具有发现差错功能的检错编码（2）有自动纠正差错的纠错编码（3）既有检错又有纠错功能的信道编码几种典型的信道编码：（1）线性分组码：是对每一个信息码组都按一定的规则加入一组监督码元。（2）循环码：循环码的特性是有助于按照要求的纠错能力系统地构造这类码，并且简化译码算法，还有易于实现的特点，很容易用带反馈的移位寄存器实现其硬件；循环码的译码用于纠错目的循环码译码原理，用于检错目的，然后用ARQ方式的循环码的原理。（3） 卷积码：连续编码，与分组编码不同，即它的编码器产生的N个码元不仅与本组的K个码元有关，而且与以前M（M）L）个信息有关。（4） 交织码：是一种简单，直观而有效的纠正突发错误的方法。优点是：在不增加新的监督码元的条件下，提高了抗突发错误的能力。（5） TURBO码：是一类新的纠错的编码方法，在于它能够在香农理论极限的情况下可靠地通信。优点：它在高误码率下的可靠性能。缺点：它的算法有一定的复杂度并有译码延时。（6）网格编码调制：15.抗干扰技术：由于无线信道存在着各种各样的噪声与干扰，严重地影响了通信质量，甚至无法进行通信，因此必须采取一些抗干扰和措施来解决干扰问题。主要包括：（1）利用信道编码进行检错和纠错是降低通信传输的差错率，保证通信质量和可靠性的手段。（2）为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广泛采用分集接收技术，自适应均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展能力的调制技术。（3）为提高通信系统的综合抗干扰能力而采用扩频技术。分集接收技术的定义与内容：是指“接收端消息的恢复是在多重接收的基础上，并利用接收到的多个信号的适当或选择，来缩短信号电平陡降到不能利用的那部分时间，从而达到提高通信质量和可能率”的技术。包括的内容：（1）信号的分散传输；（2）信号合并；分集接收方式的分集方式与合并方式的分类：1》分集方式分：空间分集；频率分集；时间分集。2》合并方式分：选择式合并；等增益合并；最大比值合并。自适应均衡技术：是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性，用来抵消信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。两条基本路径：一是：频域均衡；二是：时域均衡。现代通信网的体系结构：是由节点和链路有机结合，实现各种通信功能的复杂通信网络体系。在实际中运营着多种类型的网络，结构各有差异，可以采用分层的概念来描述。物理层：提供了信息源与收信者之间的通道。包括3个部分：（1）发送设备的基本功能是接收由信息源产生的，承载着信息的信号，并且将其变成适合信道中传输的形式。（2）信道提供传送由发送设备产生的信号并将它传送给接收设备的物理手段。（3）接收设备对接收信号处理，以便产生信息的原始信号的估计。数据链路层：是最高等级就是多址策略。它描述了不同用户间分享物理资源的一般方法。共享频谱的四种多址策略：（1）FDMA是频分多址是指暂时地为特定用户分配特定频道来共享频谱。（2）TDMA是时分多址是指暂时地为特定用户分配特定时间间隔来接入可用频谱。（3）CDMA是码分多址是一种扩频调制方式。（4）SDMA是空分多址是指利用用户终端的空间分布来共享频交换技术：交换是通信网的一个基本概念，也称转接，它称担着将各用户点来的信息转接到其他用户点去的任务。用户的网络拓扑结构分为:有交换拓扑结构和无交换的拓扑结构。交换方式分为：（1）电路交换：是通过网络节点在两个通信站点之间建立一条专用的通信线路。特点：实时传输性能较好，但线路利用率不太高。（2）信息交换；信息交换可分为：（1）报文交换：在两个站点间建立专用的通信线路，用户把要传输的数据分割成一定大小的报文，以报文为单位进行传输。特点：1》线路利用率高；2》可同时向多个目的站点发送同一报文，这在线路交换中难以实现；3》能在网上实现报文的差错控制和纠错处理；4》报文交换可以进行传输速率和代码格式的转换，使传输速率和代码格式不同的两个站点可以相互连接；5》由于采用存储转发方式使通信的延时较大，实时生较差，不宜用于实时通信和交互通信，不能用来传输声音信号，也不适用于交互式的终端与主机连接。（2）分组交换:是目前计算机通信网中使用最广泛的一种交换技术。