現(xiàn)代通信技術(shù)引論

現(xiàn)代通信技術(shù)引論第一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

通信的一般概念通信的定義

①信息或其表示方式（表示媒體）的時(shí)/空轉(zhuǎn)移。②用任何方法，通過(guò)任何媒介，由一地向另一地傳遞消息。現(xiàn)代通信研究?jī)?nèi)容

如何將信息快速可靠地通過(guò)信道傳遞到接收者那里?，F(xiàn)代通信手段:電通信

用電信號(hào)攜帶所要傳遞的消息，經(jīng)各種電信道進(jìn)行傳輸。第二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的基本概念和模型

通信系統(tǒng)實(shí)例實(shí)際通信系統(tǒng)實(shí)例通信網(wǎng)實(shí)例一次電話通信過(guò)程實(shí)例第三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信的流程：為把用戶非電形式的消息傳送到遠(yuǎn)方，現(xiàn)代通信技術(shù)：用戶終端設(shè)備將信源的消息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后設(shè)法經(jīng)信道傳送到遠(yuǎn)方的接收端，接收端用戶終端設(shè)備再?gòu)乃邮招盘?hào)中還原出受信消息（信宿）必要的通信流程：

消息信號(hào)處理傳輸信號(hào)還原消息第四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三電通信的特點(diǎn)快速有效（信息量多）準(zhǔn)確（失真?。┛煽浚垢蓴_能力強(qiáng)）能傳送語(yǔ)言、圖像、數(shù)據(jù)，……等多種多樣的消息狹義電信：電報(bào)、電話……廣義電信：廣播、電視系統(tǒng)、雷達(dá)、電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)、光通信……第五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信發(fā)展歷史回顧歷史故事遠(yuǎn)古通信手段現(xiàn)代通信手段第六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三歷史故事原始的通信歷史故事：“烽火戲諸侯”馬拉松(Marathon)故事良夜頤宮奏管簧，無(wú)端烽火燭穹蒼?？蓱z列國(guó)奔馳苦，止博褒妃笑一場(chǎng)！第七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三遠(yuǎn)古通信手段擊鼓公元前684年，長(zhǎng)勺之戰(zhàn),曹劌：“夫戰(zhàn)，勇氣也！一鼓作氣，再而衰，三而竭?！狈榛鹋_(tái)信鴿旗語(yǔ)驛站航行用的信號(hào)燈等工具。第八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三人類歷史上最早的通信手段最早的遠(yuǎn)距離通信手段和現(xiàn)在一樣是“無(wú)線”的，如以火光傳遞信息的烽火臺(tái)，通常大家認(rèn)為這是最早傳遞消息的方式了。事實(shí)上不是，在我國(guó)和非洲古代，擊鼓傳信是最早最方便的辦法，非洲人用圓木特制的大鼓可傳聲至三四公里遠(yuǎn)，再通過(guò)“鼓聲接力”和專門的“擊鼓語(yǔ)言”，可在很短的時(shí)間內(nèi)把消息準(zhǔn)確地傳到50公里以外的另一個(gè)部落

