實訓(xùn)課程設(shè)計,陳思君new

1、10通信工程系電 子 綜 合 實 訓(xùn) 課 程 設(shè) 計 報 告 書課程設(shè)計名稱學(xué) 生 姓 名陳思君年 級10級專 業(yè)計算機通信班 級10計通班指 導(dǎo) 教 師周春梅 景文芳考 核 成 績?nèi)掌冢?2011 年 6 月 25日一:什么是通信？通信，指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下無論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某方準確安全傳送到另方。二：什么是通信系統(tǒng)？通信系統(tǒng)（communication system ）用以完成信息傳輸過程的技術(shù)系統(tǒng)的總稱。現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機理來

2、實現(xiàn)，前者稱為無線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當(dāng)電磁波的波長達到光波范圍時，這樣的電信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，其他電磁波范圍的通信系統(tǒng)則稱為電磁通信系統(tǒng)，簡稱為電信系統(tǒng)。由于光的導(dǎo)引媒體采用特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。一般電磁波的導(dǎo)引媒體是導(dǎo)線，按其具體結(jié)構(gòu)可分為電纜通信系統(tǒng)和明線通信系統(tǒng)；無線電信系統(tǒng)按其電磁波的波長則有微波通信系統(tǒng)與短波通信系統(tǒng)之分。另一方面，按照通信業(yè)務(wù)的不同，通信系統(tǒng)又可分為電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、傳真通信系統(tǒng)和圖像通信系統(tǒng)等。由于人們對通信的容量要求越來越高，對通信的業(yè)務(wù)要求越來越多樣化，所以通信系統(tǒng)正迅速向著寬帶化方向發(fā)展，而光纖通信系

3、統(tǒng)將在通信網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。三：通信的歷程：1. 1895年意大利的馬可尼和俄國的波波夫幾乎同時發(fā)明了無線電，但馬可尼首先取得了國際專利 2. 1893年，尼科拉·特斯拉（Nikola Tesla）在美國密蘇里州圣路易斯首次公開展示了無線電通信。在為“費城富蘭克林學(xué)院”以及全國電燈協(xié)會做的報告中，他描述并演示了無線電通信的基本原理。他所制作的儀器包含電子管發(fā)明之前無線電系統(tǒng)的所有基本要素。3. 古列爾莫·馬可尼（Guglielmo Marconi）擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術(shù)的專利，英國專利12039號，“電脈沖及信號傳輸技術(shù)的改進以及所需設(shè)備”。4. 尼

4、科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無線電技術(shù)的專利。然而，美國專利局于1904年將其專利權(quán)撤銷，轉(zhuǎn)而授予馬可尼發(fā)明無線電的專利。這一舉動可能是受到馬可尼在美國的經(jīng)濟后盾人物，包括湯瑪斯·愛迪生，安德魯·卡耐基影響的結(jié)果。1909年，馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun）由于“發(fā)明無線電報的貢獻”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。5. 1943年，在特斯拉去世后不久，美國最高法院重新認定特斯拉的專利有效。這一決定承認他的發(fā)明在馬可尼的專利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出于經(jīng)濟原因。這樣二戰(zhàn)中的美國政府就可以避免付

5、給馬可尼公司專利使用費。6. 1898年，馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開辦了世界上首家無線電工廠，雇傭了大約50人。 四：通信的基本形式通信的基本形式：信源和信宿之間建立一個傳遞信息的通道。信源：消息的來源，消息的產(chǎn)生者消息：通訊系統(tǒng)要傳輸?shù)膶ο蟆?信 源發(fā)送設(shè)備信 道接收設(shè)備信 宿通信的分類： 有線通信無線通信有線通信的介質(zhì)：電纜 、光纜。無線通信的介質(zhì)： 電磁波在自由空間的傳播。按傳輸方向分類 ： 雙向 、 單向 、雙工 、半雙工。按信號分類 ： 模擬通信 、 數(shù)字通信。實驗室模擬信息傳輸原理：微波上變頻器中頻調(diào)制器攝像頭微波帶通濾波器微波功率放大器微波低噪聲放大器接收天線發(fā)射天線微