分组交换包括：1》数据报：把每一个单独处理的分组称为；2》虚电路：是在送出一个分组之前要建立一个逻辑连接，虚电路的两种类型：永久虚电路和交换虚电路。数据报的优点：一是因为它避免了呼叫建立阶段，数据报传送会较快些。二是由于它更为简单，故更灵活。三是在使用虚电路时，如果一个点失效，通过该点的所有虚电路也失效。现代通信技术的主要标志是：通信技术和计算机技术，数字信号处理技术的融合。现代通信技术的发展趋势主要表现在以下：（1）通信技术数字化；（2）通信业务综合化；（3）通信网络融合化；（4）通信网络宽带化；（5）网络管理智能化；（6）通信服务个人化；（7）通信网络标准化。通信的主要性能指标：有效性；可靠性；适应性；标准性；保密性；经济性；维护性；码元传输速率与信息传输速率：码元传输速率被定义为单位时间内传送码元的数目。信息传输速率是被定义为单位时间内传送的信息量。关系：在二进制下，码元传输速率与信息传输速率在数值上相等。误码率与识信率：误码率是指错误接收的码元数在传送总码元数中所占的比例。误信率：是指错误接收的信息在传送信息总量中所占的比例。短波通信：是指利用频率为3MHz—30MHz（波长为100m—1m）的电磁波进行的无线通信。短波通信也称为高频（HF）无线电通信。短波的特点：1、短波通信是依靠电离层反射进行通信的，因此短波通信不需要建立中继站和短波电台能够以较小的功率实现远距离通信。2、短波通信设备体积小，容易隐蔽，改变工作频率以躲避敌人的干扰和窃听，破坏后易修复。缺点：可供使用的频段窄，通信容量小；稳定性差；存在多种噪声和干扰。短波通信重新崛起的主要原因是：1、短波通信抗毁性强，适用于军事通信；2、机动灵活，能满足战争条件下的通信需要。3、新技术的采用，提高了通信的性能指标。超短波通信与短波通信比较的优点：1、频带宽，通信容量较大；2、视距以外的不同网络电台可用相同频率工作，互不干扰；3、可用方向性较强的天线，有利于抗干扰；4、受昼夜和季节变化的影响小，通信较稳定。短波及超短波的传播方式：1、地波传播方式，即沿着地球表面附近空间传播的电磁波2、空间波传播方式，即在空间范围内沿直线方向传播的电波。3、天波传播方式，它不仅可以远距离传播，而且不受地形的限制。多经传播：电波通过多条路经传播到达接收端的现象。它所建立的通信线路称为多径信道。多径传播对通信系统的影响：1、多径延时2、衰落短波通信较常用的的调制方式有：调幅、单边带、频率调制等。超短波通信较常用的调制方式有：频率调制、相位调制等，短波与超短波常用的数字调制方式有：幅度键控、频率键控、相位键控等。单边带信号产生的方法：滤波法；相位补偿法；合成法调频波解调的方法：波形变换法；锁相环解调及调频负反馈解调；脉冲计数法；正交鉴频，符合门解调器。时频调制概念：它是一种组合解调方式，是指在一个或一组二进制符号的持续时间内，用若干个窄的高频脉冲的组合来传送原二进制数据流。每一个高频脉冲在不同的时隙内具有不同频率的信号形式。在短波数据传输系统中抗多径和抗衰落的主要措施：1、抗衰落性能良好的数字调制技术；2、分集接受技术；3、差错控制技术。高频自适应通信概念：广义上讲，它是指高频通信系统具有适应通信条件变化能力。通信条件包括：传播条件、大气噪声、人为干扰、被传输信息的形势等。频率自适应的分类：1、根据频率自适应的功能分类：（1）通信和探测分离的独立探测系统；（2）通信和探测合用的高频自适应通信系统。2、根据采用的RTCE技术的形式分类：（1）采用“脉冲探测RTCE”的高频自适应；（2）采用“CHIRP探测RTCE”的高频自适应；（3）采用“导频探测RTCE”的高频自适应；（4）采用“错误计数RTCE”的高频自适应；（5）采用“和传输信息共新到同时进行RTCE”的高频自适应。实时信道估值的定义（RTCE）：它是描述“实时测量一组信道的参数并利用得到的参数制定量描述这组信道的状态的传输某种通信业务的能力”的过程。它的最终目的是实时描述在一组信道上传送某种通信业务的能力。高频自适应电台的主要功能：1、自动信道扫描功能；2、选择性呼叫功能。3、线路质量分析LQA功能；4、自动线路建立ALE功能；5、其他功能：迟到入网和第三方加入功能，呼叫不明身份电台功能，地址自动加入功能，系统自检功能等。自适应电台的组网要求：1、电台要有地址编程能力；2、工作频率和工作种类是支持自适应电台探测和呼叫的前提条件；3、要有统一的协议。