第1章1.3 通信技术入门.ppt

1、1.3 通信技术入门,1.3.1 通信的基本原理 1.3.2 模拟通信与数字通信 1.3.3 光纤通信和无线通信 1.3.4 移动通信,1.3.1 通信的基本原理,（1） 通信系统的基本模型 （2） 调制与解调 （3） 多路复用技术,什么是通信(communication)？,广而言之，通信就是信息的(远距离)传递与交流 现代通信使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮件、BBS、QQ等,通信系统的模型,通信的三要素：,举例:,信道的任务是迅速、可靠而准确地将信号从信源传输到信宿,被传输的信息都必须以某种电(或光)信号的形式才能

2、进行传输,发送信息的设备,接收信息的设备,模拟信号与数字信号,通信系统中被传输的信息必须转换成某种电信号(或光信号) 才能进行传输,电信号(或光信号) 有两种形式： 模拟信号形式: 通过连续变化的物理量（如信号的幅度）来表示信息，例如人们打电话或者播音员播音时声音经话筒(麦克风)转换得到的电信号； 数字信号形式: 使用有限个状态(一般是2个状态)来表示（编码）信息，例如电报机、传真机和计算机发出的信号都是数字信号,1.3.2 典型通信技术介绍,数字通信采用的技术,数字调制/解调技术 调幅；调频；调相 多路复用技术 时分多路；频分多路；波分多路 交换技术 电路交换；分组交换 模-数和数-模转换技

3、术； 数字编码和数据压缩技术,模拟信号如何传输？,近距离传输： 直接传输 (如：MP3播放器 耳机 ；计算机输出信号 投影仪) 远距离传输： 通过载波来传输模拟信号(如：广播电台收音机) 什么是载波？ 研究发现，高频振荡的正弦波信号在长距离通信中能够比其他信号传送得更远。因此若把高频振荡的正弦波信号作为携带信息的载波，把模拟信号放在(调制在)载波上传输，则可比直接传输远得多,模拟信号如何进行载波传输？ 三种调制方法,实现信号调制与解调的设备分别称为“调制器”和“解调器”：,数字信号如何传输？,近距离传输方法基带传输 近距离传输时：不加处理直接进行（如：USB连接） 较长距离传输：需作码型转换（

4、如：以太网中传输数字信号）,远距离传输方法通过载波来传输数字信号(频带传输),数字信号的三种调制方法,小结: 远距离通信必须使用MODEM,通信一般是双向进行的，收发双方都需要调制器与解调器，它们通常做在一起，称为调制解调器(MODEM),信源信号通过调制器 调整载波的某个参数(幅度、频率或相位),到达目的地后，使用解调器把载波所携带的信号检测出来，恢复为原始信号的形式,经过调制后的载波信号，携带着被传输的信号在信道中进行长距离传输,怎样实现低成本传输？,采用的技术多路复用技术(Multiplexing) 多路信号使用同一条传输线同时进行传输 方法： 频分多路复用（FDM） 时分多路复用（TD

5、M） 波分多路复用（WDM）,时分多路复用(Time Division Multiplexing, TDM),思想：各通信终端（计算机、电话）以规定的顺序和时间轮流使用同一传输线路进行数据传输 工作原理：,频分多路复用(Frequency Division Multiplexing, FDM),思想：将每个通信终端发送的信号调制在不同频率的载波上，通过频分多路复用器(MUX)将它们复合成为一个信号，然后在同一传输线路上进行传输。抵达接收端之后，借助分路器(DEMUX)把不同频率的载波分离出来，送到不同的接收设备 工作原理：,将不同频率的载波信号合成在一起,使用一组滤波器分解出不同频率的载波信号

6、,交换技术,电路交换 “临时建立 用完断开” 优点：简单，建立一次传输大量 缺点：线路利用率低，成本高 分组交换 “分组交换 存储转发” 优点：建立优先级，利用率高 缺点：延时长，不适合实时,1.3.3 常见通信系统介绍,（1） 有线载波通信（略，以后讲） （2） 光纤通信 （3） 无线通信,无线通信,原理：模拟信号或数字信号使用电磁波调制后进行传输,微波通信,微波：300MHz300GHz范围内的电磁波，波长为1 m1mm,特点： 直线传播，不能沿地球表面传播（无绕射性），需要每隔几十公里设立一个中继站 容量大、可靠性高 建设费用低 抗灾能力强 应用：长途电话、蜂窝移动电话、全数字高清晰度电

7、视（HDTV）等,卫星通信,卫星通信: 中继站在人造地球卫星上的一种微波通信 优点：通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定 缺点：造价高、技术复杂、有较大延时、同步轨道卫星数目仅180颗,赤道上方高度为35800公里的地方为地球同步轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的周期相同，在地面上看这种卫星好似静止不动。一颗同步轨道卫星覆盖约120， 3颗同步定点轨道卫星可以覆盖地球的几乎全部面积，进行二十四小时的全天候通信,1.3.4 移动通信,（1） 什么是移动通信 （2） 移动通信原理 （3） 第2代和第3代移动通信,什么是移动通信？,处于移动状态的对象相互间的通信，如手机、无绳电话、寻呼系

8、统等 优点：克服通信终端位置对用户的限制，快速和及时地传递信息,基站,移动台 （手机）,移动电话交换中心,公用电话网,蜂窝移动通信原理,每10km20km的区域称为单元（形似蜂窝），单元的中央建有一个基站，该单元内所有手机都向该基站发送信号并接收基站发给的信号 所有单元既相互分割，又彼此有所交叠，连成整个移动通信服务网 所有基站都通过微波或电缆、光缆与移动交换中心通信 手机每个时刻都处于某个特定单元的基站控制之下，通话时使用两个频率（一个上行频率，一个下行频率），同一单元内同一时刻的不同手机使用不同的频率进行通信，相互不影响,每个蜂窝单元中有200多个信道(GSM)。 相邻单元不允许使用相同的

9、频率，不相邻单元的频率允许重用,第二代移动通信系统,传输的是数字化的语音/文字信号 使用频段：900MHz/1800MHz 我国使用的2种标准： GSM（欧洲移动通信系统，也称全球通、全数字系统) 中国电信的GSM网已基本实现县以上城市的覆盖, 接入号有139130，156 158 189 187 采用频分多路复用技术(分为124个上下行信道)和时分多路复用(每个信道8个连接)，每个蜂窝理论上支持992个连接，实际上可有200多个 CDMA (码分多址接入，Code Division Multiple Access) 所有手机都占用相同带宽和频率，在整个频段上进行信号传输,但它们分别采用不同的

10、编码原理加以区分，即CDMA给每一手机分配一个唯一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码 抗干扰能力强，系统容量大，接通率高，噪声小，,第三代数字移动通信系统,第2代移动通信的不足： （1）数据传输速率过低（9.6kb/s或57kb/s） （2）容量有限，不能满足发达地区手机用户高度密集的要求。 （3）不能实现覆盖全球的无缝连接 第3代移动通信技术（简称3G）的目标： （1）全球漫游 （2）适应多种环境，地面移动通信与卫星移动通信相结合 （3）提供高质量的话音通信、数据通信和高分辨率图像通信 （4）提供足够的系统容量，具有高保密性和优质的服务 技术： 频谱：1885 MHz 2025MHz，2110MHz2200MHz 传输速率：室内：2Mb/s，步行：384kb/s，快速移动：114kb/s 标准：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA(时分-同步码分多址接入),小结,什么是通信？ 使用电波或光波传递信息 对通信系统的要求：