CTEE1通信原理课件樊昌信.pptx

1、通信原理通信原理电子信息工程学院电子信息工程学院 郎百和郎百和1/30/2023 1:51:08 PMReferencen通信原理通信原理(第第6版版)学习辅导与考研指导学习辅导与考研指导(第第2版版),),曹丽娜曹丽娜,樊昌信樊昌信,国防工业出国防工业出版社版社,2009n现代通信原理现代通信原理,曹志刚曹志刚 钱亚生钱亚生,清华大学出版社清华大学出版社,1992 u通信原理简明教通信原理简明教程程(第第二二版版),),南南利利平平,清华大学出版社清华大学出版社,2007n通信原理通信原理(第第3版版),周周炯炯槃槃,北京邮电大学出版北京邮电大学出版社社,2008nDigital Commu

2、nications:Fundamentals and Applications,2nd Edition,Bernard Sklar,Prentice Hall PTR,2001nDigital Communication,5th Edition,John G.Proakis,McGraw-Hill Companies Inc.,2007nPrinciples of Digital Communication，Robert G.Gallager，Cambridge University Press，200821/30/2023 1:51:08 PMReferencen Data Networks

3、(2nd Edition)，Robert G.Gallager，Prentice Hall，19923Robert G.GallagerDavid TseDina KatabiPeter Elias1923.112001.121/30/2023 1:51:08 PMReferencen通信、数学理通信、数学理论研论研究牛人宗究牛人宗谱谱nhttp:/genealogy.math.ndsu.nodak.edu/search.phpnDavid HilbertnKhinchinnKolmogorov nMarkov nLyapunov，etcnCarl Friedrich Gauu？41/30/2

4、023 1:51:08 PMReferenceuFundamentals of Wireless communications-David Tse and P.Viswanath.uWireless communications-Andrea GoldsmithuWireless Communications:Principles and Practice-T.S.RappaportuWireless Communications-Andreas Molisch,uMobile Wireless Communications-Mischa SchwartzuDigital Signal Pro

5、cessing-John G.ProakisuFundamentals of Statistical Signal Processing,vol.1-2-Steven M.KayuDetection,Estimation and Modulation Theory,Part I-IV-Van TreesuAn Introduction to Signal Detection and Estimation-H.Vincent Poor uAdaptive Filter Theory-Simon Haykin uAdaptive Filters-Ali H.Sayedu现代信号处理现代信号处理-张

6、贤达张贤达uProbability,Random Variables,and Stochastic Processes-Athanasios PapoulisuAn Introduction to Probability Theory and Its Applications vol.1-2-William Feller51/30/2023 1:51:08 PMReferenceuIEEE Trans.on CommunicationsuIEEE Trans.on Wireless Comm.uIEEE Trans.on Signal ProcessinguIEEE Trans.on Vehi

7、cular TechnologyuIEEE Trans.On BroadcastinguIEEE Communications LettersuIEEE Signal Processing LettersuEURASIP Journal on Advances in Signal ProcessinguEURASIP Journal on Wireless Communications and NetworkinguWireless Communications and Mobile Computing（WCMC）uIET CommunicationsuIEICE Trans.on Commu

8、nicatons61/30/2023 1:51:08 PM先修课程先修课程n概率论与随机过程概率论与随机过程n信号与系统信号与系统n随机信号分析随机信号分析n通信电子线路通信电子线路71/30/2023 1:51:08 PM课程涉及的相关理论课程涉及的相关理论8信源发送设备信道接收设备信宿噪声概率论与统计率失真理论信源编码密码理论信号处理调制理论信道编码电磁场与电波传播理论随机信号处理随机信号处理解调理论差错控制解码滤波理论密码理论信号与系统、电路分析、通信电子线路、交换理论、排队论、通信网理论1/30/2023 1:51:09 PMFunctional Anatomy of a CDMA H

