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通信技术基础复习提纲通信技术基础复习提纲第一章第一章现代通信及应用概述现代通信及应用概述1.1.通信就是信息的传递与交流通信就是信息的传递与交流。2.2.现代通信基本概念现代通信基本概念1.现代通信的基本特征数字化（现代通信的核心）现代通信的基本特征数字化（现代通信的核心）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。2.2.现代通信技术的基础微电子技术现代通信技术的基础微电子技术3.3.现代通信技术的核心计算机技术现代通信技术的核心计算机技术4.4.光纤通信基础光子技术光纤通信基础光子技术3.3.信息技术信息技术有一种解释为：信息技术是解放、扩展人信息功能的技术，另一种解释为：信息技术是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生和控制的技术。信息技术可视为“四基元四基元”即感测技术、通信技术、感测技术、通信技术、智能技术、控制技术智能技术、控制技术组成。4 4 通信技术在信息化中的地位与作用通信技术在信息化中的地位与作用信息化是工业社会向信息社会前进的一个过程，是一个时代，在这个信息化过程中是信息技术推广应用和发展的过程。在这样一个过程中关键是要进行信息化建设与广泛应用。信息化建设与应用有三个层面：1）信息基础设施建设主要指信息高速公路（宽带通信网络）的建设 2）信息技术与信息资源开发与广泛应用 3）信息产业的不断发展与创新。第二章第二章信息与信号信息与信号1.1.香农“信息”的定义香农“信息”的定义：信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。2.2.基本概念基本概念通信的目的是为了获取信息。3.3.模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号模拟信号是指代表消息的信号参量（幅度、频率或相位）随消息连续变化的信号。数字信号数字信号是指它不仅在时间上离散，而且在幅度取值上也是离散的信号。第三章第三章 信源数字化信源数字化1.PCM1.PCM 主要包括抽样、量化抽样、量化和编码编码三个过程。抽样抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散但幅度仍然连续的抽样信号；量化量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间和幅度均离散的信号；编码编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。在具体实现上，编码与量化通常是同时完成的，换句话说，量化实际是在编码过程中实现的。国际标准化的 PCM 码组（语音）是八位码组代表一个抽样值。2.2.抽样定理抽样定理1/5所谓抽样抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样序列的过程。3.3.模拟信号的量化模拟信号的量化利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。也就是说，量化是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样，也就是对信号“分层”或“分级”的意思。4.4.编码编码第四章第四章 传输与交流传输与交流1.1.信道信道信道是信号传输的通道。从系统的角度看，通信系统一般由信源、信道、信宿、发送设备、接收设备和噪声源组成2.2.无线信道无线信道的传输媒介是自由空间，由电磁波电磁波携带信号。常用无线信道的通信方式有：调幅、调幅、调频广播、调频广播、无线电视、微波通信、卫星通信、移动、无线寻呼等无线电视、微波通信、卫星通信、移动、无线寻呼等。无线信道也以幅频特性与相频特性来描述信道对通过信号的影响，与有线信道类同。无线通信所用的电磁波，根据频率的高低，或波长的长短，我们通常所说的微波是指频率在微波是指频率在 0.3GHz0.3GHz3GHz3GHzX 围的电磁波。各波长段的频率不同，波长不同，其空间传播特性就不一样，用途也就不同。3.3.有线信道有线信道的电磁能量被约束在某种传输线上传输，包括平行导体传输线、同轴电缆传输线、微带传输平行导体传输线、同轴电缆传输线、微带传输线、波导传输线、光纤传输线等。线、波导传输线、光纤传输线等。4.4.数字基带传输数字基带传输不经过调制而直接将原始基带信号送到线路上进行传输的一种方式。信源端的模拟信号经过PCM 数字化编码后，输出的数字信号是以基群（低次群）的码流，该码流可不经调制，直接在电缆上作短距离传输，我们称之为基带传输，在此信道上传输的数字信号称为数字基带信号。5.5.二进制基带信号的调制波形二进制基带信号的调制波形第五章第五章信息交换技术信息交换技术1.1.交换的必要性交换的必要性通信的目的是实现信息的传递。一个能传递信息的通信系统至少应该由终端和传输媒介组成2.2.