第九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三遠(yuǎn)古通信手段－烽火臺(tái)圖1摩洛哥于國(guó)際電信聯(lián)盟成立100周年發(fā)行的紀(jì)念郵票圖2紀(jì)念1975年世界電信日的紀(jì)念郵票第十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三遠(yuǎn)古通信手段－驛站郵票上的驛站通信：1979年5月12日希臘發(fā)行的歐羅巴郵政專題首日封中國(guó)古代驛站第十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三遠(yuǎn)古通信方式的弊端不論是擊鼓、烽火、旗語(yǔ)（通過(guò)各色旗子的舞動(dòng)）還是……，要實(shí)現(xiàn)消息的遠(yuǎn)距離傳送，都需要中繼站的層層傳遞，消息才能到達(dá)目的地。但是，遠(yuǎn)距離傳遞消息的速度和距離都很不如人意，迫切的需要一種新的傳輸手段誰(shuí)能跑得又快又遠(yuǎn)呢？“電“第十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三遠(yuǎn)古通信：目視光通信方式：在較遠(yuǎn)的距離之間較及時(shí)地完成信息的傳遞?，F(xiàn)代通信：電信方式：電信：利用電信號(hào)攜帶信息進(jìn)行傳輸和交換的通信方式。通信（communication)作為電信（Telecomunication)是從19世紀(jì)30年代開始的。第十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信手段電報(bào)電話尋呼移動(dòng)電話有線廣播、無(wú)線廣播有線電視、無(wú)線電視因特網(wǎng)第十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧低級(jí)→高級(jí)簡(jiǎn)單→復(fù)雜數(shù)字→模擬→數(shù)字第十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧（1）理論發(fā)展1948年,香農(nóng)信息論（shannon），在理論上為數(shù)字通信準(zhǔn)備了條件“通信的基本問(wèn)題就是在一點(diǎn)重新準(zhǔn)確地或近似地再現(xiàn)另一點(diǎn)所選擇的消息”——《通信的數(shù)學(xué)理論》用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究通信系統(tǒng)，影響深遠(yuǎn)的信息論解決如何精確地傳送通信符號(hào)的基本技術(shù)問(wèn)題。1937年，脈沖編碼調(diào)制原理（PCM）1969年“分組交換”理論問(wèn)世（ARPAnet)第十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧（2）技術(shù)發(fā)展1838年莫爾斯發(fā)明有線電報(bào)，標(biāo)志著人類從此進(jìn)入了電通信時(shí)代

有線電報(bào)開創(chuàng)了人類信息交流的新紀(jì)元。大西洋郵輪上思想的火花1843年開始，三萬(wàn)美金，建成了華盛頓—巴爾的摩電報(bào)線路

莫爾斯拍發(fā)的第一份電報(bào)：

上帝創(chuàng)造了何等奇跡！(Whathathgodwrought)1899年，人們首次用莫爾斯電碼報(bào)道了英吉利海峽的一次海難。1909年，SOS第一次使用：的的的、嗒嗒嗒、的的的1912年4月15日，泰坦尼克號(hào)沉入海底，“SOS”此后被廣泛使用。

第十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

莫爾斯

莫爾斯發(fā)第一封電報(bào)的設(shè)備第十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三電報(bào)傳送的是符號(hào)。人類最希望傳遞的是聲音發(fā)送一份電報(bào)，得先將報(bào)文譯成電碼，再用電報(bào)機(jī)發(fā)送出去;在收?qǐng)?bào)一方，要經(jīng)過(guò)相反的過(guò)程，即將收到的電碼譯成報(bào)文，然后，送到收?qǐng)?bào)人的手里。這不僅手續(xù)麻煩，而且也不能進(jìn)行及時(shí)雙向信息交流。因此，人們開始探索一種能直接傳送人類聲音的通信方式，這就是現(xiàn)在無(wú)人不曉的“電話”。第十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧1876年貝爾發(fā)明電話（電磁感應(yīng)原理制作的送話器）貝爾（1847－1922）出生在蘇格蘭的愛(ài)丁堡1868年在倫敦工作1871年去波士頓工作1873年任波士頓大學(xué)聲音生理學(xué)教授1875年發(fā)明多路電報(bào)1876年發(fā)明電話第二十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展史的回顧

（貝爾與電話）第二十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧1895年

馬克尼(意大利)，波波夫（俄國(guó)）發(fā)明無(wú)線電報(bào)為人類通信技術(shù)開辟了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域馬可尼（1874—1937），意大利人。1894年在父親的莊園試驗(yàn)1895年去倫敦1897年建立無(wú)線電報(bào)公司1899年首次實(shí)現(xiàn)美法無(wú)線通信1939年建立世界性無(wú)線通信網(wǎng)曾獲諾貝爾獎(jiǎng)金曾參加法西斯黨第二十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧1906年二戰(zhàn)時(shí)期1948年雷達(dá)出現(xiàn)，微波通信系統(tǒng)開始迅速發(fā)展發(fā)明電子管，進(jìn)入了電子時(shí)代，開辟了模擬通信的新紀(jì)元發(fā)明晶體管，是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲第二十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧1950年1958年1958年1964年發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，太空通信時(shí)代到來(lái)仙童公司與TI公司間隔數(shù)月分別發(fā)明了集成電路時(shí)分多路通信應(yīng)用于電話

Intel摩爾提出摩爾定律：預(yù)測(cè)晶體管集成度將會(huì)每18個(gè)月增加1倍(揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度)