9、andset91/30/2023 1:51:09 PM如何学习如何学习p学学习方法习方法n为为以教学内容为载体，启发引导学生以教学内容为载体，启发引导学生n在在学习中汲取知识的精华；学习中汲取知识的精华；n在在探究中领悟知识的真谛；探究中领悟知识的真谛；n在在实践中感受知识的魅力实践中感受知识的魅力。n避避免：知免：知而无识，学而无而无识，学而无用。用。n由由“知知”而内化为而内化为“识识”，进而付诸于，进而付诸于“行行”。10汲取精华（知）领悟真谛（识）感受魅力（行）1/30/2023 1:51:10 PM如何学习如何学习p讲课的境界讲课的境界n读读课课-讲课讲课-说课说课n教教学的重学的重

10、点首先是点首先是“为什么讲解该内容为什么讲解该内容”以及以及“该内容如何应该内容如何应用用”，其，其次是次是“该内容是什么该内容是什么”。n从从数学概念来抽象定义，从物理概念来阐述性质，从工程概念数学概念来抽象定义，从物理概念来阐述性质，从工程概念来拓展应来拓展应用。用。n知知识讲解识讲解 知识传授、能力提高、素质培养知识传授、能力提高、素质培养n定义、性质、举例定义、性质、举例 问题提出、问题分析、问题解决、问题问题提出、问题分析、问题解决、问题延伸。延伸。n公式推导、计算技巧公式推导、计算技巧 数学概念、物理概念、工程概念。数学概念、物理概念、工程概念。111/30/2023 1:51:1

11、0 PM如何学习如何学习p成长总是在错误中得到的。成长总是在错误中得到的。121/30/2023 1:51:10 PM课程体系课程体系13通信原理通信原理通信理论通信理论通信技术通信技术现代交换技术现代交换技术通信网理通信网理论基础论基础信息论基础信息论基础电磁场理论电磁场理论通信网络技术通信网络技术移动通信移动通信卫星通信卫星通信光通信技术光通信技术天线与电波传播天线与电波传播1/30/2023 1:51:10 PM学科体系学科体系14信息与通信工信息与通信工程程0810电子科学与技电子科学与技术术0809081001 通通信与信息系统信与信息系统081002 信信号与信息处理号与信息处理0

12、80901 物物理电子学理电子学080902 电电路与系统路与系统080903 微微电子学与固体电子学电子学与固体电子学080904 电电磁场与微波技术磁场与微波技术光光学工学工程程080308031/30/2023 1:51:13 PM学科体系学科体系15控制科学与工控制科学与工程程0811081104 模模式识别与智能系统式识别与智能系统081101 控控制理论与控制工程制理论与控制工程081102 检检测技术与自动化装置测技术与自动化装置081103 系系统工程统工程081105 导导航、制导与控制航、制导与控制计算机科学与技术计算机科学与技术 0812081201 计算机系统结构计算机

13、系统结构081203 计算机应用技术计算机应用技术081202 计算机软件与理论计算机软件与理论1/30/2023 1:51:17 PM学学科体系科体系0810 信息与通信工程 一级国家重点学科/博士点/硕士点北京交通大学北京理工大学北京邮电大学电子科技大学东南大学国防科学技术大学清华大学西安电子科技大学16一级学科博士点1北京大学28南京邮电大学2北京航空航天大学29宁波大学3北京交通大学30清华大学4北京理工大学31厦门大学5北京邮电大学32山东大学6大连海事大学33上海大学7大连理工大学34上海交通大学8电子科技大学35深圳大学9东北大学36四川大学10东南大学37天津大学11国防科学技

14、术大学38武汉大学12哈尔滨工程大学39武汉理工大学13哈尔滨工业大学40西安电子科技大学14海军航空工程学院41西安交通大学15海南大学42西北工业大学16合肥工业大学43西南交通大学17河海大学44云南大学18华南理工大学4519华中科技大学46浙江大学20解放军电子工程学院47郑州大学21解放军理工大学48中北大学22解放军信息工程大学49中国传媒大学23空军工程大学50中国科学技术大学24空军预警学院(空军雷达学院)51中国科学院研究生院25南京大学52中国矿业大学26南京航空航天大学53中山大学27南京理工大学1/30/2023 1:51:17 PM学学科体系科体系0811 控制科学