移动通信技术:是指通信双方至少有一方在运动状态中尽心信息传输和交换。移动通信不受时空的限制，其信息交流灵活，迅速可靠。移动通信的特点：1，电波传播环境恶劣。2存在多普勒频移，3工作再严重的干扰和噪声环境中4频谱资源紧缺，5移动通信忘技术复杂，6对移动台要求苛刻。移动通信网的组成：移动台，基站子系统和网络子系统3个部分组成。移动通信台是移动通信系统的拥护设备，由车载式，手持式和便携式3中形式。移动台包括移动台物理设备和智能部分。基站子系统由基站控制器和基站收发信息台两部分功能实体组成。移动通信发展历程：1从20世纪20年代到40年代早期开拓阶段。专用系统开发和工作频想晶体管过度，使移动台体积，耗电减小。3从60年代中期到70年代中期。特点：采用大区制中校容量，使用450MHZ频段，自动选取频道并能自动接续到功用电话网。4，从70年代中期到80代中期。蜂窝移动通信系统成为实用系统。5从80年代中期开始，特点数字移动通信的开发和广泛实用。蜂窝通信:是一种新型的通信体制，涉及的技术是多方面的，其中关键技术由持续技术，多址技术和传输技术等。构成单元无线区群的基本条件：1区群之间彼此邻接且无空隙无重叠的覆盖整个面积。2,相邻单元中，同信道小区之间距离保持相等，且为最大。位置管理的2个任务：1是位置登记和呼叫传递。信道切换可分为2类：越区切换和漫游切换。越区切换:当正在通话的移动台从一个小区进入相邻的小区时，MSC控制使一个信道上的通话切换到另一个信道上以维持通话的持续性，这一过程称为。漫游的含义：是移动台离开本辖区范围，移动到其他辖区时，其他用户仍能用它原来的局号和电话号码呼叫该用户，该用户在新辖区也能呼叫和通话。空分多址（SDMA）：是利用不同的用户空间特征区分用户，从而实现多址通信的方式。空间单元一一小区群，原则：首先要做到各小区群的衔接密合，无间隙，无重叠。其次要做到使用频率完全对称，即两群间使用同一频率组的小区之间距离相等。空分单元划分原则：首先，空分单元的划分受总的频谱限制。其次，若频率组少，与“再用”频率的小区间隔近，同频率信道干扰也大。第三，系统能承受的干扰与通信体制有关。频分多址：是以频率来区分信道的。特点：1每路一个载频。2连续传输。3FSMA蜂窝移动通信系统时频道受限合干扰受限的系统。4FSMA系统需要周密的频率计划，频率分配工作复杂。5频率利用率低，系统容量小。码分多址（CDMA）:是基于码型分割信道。特征是代表隔信息源信息的发射信号在结构上各不相同，并且其他地址码互相间具有正交性，以区别地址。要实现码分多址必须具备以下3各条件：1，要有数量做够多，相关性足够号的地址码，使系统能通过不同的地址码建立足够多的信道。2,必须用地址码对发射信号进行扩频调制，并使发送的已调波频谱极大的毡宽，功率谱密度降低。3在码分多址系统的接收端，必须具有与发丛端完全一致的本地地址码。直扩码分多址移动通信系统具有以下特点：1具有抗干扰合抗多径衰落的能力。2系统容量大。3可与窄带系统共存。4软切换功能。5软容量合小区呼吸功能。6保密性好，社别简单，电池使用寿命长。7存在多址干扰和远近效应。移动通信对数字语音编码的要求：1数码率较低。2较好的抗误码能力。3在一定编码速率下音质应尽可能提高。4编解码时延应较短。5算法不能太复杂。数字调制技术的目的：把要传输信号变换成适合于在信道上传输的信号。特点；1带宽有限。2干扰和噪声影响大。3存在多径衰落。要求：1有好的射频功率谱特性，对邻道干扰小。2有高的频率利用率。3误码性能好。4能接受差分检测，易于解调。5功率效率高。63空间分集的依据:在于块衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位置上接受同一信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收到的信号的衰落是不相关的。频率分集:由于频率间隔大雨相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为时不相关的因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息，以实现频率分集。时间分集边式在不同时隙发射相同的信息，在接收端产生两个非相关的衰落信号，重发信号的间隔时间要大雨信到的相关时间。GSM系统包括:移动台（MS）基站子系统（BBS），网络子系统（NSS）和操作系统（OSS）