第二十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三現(xiàn)代通信發(fā)展歷史回顧1969年70~80年代80年代后因特網(wǎng)（Internet）的前身ARPAnet出現(xiàn)程控?cái)?shù)字交換機(jī)、光纖通信系統(tǒng)等迅速發(fā)展數(shù)字通信進(jìn)入全盛時(shí)期

第二十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三20世紀(jì)通信技術(shù)高速發(fā)展：雙絞線－同軸電纜－微波－光纖－衛(wèi)星長(zhǎng)波－中波－短波－超短波－微波－毫米波21世紀(jì)通信與信息融入生活改變生活不可缺少通信的發(fā)展方向：

綜合化、寬帶化、自動(dòng)化和智能化目標(biāo)：

全球通信網(wǎng)絡(luò)化通信服務(wù)個(gè)人化第二十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三我國(guó)通信的發(fā)展歷程1871年，電報(bào)通信進(jìn)入中國(guó)1887年，中國(guó)自主建設(shè)第一條海底電纜1881年，英國(guó)人在上海創(chuàng)設(shè)華洋德律風(fēng)公司1889年，彭名保自行設(shè)計(jì)制造出“爭(zhēng)氣電話”，取名“傳聲器”1889年,天津電報(bào)局試辦電話

天津：正宗“民族電話業(yè)”發(fā)源地1900年,八國(guó)聯(lián)軍入侵重創(chuàng)天津電話業(yè)1900年，南京電報(bào)局開辦市內(nèi)電話，只有16部電話1924年，中國(guó)境內(nèi)裝設(shè)第一部自動(dòng)電話交換機(jī)1936年，中國(guó)出現(xiàn)載波電話1949年，中國(guó)電話普及率僅0.05%,電話用戶只有26萬(wàn)

第二十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三我國(guó)通信的發(fā)展歷程1978年，全國(guó)電話容量359萬(wàn)門,用戶214萬(wàn),普及率0.43%1985年，程控交換機(jī)在上海批量組裝應(yīng)用1987年,廣州開通我國(guó)第一移動(dòng)電話局,首批用戶700名1989年，珠江三角洲開通移動(dòng)電話自動(dòng)漫游1993年，我國(guó)第一個(gè)數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)在浙江嘉興開通此后我國(guó)電話通信進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期2002年，中國(guó)聯(lián)通“新時(shí)空”CDMA網(wǎng)絡(luò)開通2002年，中國(guó)移動(dòng)GPRS投入商用，中國(guó)真正邁進(jìn)2.5G時(shí)代2003年,WAPI與WiFi的戰(zhàn)爭(zhēng)2009年1月7日，工信部為中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通發(fā)放3張3G牌照，中國(guó)正式進(jìn)入3G時(shí)代。

TD-SCDMA,CDMA2000，WCDMA2010年，LTE（LongTermEvolution，長(zhǎng)期演進(jìn)）2010年，物聯(lián)網(wǎng)熱潮席卷中國(guó)第二十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三WiFi（WirelessFidelity，無(wú)線相容性認(rèn)證），正式名稱：IEEE802.11b無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)WAPI(WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure，無(wú)線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))，中國(guó)無(wú)線局域網(wǎng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。第二十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)2003年11月，中國(guó)宣布在境內(nèi)的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品將必須采用WAPI標(biāo)準(zhǔn)英特爾、博通等美國(guó)公司強(qiáng)烈抵制,并威脅將停止在中國(guó)開展無(wú)線業(yè)務(wù)2004年3月，美國(guó)務(wù)卿、商務(wù)部長(zhǎng)、貿(mào)易代表聯(lián)名致信，要求中國(guó)放棄WAPI標(biāo)準(zhǔn)，稱這一標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際貿(mào)易的壁壘2004年4月，中國(guó)被迫宣布延期實(shí)施WAPI標(biāo)準(zhǔn)2004年7月，中國(guó)向ISO提交了WAPI提案,試圖推進(jìn)其成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),但遭到美國(guó)方面的強(qiáng)烈阻撓2006年3月，在ISO的投票中,WAPI以懸殊的得票率負(fù)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11i第三十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)2008年4月，在ISO日內(nèi)瓦會(huì)議上,中國(guó)第二次啟動(dòng)WAPI提案2008年7月，在關(guān)于WAPI的特別會(huì)議上,美國(guó)改變立場(chǎng),達(dá)成了WAPI可作為獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)的共識(shí)2009年4月，中國(guó)宣布今后國(guó)內(nèi)所有2G和3G手機(jī)都可以使用WAPI技術(shù)