15、与工程 一级国家重点学科/博士点/硕士点北京航空航天大学东北大学国防科学技术大学哈尔滨工业大学华中科技大学清华大学上海交通大学西安交通大学浙江大学170812 计算机科学与技术 一级国家重点学科/博士点/硕士点北京大学北京航空航天大学国防科学技术大学哈尔滨工业大学南京大学清华大学上海交通大学0809 电子科学与技术一级国家重点学科/博士点/硕士点北京大学北京邮电大学电子科技大学东南大学复旦大学清华大学西安电子科技大学1/30/2023 1:51:18 PM学学科体系科体系0803 光学工程 一级国家重点学科/博士点/硕士点清华大学北京理工大学国防科学技术大学南京理工大学浙江大学南开大学华中科技

16、大学天津大学181/30/2023 1:51:18 PM学学科之间的关系和分工科之间的关系和分工p各学科之间关系示意：各学科之间关系示意：19控制科学与工程控制科学与工程电子科学与技术电子科学与技术信息信息与与通信通信工程工程计算机计算机科学科学与与技术技术光光电电信信息息技技术术电子科学与技术：电子科学与技术：承担电子材料与元器件承担电子材料与元器件的研究、设计、制造与应用。它是信息科的研究、设计、制造与应用。它是信息科学技术的基础。学技术的基础。控制科学与工程：控制科学与工程：主要是研究信息综合应主要是研究信息综合应用，分析、判断、决策。用，分析、判断、决策。信息与通信工程：信息与通信工程

17、：从事信息获取、信息处从事信息获取、信息处理、信息传输与通信网络的理论、技术与理、信息传输与通信网络的理论、技术与产品的研究开发、设计与制造产品的研究开发、设计与制造。计算机科学与技术：计算机科学与技术：计算机系统结构、软计算机系统结构、软件工程、人工智能、信息存储、计算机网件工程、人工智能、信息存储、计算机网络及计算机外部设备等的理论、技术、设络及计算机外部设备等的理论、技术、设备的设计、制造与研究工作备的设计、制造与研究工作光电信息技术：光电信息技术：在在激光发明之后产生的新领域，它与电子信息科学技术的所有激光发明之后产生的新领域，它与电子信息科学技术的所有学科都学科都已结合，已结合，密不

18、可分，如光计算机、光存储、光通信、激光雷达等。密不可分，如光计算机、光存储、光通信、激光雷达等。1/30/2023 1:51:18 PM信息科学技信息科学技术分类术分类p信息科学技术按结构层次可分为三大类信息科学技术按结构层次可分为三大类:n1)信息基础技术信息基础技术u主要包括新材主要包括新材料料、新新能源、新器件的开发或制造技能源、新器件的开发或制造技术。术。n2)信息系统技术信息系统技术u信信获取技术信信获取技术:如传感技术、检测技术等如传感技术、检测技术等;u信息处理技术：机算机软件和硬件技术；信息处理技术：机算机软件和硬件技术；u信息传输技术信息传输技术:网络通信技术、微波通信技术、

19、卫星通信技术；网络通信技术、微波通信技术、卫星通信技术；u信息控制技术信息控制技术:如反馈控制技术、现代控制技术。如反馈控制技术、现代控制技术。n3)信息应用技术信息应用技术u信息管理、信息控制、信信息管理、信息控制、信息决息决策等社会信息应用技策等社会信息应用技术。术。201/30/2023 1:51:18 PM主要的信息技术主要的信息技术21信息获取信息获取信息传输信息传输信息存储信息存储信息利用信息利用语音获取语音获取图像获取图像获取物理参数物理参数获取获取遥感技术遥感技术雷达雷达定位定位编编码码调制调制检检测测无线通无线通信信有线通有线通信信电电波天线波天线微波中微波中继继语音处理语音

