信号传输专业方向的学习总结报告

PAGE1信号传输专业方向的学习总结报告摘要：通信技术日新月异，传输媒介有电缆、光缆、卫星、无线微波等；交换技术从电路交换、分组交换、ATM交换到具有Qos保障的交换技术等；通信方式由人工、半自动朝向全自动和智能化发展。在全球信息化的趋势下，Internet作为信息化的产物和代名词，已逐渐深人人们的生活，并得到迅速发展。三网合一使得计算机、通信和广播电视这3个独立的技术领域相互融合，促使通信领域朝向信息领域融合与发展。关键词：信息时代、通信技术、数字化引言人类正以惊人的速度走出工业文明，步入信息时代。信息时代的来临不仅改变着人们的生产方式和生活方式，而且改变着人们的思维方式和学习方式。生活在二十一世纪的我们可以毫不犹豫的说：信息技术改变着我们的生活。信息技术对社会发展有着深刻的影响，它不仅大大提高了社会生产力的发展速度，而且对社会总体结构和生活方式有全方位的影响，引发了史无前例的革命，使我们视野变得更加开阔，沟通更加便捷，人类进入知识经济和信息化社会的步伐也因此而加快了。1重要地位、发展现状信息技术可视为“四基元”即感测技术、通信技术、智能技术、控制技术组成，信息技术组成框图如图其中国，通信技术50年代以来发展尤为迅速。如50年代出现了同轴电缆和微波系统，使通信的容量大幅度增加，成本大幅度下降，促进了长途通信的发展。60年代使用了海底电缆和卫星通信，使国际通信得到迅速发展。70年代以来，大规模集成电路、光纤通信系统得到应用，数字通信进入全盛时期，包括语言、文本、数据、图像等信息，传输的综合业务数字网崛起，标志世界开始进入“信息时代”。通信技术日新月异，传输媒介有电缆、光缆、卫星、无线微波等；交换技术从电路交换、分组交换、ATM交换到具有Qos保障的交换技术等；通信方式由人工、半自动朝向全自动和智能化发展。在全球信息化的趋势下，Internet作为信息化的产物和代名词，已逐渐深人人们的生活，并得到迅速发展。三网合一使得计算机、通信和广播电视这3个独立的技术领域相互融合，促使通信领域朝向信息领域融合与发展。2应用领域通信在日常生活中应用已经非常普遍，“在家里工作”一直是很多行业职工的梦想，现在已经成为现实，在家里通过通信网络与公司或企业工厂直接联系；通过计算机终端的操作进行远程办工，处理各种公文。同时，通信在关乎国计民生的经济领域也有着举足轻重的作用，在信息时代通过通信网络实现的商品购物或商品交易，称为电子购物又称之为电子商务。现如今，电子商务的发展速度之快让人为之震惊。当今信息时代，通信在军事的作用某种意义上讲起到了非常重要的作用，甚至可以说是起到了关键性的作用，也可以说没有通信技术的应用就不可能有现代的战争，有的称之为信息战争、数字战争。3基本结构1信源：是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号(基带信号)。电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。前者属于模拟信源，输出的是模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。2发送设备：是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号(如已调信号）。3信道信源：是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可以是大气（自由空间），在有线信道中，信道可以是明线、电缆、波导或光纤。4噪声源：是通信系统中各种设备以及信道中噪声与干扰的集中表现。5接收设备：是完成发送设备的反变换，它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来。6信宿：是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。4相关基本问题：1)信源编码与译码信源编码的作用之一是将模拟信号转换成数字信号，即模/数转换。第6章中将讨论模拟信号数字化传输的两种方式：脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)。二是设法减少码元数目和降低码元速率，即数据压缩。码元速率将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的有效性。信源译码是信源编码的逆过程。2）信道编码与译码数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码，从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能力，实现可靠通信。3）加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密。在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息，叫解密。4）数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号。基本的数字调制方式有振幅键控ASK、频移键控FSK、绝对相移键控PSK、相对（差分）相移键控DPSK。对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。对高斯噪声下的信号检测，一般用相关器接收机或匹配滤波器实现。5）同步与数字复接同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的不可缺少的前提条件。同步是使收、发两端的信号在时间上保持步调一致。按照同步的功用不同，可分为载波同步、位同步、群同步和网同步。5基本方法1．现代通信的基本特征——数字化 要实现信息化，数字技术是关键。综观我们已经使用的信息产品，如数字光盘、数字家电、数字影碟机、数字声响设备；通信技术与装备，如数字交换机、数字传输设备……以及更广泛的信息技术，如数字通信、数字光纤通信、数字卫星通信、数字移动通信、综合业务数字网、数字电视系统等无不在这些通信技术前加上“数字”二字。因此可以说，现代通信姓“数”，显而易见，现代通信的基本特征即为数字化，即在通信中采用了数字技术。 简单地讲，“数字技术”就是数字信号的采掘、加工、处理、运算、传递、交流、存储等所采用的技术的总称。这里谈到的数字信号，在通信原理中定义为，在时间上，瞬时幅值均离散，编为“1”和“0”。数字信号脉冲波形下图所示数字信号及数字通信有许多独特的优点： 1)数字信号便于存储、处理（加密等）。 2)数字信号便于交换和传输。 3)数字信号便于组成多路通信（系统）。 4)便于组成数字网。 5)数字化技术便于通信设备小型化、微型化。 6)数字通信抗干扰性强，噪声不积累。 如下图所示。在数字通信中，传输的是数字脉冲信号，这些信号在传输过程中，也同样会有能量损失，受到噪声干扰，当信噪比还未恶化到一定程度时，可在适当距离或信号终端经过再生的方法，使之恢复为原来的脉冲信号波形，如图1.16（b）所示。消除了干扰和噪声积累，就可实现长距离高质量的通信。2．现代通信技术的基础——微电子技术 一片芯片上集成上百亿个元件，并正在向极限挑战。将来会把整个通信设备集成在一块芯片上，这为通信设备和计算机微型化奠定了基础。3．现代通信技术的核心——计算机技术 通信与计算机融为一体，这使通信技术得到了飞跃发展，我们把数字通信与计算机技术的融合称为现代通信。4.光纤通信基础——光子技术 20世纪70年代，美国首先制成了实用的玻璃光导纤维—光纤，使光纤通信成为现实。5．卫星通信基础——空间技术 通信卫星送到各种轨道的技术已经成熟，三颗同步卫星的通信范围即可覆盖全球。6代表性研究领域：1.