2009年6月，東京會(huì)議上,美國(guó)等10余個(gè)國(guó)家成員一致同意,將WAPI推進(jìn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而獲得打破IEEE壟斷的希望WAPI勝利?WIFI變相解禁?第三十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三歷經(jīng)三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)第一代：模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)采用FDMA技術(shù)（頻分多址）使用蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是通信的一次革命，大大提供了系統(tǒng)容量

典型代表：美國(guó)：AMPS（先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)），使用800MHZ頻段歐洲：TACS（全向入網(wǎng)通信系統(tǒng)），使用900MHZ頻段中國(guó)：使用歐洲制式

第一代有很多不足之處：容量有限、制式互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

第三十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三歷經(jīng)三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)(2)第二代:數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)以傳輸語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)為主典型代表:美國(guó):CDMA歐洲:GSM中國(guó):GSM+CDMA

軟切換與硬切換

不足之處:核心網(wǎng)是基于電路交換技術(shù)(GPRS只是增加了一與之平行的分組交換網(wǎng)絡(luò))核心業(yè)務(wù)仍然是語(yǔ)音業(yè)務(wù),GSM與CDMA互不兼容難以提供全球漫游化和移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)

第三十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三歷經(jīng)三代的移動(dòng)通信系統(tǒng)(3)第三代:即3G系統(tǒng)以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(特別是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))為主采用分組交換技術(shù),極大提高了系統(tǒng)容量和速率典型代表:美國(guó):CDMA2000歐洲:WCDMA中國(guó):TD-SDMA+WCDMA+CDMA2000

TDD技術(shù)FDD技術(shù)

3G與2G最大的區(qū)別:

無(wú)線空中數(shù)據(jù)速率大大提高,一般都可以達(dá)到2M以上,最高可達(dá)十幾兆,可以提供即時(shí)視頻業(yè)務(wù)第三十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3G三大標(biāo)準(zhǔn)各自的優(yōu)勢(shì)WCDMA:產(chǎn)品終端最成熟CDMA2000:從2G升級(jí)到3G最平滑TD-SCDMA:智能天線

TD采用智能天線波束賦形技術(shù)，利用空間隔離進(jìn)行資源復(fù)用，為空分多址接入(SDMA，SpatialDividedMultipleAccess)技術(shù)開辟了新的局面;采用SDMA接入的多個(gè)用戶可以使用完全相同的頻率、時(shí)隙和碼道資源，因而有效提升了系統(tǒng)容量。

第三十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)

蜂窩的概念由許多正六邊形小區(qū)作為基本幾何圖形覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)。每個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)基站，負(fù)責(zé)本小區(qū)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。第三十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三LTE:3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn),3G等蜂窩技術(shù)的后繼者

改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)

TD-LTE與FD-LTEWiMAX:(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess全球微波互聯(lián)接入,IEEE802.16),主要用于寬帶無(wú)線連接UMB:CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)升級(jí)版本兩種標(biāo)準(zhǔn)在不同歷史背景下開發(fā)第三十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三物聯(lián)網(wǎng):把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念是各類傳感器和互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的一種新技術(shù)。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò):

重要性可與因特網(wǎng)相媲美將極大地?cái)U(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力

美國(guó)商業(yè)周刊:21世紀(jì)最有影響的21項(xiàng)技術(shù)之一MIT技術(shù)評(píng)論:改變世界的10大技術(shù)之一Ad_hoc網(wǎng)絡(luò):

一種特殊的無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)可以在隨意構(gòu)建,不需現(xiàn)有的信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施支持結(jié)點(diǎn)開機(jī)后就可以快速、自動(dòng)地組成一個(gè)獨(dú)立的自由移動(dòng)的通信網(wǎng)絡(luò)