20、处理图像处理图像处理文字处理文字处理信号处理信号处理神神经网络经网络模式识模式识别别磁存储磁存储光存储光存储半导体存半导体存储储网络存储网络存储纳米存纳米存储储控制控制显示显示信息服务信息服务网络信息网络信息检检索索1/30/2023 1:51:19 PM信息产业及与学科之间的关系信息产业及与学科之间的关系22计算机硬件计算机硬件笔记本电脑笔记本电脑微电子产业微电子产业半导体材料半导体材料集成电路集成电路集成电路集成电路生产装备生产装备固定通信固定通信移动通信移动通信软件产业软件产业通用软件通用软件专业软件专业软件互联网产品互联网产品数字家电产业数字家电产业光电子产业光电子产业电视机电视机摄相

21、机摄相机DVD播放机播放机光网络光网络光纤光缆光纤光缆光设备光设备光存储介质光存储介质激光照明激光照明路由路由器器交换交换机机网卡网卡调制解调器调制解调器集线器集线器信息服务业信息服务业通信产业通信产业卫卫星星通通信信微波通信微波通信信息检索、电子信息检索、电子商务和娱乐等商务和娱乐等1/30/2023 1:51:20 PM专业背景与学科体系专业背景与学科体系n1998199820112011n我我国学科门类设置共有国学科门类设置共有1111大类，包括大类，包括理学、工学、农学、医学、理学、工学、农学、医学、管理学、哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学管理学、哲学、经济学、法学、教育学、文

22、学、历史学。n其中工学下设其中工学下设2121个专业门类，是专业门类最多的个专业门类，是专业门类最多的。其中电。其中电气信气信息类息类包括：通信工程、电子信息工程、信息工程等包括：通信工程、电子信息工程、信息工程等2222个专业个专业。n20122012n学科门类设置共有学科门类设置共有1212大大类，包括类，包括理学、工学、农学、医学、管理学、工学、农学、医学、管理学、哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史理学、哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、学、艺术学艺术学。n工学下工学下设设3131个专业门类个专业门类，电子信息类：电子信息工程（工、，电子信息类：电子信息工程（工、理）、电子科

23、学与技术理）、电子科学与技术（工、理（工、理）、通信工程、微电子科学与）、通信工程、微电子科学与工程工程（工、理（工、理）、光电信息科学与工程）、光电信息科学与工程（工、理（工、理）、信息工程。）、信息工程。n自动自动化类：自动化化类：自动化n电电气类：电气工程及其自动化气类：电气工程及其自动化231/30/2023 1:51:20 PM专业背景与学科体系专业背景与学科体系p相相近专近专业的业的关关系系n工科工科电子信息工程专业电子信息工程专业、通信工程专业通信工程专业与理科与理科电子信息科学与电子信息科学与技术专业技术专业属一个培养大类，区别在于专业侧重点不属一个培养大类，区别在于专业侧重点

24、不同。同。n电电子信息工程侧重子信息工程侧重“信息信息的的获取与处理获取与处理”，着眼点在电子产品，着眼点在电子产品（电路级）（电路级）n通通信工程侧重信工程侧重“信息的信息的产生与传输产生与传输”，着眼点在通信网络（系，着眼点在通信网络（系统级）统级）n电电子信息科学与技术侧重子信息科学与技术侧重“电子的科学与技术电子的科学与技术”着眼点在材料着眼点在材料与器件（元件级与器件（元件级）241/30/2023 1:51:20 PM常用仿真软件常用仿真软件nSignal Processing DesignernAdvanced Design SystemnMatlabnSystemVuenOpn

25、etnNS2251/30/2023 1:51:20 PM261/30/2023 1:51:20 PM271/30/2023 1:51:20 PM281/30/2023 1:51:20 PM291/30/2023 1:51:20 PM第一章第一章 绪论绪论通信原理通信原理301/30/2023 1:51:20 PM目目 录录p1.1 通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念p1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信p1.3 通信发展简史通信发展简史 p1.4 信息及其度量信息及其度量p1.5 通信系统的质量指标通信系统的质量指标311/30/2023 1:51:20 PM1.1通信和