6、波帶通濾波器四：信息的定義？定義：以適合于通信、存儲或處理的形式來表示的知識或消息。六：通信系統(tǒng)按信號分類： 在實際的通信中，由于通信業(yè)務(wù)的多樣性，消息的來源也是多種多樣的，但基本可以分為兩大類：連續(xù)的和離散的。連續(xù)的消息如話音，聲波振動的幅度是隨時間連續(xù)變化的。若把它轉(zhuǎn)換為隨時間連續(xù)變化的電壓信號，信號幅度是時間連續(xù)函數(shù)。這樣的信號稱作模擬信號；而離散消息，如打字機產(chǎn)生的消息，輸出的消息符號個數(shù)是有限的。如信號的參數(shù)與離散消息對應(yīng)而離散取值，這就是數(shù)字信號。 所以根據(jù)信號方式的不同，通信可分為模擬通信和數(shù)字通信。模擬通信什么是模擬通信呢？比如在電話通信中，用戶線上傳送的電信號是隨著用戶聲音大

7、小的變化而變化的。這個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的，這種信號稱為模擬信號。在用戶線上傳輸模擬信號的通信方式稱為“模擬通信”。 數(shù)字通信數(shù)字信號與模擬信號不同，它是一種離散的、脈沖有無的組合形式，是負載數(shù)字信息的信號。電報信號就屬于數(shù)字信號?，F(xiàn)在最常見的數(shù)字信號是幅度取值只有兩種(用0和1代表)的波形，稱為“二進制信號”?！皵?shù)字通信”是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號對載波進行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?模擬通信在歷史上曾經(jīng)占有過主導(dǎo)地位。但近20年來，隨著超大規(guī)模集成電路工藝的成熟以及計算機和數(shù)字信號處理技術(shù)的充分發(fā)展，數(shù)字通信發(fā)展迅速，大多數(shù)的模擬通信系統(tǒng)已

8、被數(shù)字通信系統(tǒng)所取代。盡管在未來的一段時間內(nèi)數(shù)字通信系統(tǒng)還不能完全取代模擬通信系統(tǒng)那個，但通信朝著數(shù)字化方向發(fā)展是不會改變的，這是有數(shù)字通信和模擬通信自身的特點所決定的。五：通信的分類通信系統(tǒng)分為有線通信和無線通信1. 有線通信的介質(zhì)？依靠電纜，光纖。有線通信的優(yōu)缺點：有線通信是指有線電信，即利用金屬導(dǎo)線、光纖等有形媒質(zhì)傳送信息的方式.無線通信是指僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。優(yōu)點是價格便宜，穩(wěn)定，適用的范圍廣，缺點是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣嚷?，通信容量小。無線通信特點：1、 通信容量大 從理論上講，一根僅有頭發(fā)絲粗細的光纖可以同時傳輸1000 億個話路。雖然目前遠遠未達到如此高的傳輸容量，但

9、用一根光纖同時傳輸24 萬個話路的試驗已經(jīng)取得成功，它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。一根光纖的傳輸容量如此巨大，而一根光纜中可以包括幾十根甚至上千根光纖，如果再加上波分復(fù)用技術(shù)把一根光纖當(dāng)作幾根、幾十根光纖使用，其通信容量之大就更加驚人了。 2、中繼距離長 由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)（目前商用化石英光纖已達0.19dB/km 以下），若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，可使其中繼距離達數(shù)百公里以上。這是傳統(tǒng)的電纜（1.5km）、微波（50km）等根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二級干線通信。據(jù)報導(dǎo)，用一根光纖同時傳輸24 萬個話路、100 公里無中繼的

10、試驗已經(jīng)取得成功。此外，已在進行的光孤子通信試驗，已達到傳輸120 萬個話路、6000 公里無中繼的水平。因此，在不久的將來實現(xiàn)全球無中繼的光纖通信是完全可能的。 3、保密性能好 光波在光纖中傳輸時只在其芯區(qū)進行，基本上沒有光“泄露”出去，因此其保密性能極好。 4、適應(yīng)能力強 適應(yīng)能力強是指，不怕外界強電磁場的干擾、耐腐蝕，可撓性強（彎曲半徑大于25 厘米時其性能不受影響）等。 5、體積小、重量輕、便于施工維護 光纜的敷設(shè)方式方便靈活，既可以直埋、管道敷設(shè)，又可以水底和架空。 6、原材料來源豐富，潛在價格低廉 制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不