物聯(lián)網(wǎng)第三十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的基本模型（1）信源、信宿信源：其作用是將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。信源、信宿可以是人或設(shè)備第三十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）發(fā)送與接收變換器（3）噪聲源（干擾）噪聲源是指系統(tǒng)內(nèi)外各種干擾影響的等效結(jié)果。干擾是一種電信號(hào)，由噪聲引起的對(duì)通信產(chǎn)生的不良影響的效應(yīng)。為了分析問(wèn)題方便，通常在模型中把從發(fā)端機(jī)到收端機(jī)存在的干擾和噪聲集中用一個(gè)噪聲源表示.第四十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三信噪比：信噪比是衡量傳輸系統(tǒng)噪聲對(duì)信號(hào)影響的重要參數(shù)。是指接收端信號(hào)的平均功率和噪聲的平均功率之比(S/N)。S/N=10lg(信號(hào)功率/噪聲功率)(dB)在相同的條件下，系統(tǒng)的輸出端的信噪比越大，則系統(tǒng)抗干擾的能力越大。第四十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.信道(channel)是連通信源和信宿之間的通道是信號(hào)傳輸媒介的總稱一個(gè)實(shí)際的傳輸信道可以由不同的傳輸媒介組成第四十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）信道的帶寬：指信道不失真?zhèn)鬏斝盘?hào)的頻率范圍，即信道容許通過(guò)的最高與最低信號(hào)頻率之差。傳輸系統(tǒng)的帶寬對(duì)傳輸性能的影響：若要求信道無(wú)失真地傳輸信號(hào)，則要求信道帶寬B′≥信號(hào)的帶寬B。因發(fā)送的信號(hào)包含有各種的頻率成分，若其中的一部分已經(jīng)落到信道所能通過(guò)的頻率范圍之外，所收到的信號(hào)中缺少了這部分頻率成分，因此使信號(hào)產(chǎn)生了失真。第四十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）信道的分類按物理特性來(lái)分，信道可分有線和無(wú)線信道。有線信道：電磁信號(hào)被約束在有線傳輸線上傳輸。架空明線、雙絞線、同軸電纜及光纖等；在有線電信中，它是傳送電或光信號(hào)的導(dǎo)線，所以有線信道又稱電信線路。無(wú)線信道：電磁信號(hào)沿自由空間傳輸。無(wú)線信道可利用的頻段從長(zhǎng)波、中波、短波到激光，有較寬的頻段。在不同的頻段，利用不同性能的設(shè)備和配置方法，可組成不同的通信系統(tǒng)。第四十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三雙絞線:對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬信號(hào)傳輸，帶寬為250KHz。通常用于模擬話音傳輸?shù)碾p絞線的長(zhǎng)度不超過(guò)5～6km，更長(zhǎng)的線路需要加中間放大器。第四十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三雙絞線電纜：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)均可傳兩根直徑約0.5mm外包絕緣材料的銅芯線扭絞成有一定規(guī)則的螺旋形狀，多對(duì)（如4對(duì)）再同樣扭絞在一起?？梢源蟠鬁p少或抵消線對(duì)之間的電磁干擾。特點(diǎn)：成本低。屏蔽（STP,ShieldTwisted-Pair）雙絞線電纜非屏蔽(UTP，UnshieldTwisted-Pair)雙絞線電纜第四十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的基本模型第四十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的基本模型同軸電纜：同軸電纜由一根實(shí)心的銅質(zhì)線作為內(nèi)導(dǎo)體、一個(gè)空心的銅質(zhì)圓形薄皮作為外導(dǎo)體，內(nèi)外導(dǎo)體之間由塑料絕緣材料隔離，外導(dǎo)體之外再被覆聚氯乙烯或其它絕緣材料，外導(dǎo)體以內(nèi)導(dǎo)體為同心軸，所以稱為同軸電纜。特點(diǎn)：抗干擾性能很強(qiáng)。50Ω的同軸電纜：局域網(wǎng)基帶傳輸。傳輸帶寬為1～20M傳輸距離1～1.2km75Ω的同軸電纜：閉路電視系統(tǒng)（CATV）。頻分多路復(fù)用50個(gè)信道。支持的帶寬：300～450MHz。距離：100km第四十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三光纖第四十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三(3)信道的作用:信道是通信系統(tǒng)的重要組成部分，信道既給信號(hào)以通路，也對(duì)信號(hào)產(chǎn)生各種干擾或噪聲以造成損害。損害表現(xiàn)為使信號(hào)產(chǎn)生畸變或衰弱（減），它們統(tǒng)稱為信道的損耗。傳輸媒質(zhì)的固有特性和干擾直接關(guān)系到通信的質(zhì)量。第五十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三補(bǔ)充概念:衰減、增益和失真衰減：信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸后，信號(hào)功率的減少。增益：信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸后，信號(hào)功率的增加。通常用分貝來(lái)表示衰耗和增益。分貝是兩個(gè)功率電平差別的度量，是無(wú)量綱的量。D=10lg(p2/p1)dB或D=10lg(p出/p入)dB如采用同軸電纜（SYV－75－9）作為傳輸介質(zhì)，傳輸信號(hào)頻率為200MHz時(shí)，每米對(duì)信號(hào)衰減0.1dB，所以每隔500米加一個(gè)放大器解決信號(hào)經(jīng)過(guò)同軸電纜造成的衰減。雙絞線傳模擬信號(hào)每隔5～6km需加放大器，數(shù)字信號(hào)每隔2～3km加轉(zhuǎn)發(fā)器（中繼器）（由于用戶線路的衰減為每公里1dB，而電話線通用標(biāo)準(zhǔn)為最大損耗低于6dB，所以每隔6km接一放大器）第五十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三例:如果10mW功率的信號(hào)加到傳輸線上，而在某距離上測(cè)得的功率為是5mW則在這段線路上的衰減：Loss=10lg(5/10)=10(-0.3)=-3dB分貝有時(shí)也用來(lái)度量電壓或電流的差別：因?yàn)橛蠵=V2/R或P=I2R則有D=10lg(P2/P1)=20lg(V2/V1)=20lg(I2/I1)使用分貝可方便計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的衰耗或增益整個(gè)傳輸線路上的衰減或增益等于各分段線路上的衰減與增益的代數(shù)和。