电缆通信与架空明线相比同轴电缆抗干扰能力强，容量大，（能传送数千乃致万路载波），是长途干线的主要通信手段。同轴电缆有逐渐被光纤电缆取代的趋势。典型的同轴电缆由一根内导体铜质芯线外加绝缘层、密集网状编织导电金属屏蔽层以及外包装保护塑橡材料组成。2.光纤通信光纤通信70年代开始发展，工作频率：105~107GHZ。容量大，成本低，不受电磁干扰。每路光纤通话路数可达百万路，且由于其低损耗性，中继距离将超过100公里。发展方向是长波长光纤通信，大容量数字传输技术和相干光通信。只要射到光纤表面的光线的入射角大于某一临界角度，就可以产生全反射，并且可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，这种光纤就称为多模光纤。3.

微波中继通信在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，特别是通信距离很远，敷设电缆或光纤既昂贵又费时，若利用无线电波等无线传输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信。无线电数字微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为300MHz～300GHz。微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。微波在空间主要是直线传播，并且能穿透电离层进入宇宙空间，它不像短波那样经电离层反射传播到地面上其他很远的地方，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有50km左右，长途通信时必须建立多个中继站，中继站把前一站发来的信号经过放大后再发往下一站，类似于“接力”，如果中继站采用100m高的天线塔，则接力距离可增大到100km。其发展方向是数字微波及采用多电平调制技术。4.卫星通信短波通信容量小，不稳定，微波中继通信不能越洋，海底电缆费用太高。如在远离地球三万六千公里的赤道上空的同步卫星上设置一个“微波中继站”，则通信距离可长达18000公里，范围覆盖地球表面的三分之一以上。在地球赤道上空均匀地分布三颗卫星，基本上可实现全球范围的通信。卫星通信最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。卫星通信的缺点是：传播时延较长。其发展方向也是数字调制、时分多路及向更高频段发展。地面系统的发展趋势是小型化。5.红外线和激光通信红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。6.移动通信公用移动通信（移动电话、无线寻呼）和专用移动通信（导航、卫星定位等）近几年发展迅速。移动通信发展方向是数字化、微型化和标准化。人类对新技术的追求是无止境的，对新的通信系统和通信技术的研究仍在不断进行，新的通信系统和通信技术也将会不断服务于人类。7结论信息时代的来临不仅改变着人们的生产方式和生活方式，而且改变着人们的思维方式和学习方式通信