交换方式分类布控交换方式分类布控和程控交换程控交换1.所谓布控布控，是指将交换机各控制部件按逻辑要求设计好，并用电路板布线的方法将各元器件固定连接好，具有一定的逻辑操作功能，在外来信号作用下，交换机的各项功能即能实现的一种控制方法。这种交换机的控制部件做成后不好修改，灵活性很小，具下下列特点：1）控制设备电路复杂，电路设计麻烦；2）当用户和网络发生变化时，或者开放新业务时，必须更改布线或电路，增加新设备而且太不方便；3）控制设备动作速度慢，对元器件要求低；4）交换机容量不大时比较经济；5）相对程控交换机来说，操作易于掌握。2/52.所谓程控程控，是存储程序控制的简称，程控交换是一种用计算机控制的交换技术，它将对交换机话路设备的控制功能预先编制好程序存到存储器中，然后用计算机启动运行程序，再通过接口电路控制交换机话路设备接续。程控交换机具在以下特点：1）灵活性大，适应性强。程控方式能适应通信网的各种网络环境、性能要求和各种变化。2）能方便地提供各种新业务。3）便于采用公共信道信令系统。公共信道信令是在与话路完全分开 的信令数据链路上集中大量的传送，传输速度快，信息容量大，且便于信令的控制与管理。4）易于实现维护自动化和集中化。5）便于维护管理。6）可靠性高，体积小，重量轻，减少机房面积。第六章第六章现代通信系统现代通信系统1.1.现代通信系统模型现代通信系统模型 在信源与信宿（受信者）之间完成信息传递（传输）的整个过程，我们称为通信通信系统系统。它是由一整套技术设备和传输媒质所构成的有机总体。完成数字信号产生、变换和传递及接收的过程，我们称之为数字通信系统数字通信系统2.2.信源编码器的主要功能主要功能，是把人的话音以及机器产生的如文字、图表及图像等模拟信号变换成数字信号。信道编码：信道编码：完成多路数字信号复接为宽带数字信号之后，把此宽带数字信号送到传输的信道中去。数字调制：数字调制：根据信道媒质特性，对编码后的数字信号还要经调制后再送入信道中。3.3.当前应用最广泛的现代通信系统的现代通信系统，一般可分为三大类三大类：1)数字光纤通信系统 2)数字微波与卫星通信系统 3)是有线通信系统与无线通信系统相结合的数字移动通信系统。数字光纤通信数字光纤通信是以激光作为数字信息载体，以光纤作为传输媒质传送数字信息的一种通信方式。在当今的通信方式中已形成了一个以数字光纤通信为主，微波、卫星、电缆通信为辅的格局。光纤通信之所以给世界通信技术带来了革命性的变化，是因为它具有一系列独特的显著特点。这些特点特点主要是：1）传输的频带宽、通信容量大。2）损耗极低，传输距离长3）线径细,重量轻。4）不受电磁干扰、防腐和不会锈蚀5）不怕高温,防爆、防火性能强6）光纤通信 XX 性好微波通信微波通信是依靠空间电磁波来传递信息的一种通信方式，它是属于无线通信的X 畴。无线电磁波是以频率或波长来分类的。卫星通信卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，在多个地球站之间进行的信息交流的通信方式。卫星通信系统组组成成及工作过程。卫星通信部分主要包括发端卫星通信部分主要包括发端地面站，收端地面站、上行线、下行线和通地面站，收端地面站、上行线、下行线和通信卫星五大部分组成。信卫星五大部分组成。在地面站要构成双工通信，既要向卫星发射信号，也要接收从卫星转发其它地面站送给本站的信号。同步通信卫星同步通信卫星轨道上运行的卫星，当卫星运行方向与地球自转方向相同，由西向东作圆周运动，卫星运行周期为恒星日(23 小时 56 分 4 秒)，一般称为 24 小时。它的匀速运动速度 V=3.07Km/s，这时卫星相对于地球表面呈静止状态，在地球上观察卫星时，此卫星是静止不动的，人们把这个卫星叫做 同步卫星或同步卫星或叫静止卫星叫静止卫星。这个轨道也称为静止轨道静止轨道。利用同步卫星(静止卫星)来转发无线电信号组成的通信系统就称为卫星通信系统卫星通信系统，作为通信用的这个卫星就叫做同步通信卫星同步通信卫星。我们这里主要讲述的就是指同步卫星通信。4.4.蜂窝数字移动通信系统组成：蜂窝数字移动通信系统组成：这里主要谈陆地移动通信，它一般由移动台(MS)，基地站(BS)及移动交换中心 MSC 组成为称动通3/5信网 PLMN，移动通信网又通过中继线与市话通信网(PSTN)连接。5.GSM5.GSM 移动通信系统特点移动通信系统特点 GSM GSM 是欧州邮电主管部门会议(CEPT)建立和开发的泛欧蜂窝全数字化的移动通信系统，它的主要特点表现在以下几方面：(1)使用频段为 900MHz 和 1.8GHz 频段(2)频带宽度为 25MHz。(900MHz 频段)(3)通信方式，全双工，双工间隔45MHz。(4)信道数字结构为 TDMA 时分多址帧结构。(5)调制方式为高斯低通最小移频键控GMSK，调制指数为 0.3。(6)话音采用数字话音，其编码规律为：(7)每时隙信道比特率为22.8kb/s，信道总速率为270.83kb/s。(8)数据速率为 9.6kbit/s。(9)信令系统采用公共控制信令，无线7 号信令(NO7)。