第五十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三失真：信號(hào)通過(guò)傳輸系統(tǒng)時(shí)，其波形可能發(fā)生畸變，波形的畸變稱為失真。第五十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三(4)信道的損耗對(duì)傳輸距離的影響傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，信號(hào)的衰減就越嚴(yán)重。當(dāng)信號(hào)衰減到一定程度，接收方無(wú)法辨認(rèn)出接收到的信號(hào)時(shí)，通信將不能繼續(xù)下去。為了進(jìn)行長(zhǎng)距離的通信，往往需要在傳輸線路中設(shè)立許多中繼站，像接力賽跑一樣，將衰減了的信號(hào)進(jìn)行放大，然后接著往下傳。第五十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類方法很多，這里僅討論由通信系統(tǒng)模型所引出的分類：1.按信源產(chǎn)生消息的物理特征分類通信可分為電話通信系統(tǒng)、電報(bào)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng)、廣播電視通信系統(tǒng)和多媒體通信系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以是專用的或單一的，但通常是兼容的或并存的。第五十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的分類2.按傳輸信號(hào)的特征分類以信道上傳送的是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，可將通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。信道上傳送的是模擬信號(hào)，則信道稱為模擬信道，相應(yīng)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)；信道上傳送的是數(shù)字信號(hào)，則信道稱為數(shù)字信道，相應(yīng)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。第五十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的分類模擬通信系統(tǒng)模型：模擬通信系統(tǒng)的組成信息源調(diào)制器信道解調(diào)器受信者噪聲源第五十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的分類數(shù)字通信系統(tǒng)模型（1）數(shù)字通信系統(tǒng)模型加密器編碼器信道調(diào)制器解調(diào)器譯碼器解密器受信者信息源噪聲源第五十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)字通信系統(tǒng)與模擬通信系統(tǒng)相比較，有如下特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累電路易于集成化，使通信設(shè)備體積小、功耗低便于采用各種數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，易于與計(jì)算機(jī)接口便于實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)綜合通信數(shù)字信號(hào)易于加密處理，保密性能強(qiáng)數(shù)字信號(hào)占用信道頻帶較寬第五十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)①抗干擾能力強(qiáng)，無(wú)噪聲積累（a）模擬通信(b)數(shù)字通信圖1-5數(shù)字通信與模擬通信抗干擾性能比較第六十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)于數(shù)字通信，因?yàn)閿?shù)字信號(hào)由脈沖序列組成，在傳輸過(guò)程中雖然也產(chǎn)生脈沖失真和受到噪聲干擾，但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時(shí)，可在適當(dāng)?shù)木嚯x采用中繼再生的方法，再生成沒(méi)有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號(hào)，因而不造成“噪聲傳輸積累”，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高質(zhì)量的傳輸。如圖所示。第六十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三中繼再生：首先判決：如當(dāng)信號(hào)超過(guò)某一規(guī)定（門限電平）值，如接收信號(hào)A的一半時(shí)，就判為“1”，達(dá)不到某一規(guī)定門限時(shí)則判為“0”。如：高電平5v:“1”，低電平0v:“0”，在傳輸時(shí)受噪聲影響，5v變8v，只要大于5v的值就判為“1”。然后再生：經(jīng)過(guò)判決以后，就可按所作的判斷重新形成新的數(shù)字信號(hào)，即所謂再生，于是消除了干擾噪聲。這個(gè)過(guò)程，每經(jīng)過(guò)一個(gè)再生中繼器就重復(fù)一次。第六十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三結(jié)論:正因?yàn)椴捎昧酥欣^再生和檢糾錯(cuò)的手段，所以數(shù)字傳輸不僅適于較遠(yuǎn)距離的傳輸，也能適應(yīng)性能較差的線路。第六十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的分類3.按傳輸媒介和系統(tǒng)組成特點(diǎn)分類實(shí)用的通信系統(tǒng)有下述五類：短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)。上述幾種通信系統(tǒng)的特點(diǎn)有待后面章節(jié)具體講解。第六十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信方式通信方式：指通信雙方（或多方）之間的工作形式和信號(hào)傳輸方式。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，通信方式也有多種分類法。1.按通信對(duì)象數(shù)量的不同第六十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信方式2.按信號(hào)傳送的方向與傳輸時(shí)間的不同，兩點(diǎn)（點(diǎn)與點(diǎn)）之間進(jìn)行的通信，有三種基本的通信方式：?jiǎn)喂ねㄐ虐腚p工通信全雙工通信第六十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信方式