11、竭的。因此其潛在價格是十分低廉的。無線電頻率劃分表：因此我著重介紹無線通信，這也是將來發(fā)張的趨勢。無線電的應(yīng)用范圍：現(xiàn)在無線電用的范圍就很廣了 主要還是進行數(shù)據(jù)的傳輸無線電未來會沿著以下幾個方面發(fā)展：成果。預(yù)計未來這方面將會有大量的需求。1 基本理論和相關(guān)應(yīng)用的研究，為大規(guī)模應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。比較重要的包括：認知無線電的信息論基礎(chǔ)和認知無線電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，例如：頻譜資源的管理、跨層聯(lián)合優(yōu)化等等。 2 試驗驗證系統(tǒng)開發(fā)、目前，已經(jīng)有多個試驗驗證系統(tǒng)正在開發(fā)中，這些系統(tǒng)的開發(fā)成功，將為驗證認知無線電的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)提供測試床，推動其大規(guī)模應(yīng)用。 與現(xiàn)有系統(tǒng)的融合。雖然目前認為認知無線電的應(yīng)用

12、應(yīng)該不要求授權(quán)用戶作任何改變，但如果授權(quán)用戶和認知無線電用戶協(xié)同工作，將會便于實現(xiàn)并提高效率。目前，已經(jīng)有一些研究工作在考慮將認知無線電集成到現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的方法，并取得了一些初步無線電的用途無線電的最早應(yīng)用于航海中，使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息?，F(xiàn)在，無線電有著多種應(yīng)用形式，包括無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，各種移動通信以及無線電廣播等。 以下是一些無線電技術(shù)的主要應(yīng)用: 通信 聲音* 聲音廣播的最早形式是航海無線電報。它采用開關(guān)控制連續(xù)波的發(fā)射與否，由此在接收機產(chǎn)生斷續(xù)的聲音信號，即摩爾斯電碼。 * 調(diào)幅廣播可以傳播音樂和聲音。調(diào)幅廣播采用幅度調(diào)制技術(shù)，即話筒處接受的音量越大則電臺發(fā)射的能量也越大。

13、 這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。 * 調(diào)頻廣播可以比調(diào)幅廣播更高的保真度傳播音樂和聲音。對頻率調(diào)制而言，話筒處接受的音量越大對應(yīng)發(fā)射信號的頻率越高。調(diào)頻廣播工作于甚高頻段（Very High Frequency，VHF）。頻段越高，其所擁有的頻率帶寬也越大，因而可以容納更多的電臺。同時，波長越短的無線電波的傳播也越接近于光波直線傳播的特性。 * 調(diào)頻廣播的邊帶可以用來傳播數(shù)字信號如，電臺標識、節(jié)目名稱簡介、網(wǎng)址、股市信息等。在有些國家，當(dāng)被移動至一個新的地區(qū)后，調(diào)頻收音機可以自動根據(jù)邊帶信息自動尋找原來的頻道。 * 航海和航空中使用的話音電臺應(yīng)用VHF調(diào)幅技術(shù)。這使得飛機和船舶

14、上可以使用輕型天線。 * 政府、消防、警察和商業(yè)使用的電臺通常在專用頻段上應(yīng)用窄帶調(diào)頻技術(shù)。這些應(yīng)用通常使用5KHz的帶寬。相對于調(diào)頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬，保真度上不得不作出犧牲。 * 民用或軍用高頻話音服務(wù)使用短波用于船舶，飛機或孤立地點間的通訊。大多數(shù)情況下，都使用單邊帶技術(shù)，這樣相對于調(diào)幅技術(shù)可以節(jié)省一半的頻帶，并更有效地利用發(fā)射功率。 * 陸地中繼無線電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門設(shè)計的數(shù)字集群電話系統(tǒng)。 收音機主要原理無線電廣播系統(tǒng)，包括收音和電視二套系統(tǒng)。它們對所要發(fā)射和無線傳輸?shù)男盘枴?1. 音頻信