(10)分集接收：慢跳 217 跳/s6.GPRS6.GPRS 基本概念基本概念业界通常将移动通信分为三代：第一代是模拟移动通信，第二代是数字移动通信包括：第一代是模拟移动通信，第二代是数字移动通信包括 GSMGSM、CDMACDMA 等，等，第三代是分组型的移动业务，称为第三代是分组型的移动业务，称为 3G3G。GPRS（General Packet Radio System）是通用无线分组业务的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G2.5G。GPRS 是在现有的 GSM 移动通信系统基础上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS 的特点1）GPRS 系统可以为用户提供更高的传输速率。支持CS-3、CS-4 之后理论速率还可以达到171kbit/s左右。2）在连接建立时间方面，GSM 需要 1030 秒3）在费用方面，GSM 是按连接时间计费的，而GPRS 只按数据流量计费4）GPRS 还有“永远在线”的特点5）GPRS 还具有数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。7.CDMA7.CDMA 移动通信系统移动通信系统码分多址 CDMA 作为在通信中的多址技术已经出现多年。CDMACDMA 蜂窝移动通信特点：蜂窝移动通信特点：(1)码分多址 CDMA 是利用码型区别用户，要达到多路多用户，必经有足够多的地址码，这些地址码要有良好的自相关和互相关特性，这是码分的基础。(2)在 CDMA 系统中接收端必须有本地地址码且结构与发端一样，并与发端同步才能在收端对全部信号进行相关检测取出所需信号。(3)在一个小区可使用同一频率，各用户可同时发送和接收信号，这是其它移动系统无能为力的，各用户在频率上复用，可克服同频干扰。(4)码分多址 CDMA 各个用户在同一频带内各自占用相同带宽，要使各用户之间干扰降低到最低限度，码分系统必须与扩频技术相结合才能发挥其优势，才能有广阔的前途和实用价值。第第 7 7 章章通信网络及应用通信网络及应用1.1.网络的物理拓扑网络的物理拓扑在通信中经常用到的几种网络，进行物理拓扑分析。）星型网星型网星型网如同星状，以一中心点向四周辐射，也可称为辐射网）网型网网型网任意节点间都有线相连接）环型网环型网这是一种首尾相接的闭合网络）总线型网总线型网总线型网是节点都连接到一条共有的传输线上，这条传输线常称为总线，因此称之为总线型网。5）复合型网复合型网现在实际组网，是以上网组合而成，称为复合型网，如网型网与星型网的组合构成当前的市话网。2.2.通信网的概念通信网的概念信息传输与交流而组成的通信网络。各种通信系统有机地组成一个整体，使他们能4/5互联互通协同工作。3.3.通信网通信网是指由一定数量的节点和连接节点间的传输通道（各种通信系统）有机结合在一起，以实现两个或多个规定点间信息畅通的通信体系。把以上提到的交换机设备、传输通道、终端设备称为通信网的三要素。输通道称为通信网的传输链路。有光纤传输系统，卫星，微波传输系统以及其他无线传输系统。通信网分类通信网分类其通信网的分类常用的主要有以下几种：1）按其传输介质分为：有线网和无线网两类)按其传输的信号分为：数字网和模拟网)按其业务用途可分为：网数据通信网广播电视网移动通信网）按其服务的 X 围分为：长途通信网本地通信网还有庞大的、结构复杂的各种接入网。）按其网络的功能作用分为：公用通信网 支撑网专用网4.4.公用通信网公用通信网主要有固定网和移动网（前章已讲）、IP 网。(1)网（固定长途业务）的组成。(2)长途两级网的等级结构IPIP 网网指在 IP 网上传送的，具有一定服务质量的语音业务。IP 网基本模型如图 7.13 所示，主要包括 IP 网关、IP 承载网、“网管理层面及电路交换网接入（PSTN/ISDN/GSM)等几个部分。IPIP 业务按照通话方式可业务按照通话方式可分为分为 3 3 种形式：种形式：到(PhonetoPhone)计算机到到(PCtoPhone)和计算机到计算机(PCtoPC)。5.IP5.IP 网络网络IP 网络前面我们已讲述了，因特网在网络的互连中它是用 TCP/TP 协议来进行互连的。我们这里谈到的 IP 网是使用了 TCP/IP 协议的网络。统称为IP 网。它是一个面向无连接的网络。1）IP 地址及其表示方法。所谓 IP 地址，就是给每个连接在 htenlet 上的主机分配一个在全世界 X 围内唯一的 32bit 地址。2）IP 地址与物理地址。IP 地址放在 IP 数据报的首部，而硬件地址放在MAC 帧首部。3）子网的划分。现在看来，lPv4 中 Ip 地址的设计确实有不够合理的地方。例如，IP 地址在使用时有很大的浪费4）地址转换。上面讲的IP 地址是不能直接用来进行通信的。6.6.广播电视网广播电视网传输系统是一个干线网，目前我国绝大部分有线电视系统采用混合光纤同轴电缆网（HFC）。HFC 系统的由馈线馈线网、配线网和用户引人线网、配线网和用户引人线 3 部分组成。5/5