通信方式動(dòng)畫

第六十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）單工通信（單向通信）單工通信指消息只能單方向傳輸，而不能進(jìn)行與此相反方向傳送的工作方式。好像單行線一樣。如遙控、無(wú)線電廣播、電視、將計(jì)算機(jī)的信息向打印機(jī)輸出的場(chǎng)合都屬于這種方式。單向不同時(shí)第六十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信方式（2）半雙工通信（雙向交替通信）半雙工通信指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。就像單線鐵路一樣，某時(shí)允許A站發(fā)出列車到B站，另一時(shí)刻允許B站發(fā)出列車到A站，火車往返運(yùn)行要由調(diào)度控制。如圖1-6（b）所示。典型例子是使用同一載波頻率的無(wú)線電對(duì)講機(jī)。第六十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信方式（3）全雙工通信（或雙工通信，雙向同時(shí)通信）全雙工通信是指通信雙方可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收消息的工作方式。就像雙線鐵路一樣，其中一線路只允許A站發(fā)出列車到B站，另一線路只允許B站發(fā)出列車到A站，兩站可同時(shí)或不同時(shí)發(fā)送列車?；蛘咦寖陕沸盘?hào)通過(guò)調(diào)制的方法，在共同的信道中傳輸而不沖突，就像寬?cǎi)R路中間劃一條黃線，只要司機(jī)開車不越黃線逆行，就不會(huì)發(fā)生碰撞。如圖1-6（c）所示。電話通信、計(jì)算機(jī)之間的信息交換以及利用光波的光纖通信就屬于這種通信方式。

第七十頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三3）數(shù)字通信中,按照數(shù)字信號(hào)傳輸順序的不同，通信方式可分為：串行傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元序列按時(shí)間順序一個(gè)接一個(gè)地在信道中傳輸。并行傳輸：將數(shù)字信號(hào)碼元分割成兩路或兩路以上的數(shù)字信號(hào)碼元序列同時(shí)在信道中傳輸。