15、號的頻率為0-20KHz。而這些頻率較低的信號是無法直接通過無線電方式發(fā)射和傳播。所以，必須通過宜于發(fā)射和遠距離傳播的頻率較高的射頻信號，幫助實現(xiàn)。這些高頻信號，稱為載頻信號或載波信號。2. 把音頻信號或視頻信號加裝到載頻信號上的方式主要有二種，調(diào)幅和調(diào)頻。 3. 用前種處理信號方式的廣播，稱為調(diào)幅廣播，收音機稱為調(diào)幅收音機。其無線電波的頻率范圍主要集中在二個頻段內(nèi)；中波段535KHz-1605KHz，短波段1.6MHz-26MHz。 4. 用后一種處理信號方式的廣播，稱為調(diào)頻廣播，收音機稱為調(diào)頻收音機。其無線電波的頻率范圍主要集中超短波段87MHz-108MHz。 5. 無線電視廣播系統(tǒng)中，

16、則二種處理信號的方式均用。伴音信號采用調(diào)頻方式，全電視信號采用調(diào)幅方式。 6.至于工作原理，主要也有二種，高放式和超外差式。 7. 高放式又稱直放式、再生來復(fù)式，為一種早期機型，性能較差。現(xiàn)在一般只用于教學(xué)、試驗或要求不高場合。8. 市場上銷售的收音機、電視機幾乎無一例外地全是性能優(yōu)良的超外差式接收機。對講機主要原理：1、發(fā)射部分：鎖相環(huán)和壓控振蕩器（VCO）產(chǎn)生發(fā)射的射頻載波信號，經(jīng)過緩沖放大，激勵放大、功放，產(chǎn)生額定的射頻功率，經(jīng)過天線低通濾波器，抑制諧波成分，然后通過天線發(fā)射出去。2、接收部分：接收部分為二次變頻超外差方式，從天線輸入的信號經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換電路和帶通濾波器后進行射頻放大，在經(jīng)

17、過帶通濾波器，進入一混頻，將來自射頻的放大信號與來自鎖相環(huán)頻率合成器電路的第一本振信號在第一混頻器處混頻并生成第一中頻信號。第一中頻信號通過晶體濾波器進一步消除鄰道的雜波信號。濾波后的第一中頻信號進入中頻處理芯片，與第二本振信號再次混頻生成第二中頻信號，第二中頻信號通過一個陶瓷濾波器濾除無用雜散信號后，被放大和鑒頻，產(chǎn)生音頻信號。音頻信號通過放大、帶通濾波器、去加重等電路，進入音量控制電路和功率放大器放大，驅(qū)動揚聲器，得到人們所需的信息。3、調(diào)制信號及調(diào)制電路：人的話音通過麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成音頻的電信號，音頻信號通過放大電路、預(yù)加重電路及帶通濾波器進入壓控振蕩器直接進行調(diào)制。4、信令處理：CPU產(chǎn)生

18、CTCSS/DTCSS信號經(jīng)過放大調(diào)整，進入壓控振蕩器進行調(diào)制。接收鑒頻后得到的低頻信號，一部分經(jīng)過放大和亞音頻的帶通濾波器進行濾波整形，進入CPU，與預(yù)設(shè)值進行比較，將其結(jié)果控制音頻功放和揚聲器的輸出。即如果與預(yù)置值相同，則打開揚聲器，若不同，則關(guān)閉揚聲器。電話* 蜂窩電話或移動電話是當(dāng)前最普遍應(yīng)用的無線通信方式。蜂窩電話覆蓋區(qū)通常分為多個小區(qū)。每個小區(qū)由一個基站發(fā)射機覆蓋。理論上，小區(qū)的形狀為蜂窩狀六邊形，這也是蜂窩電話名稱的來源。當(dāng)前廣泛使用的移動電話系統(tǒng)標準包括：GSM，CDMA和TDMA。運營商已經(jīng)開始提供下一代的3G移動通信服務(wù)，其主導(dǎo)標準為UMTS和CDMA2000。 * 衛(wèi)星電話存在兩種形式：INMARSAT 和 銥星系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)都提供全球覆蓋服務(wù)。 INMARSAT使用地球同步衛(wèi)星，需要定向的高增益天線。銥星則是低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，直接使用手機天線 電視* 通常的模擬電視信