串行與并行動(dòng)畫通常情況下，并行通信用于距離較近的情況，串行通信用于距離較遠(yuǎn)的情況。這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。第七十一頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三在并行數(shù)據(jù)傳輸中，至少有8個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)從一個(gè)設(shè)備傳送到另一個(gè)設(shè)備，發(fā)送設(shè)備將8個(gè)數(shù)據(jù)位通過(guò)8條數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備。接收設(shè)備在收到這些數(shù)據(jù)后，不需經(jīng)過(guò)任何改變就可以直接使用。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線數(shù)據(jù)傳送通常都是以并行方式進(jìn)行傳輸?shù)摹Ｔ诖袛?shù)據(jù)傳輸中，每次由源地傳到目的地的數(shù)據(jù)只有一位，與同時(shí)傳輸好幾位數(shù)據(jù)的并行傳輸相比，串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俣纫炔⑿袀鬏斅?，但在?shí)際應(yīng)用中往往選擇串行數(shù)據(jù)傳輸，第七十二頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)性能指標(biāo)從研究信息的傳輸來(lái)說(shuō)，通信的有效性與可靠性將是衡量通信系統(tǒng)性能的主要的指標(biāo)。有效性是指消息傳輸?shù)摹八俣取眴?wèn)題，可靠性主要是指消息的傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問(wèn)題，兩者是相互矛盾的問(wèn)題，只能依據(jù)實(shí)際要求取得相對(duì)的統(tǒng)一。通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有效性指給定信道內(nèi)傳送信息的能力?？煽啃灾赶到y(tǒng)接收端恢復(fù)信息的準(zhǔn)確度。第七十三頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.模擬通信系統(tǒng)的有效性和可靠性（1）有效性：在模擬通信系統(tǒng)中，有效性通?？捎糜行鬏攷拋?lái)衡量。工程上常用給定信道內(nèi)可同時(shí)傳輸?shù)碾娫捖窋?shù)來(lái)衡量傳輸信息的多少。因此，系統(tǒng)有效性的高低，就轉(zhuǎn)化為在給定信道內(nèi)可傳話路數(shù)的多少。第七十四頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）可靠性：模擬通信系統(tǒng)的可靠性常用系統(tǒng)輸出端的信噪比來(lái)衡量。信噪比越高，通信質(zhì)量就越好。如普通電話要求信噪比為30dB，電視圖象則要求信噪比在40dB以上。在模擬通信系統(tǒng)中，傳送的信號(hào)是一個(gè)模擬的電波形，它要求接收設(shè)備能夠高保真的重現(xiàn)原始波形信號(hào)。所以模擬通信系統(tǒng)中追求的主要質(zhì)量指標(biāo)是較高的信噪比第七十五頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性和可靠性數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用數(shù)字信號(hào)的傳輸速率來(lái)衡量。可靠性用差錯(cuò)率來(lái)衡量。第七十六頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）有效性—數(shù)字信號(hào)的傳輸速率常用信息的傳輸速率(信息速率和傳信率)來(lái)表示。信道每秒種所傳送的信息量。信息量的單位是“比特”（bit）。顯然信息速率的單位是“比特/秒”（bit/s或b/s或bps）。用二進(jìn)制數(shù)字0和1取值時(shí)，規(guī)定傳送一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字時(shí)的信息量就是1bit，所以信息速率又稱為比特率。第七十七頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）可靠性—用誤碼率來(lái)衡量誤碼率，指收信機(jī)收到的數(shù)字信號(hào)碼元出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。常用誤比特率來(lái)表示：是指錯(cuò)誤接收的比特?cái)?shù)在總傳送比特?cái)?shù)中所占的比例。誤比特率=錯(cuò)誤比特?cái)?shù)/傳輸總比特?cái)?shù)第七十八頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率越低，則系統(tǒng)的可靠性越高，通信質(zhì)量越好。數(shù)字信號(hào)的傳輸可靠性要求與模擬信號(hào)的要求不同：模擬信號(hào)的傳輸要求接收端無(wú)波形失真—較高信噪比。數(shù)字信號(hào)的傳輸要求接收端無(wú)差錯(cuò)地恢復(fù)成原來(lái)的二進(jìn)數(shù)碼(可以允許接收波形失真，只要不影響正確恢復(fù)信碼即可)—較低的誤碼率。第七十九頁(yè)，共八十九頁(yè)，編輯于2023年，星期三總結(jié)電通信的標(biāo)志、信號(hào)的帶寬、信道的帶寬通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)組成動(dòng)畫模擬通信系統(tǒng)模型