26、通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念n“The fundamental problem of communications is that of reproducing at one point either exactly or approximately a message selected at another point.”-Claude Shannon 1948 n在在一定的约束条件下有效、可靠的传递信息。一定的约束条件下有效、可靠的传递信息。n功率受限功率受限n带宽受限带宽受限n复杂度受限复杂度受限n功耗受限功耗受限n体积受限体积受限n成本受限成本受限321/30/2023

27、1:51:20 PM1.1通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念n通信的目的：传递消息中所包含的信息。通信的目的：传递消息中所包含的信息。n实实现通信的方式和手段：现通信的方式和手段：u非电的：如旌旗、消息树、烽火非电的：如旌旗、消息树、烽火台、驿站台、驿站 u电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。电的：如电报、电话、广播、电视、遥控、遥测、因特网和计算机通信等。n“通信通信”这一术这一术语语一般一般指指“电通信电通信”，包括光通信，包括光通信，（光，（光也是也是一种电磁一种电磁波）。波）。n在在电通信系统中，消息的传递是通过电信号来实现的。电通信系统中，

28、消息的传递是通过电信号来实现的。331/30/2023 1:51:20 PM1.1通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念34图图 1-3 通信系统的一般模型通信系统的一般模型1/30/2023 1:51:20 PM1.1通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念n通信：通信：Communication Communication，telecommunicationtelecommunication 信息（或消息）的传输和交换。信息（或消息）的传输和交换。n消息：消息：MessageMessage 信息的物理表现形式。如语言、文字、信息的物理表现形式。如语言、文字、数据或图像。数

29、据或图像。n信息：信息：InformationInformation 消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知消息的内涵，即信息是消息中所包含的人们原来不知而待知的内容。的内容。n信号：信号：SignalSignal 消息的电消息的电(或光或光)的表示形式。信号是消息传递的物质载体。的表示形式。信号是消息传递的物质载体。351/30/2023 1:51:20 PM目目 录录p1.1 通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念p1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信p1.3 通信发展简史通信发展简史 p1.4 信息及其度量信息及其度量p1.5 通信系统的质量指标通信系统的

30、质量指标361/30/2023 1:51:20 PM1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信37通信系统通信系统数字通信系统数字通信系统基带传输系统基带传输系统调制传输系统调制传输系统基带传输系统基带传输系统调制传输系统调制传输系统模拟通信系统模拟通信系统1/30/2023 1:51:21 PM1.2 通信系统的组成通信系统的组成p模拟通信与数字通信的模拟通信与数字通信的划划分分n1.照照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。统分为模拟通信系统和数字通信系统。n2.按按信源信号参量的取信源信号参

31、量的取值划分值划分(是否是有限是否是有限的来划分的来划分)。u模拟信号：信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的信号。模拟信号：信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的信号。也称连续信也称连续信号号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化或取无穷多个值，而不一，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化或取无穷多个值，而不一定在时间上也连续。定在时间上也连续。u数字信号：是信号参量只能取有限个值的信号。数字信号：是信号参量只能取有限个值的信号。也称离散信号也称离散信号，这个离散，这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。38

32、1/30/2023 1:51:21 PM1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信n模拟信号模拟信号：n数数字信号：字信号：39 (a)话音信号 (b)抽样信号图1-2 模拟信号 (a)二进制信号 (b)2PSK信号图1-3 数字信号1/30/2023 1:51:21 PM1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信p模拟通信系模拟通信系统模型统模型n实际通信系统中可能还有实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线波束成形、控制滤波、放大、天线波束成形、控制等等过程。过程。u模模拟消息拟消息 原始电信号（基带信号原始电信号（基带信号）u基基带信号带信号 已调信号（带通信号）已调信号（带通信号）4

33、0信息源调制器信道解调器受信者噪声源图 1-4 模拟通信系统模型1/30/2023 1:51:21 PM1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信p数字通信系数字通信系统模型统模型n实际通信系统中可能还有实际通信系统中可能还有数字复接、数字复接、同步等。同步等。u信信源编码与译码目的：源编码与译码目的：提高信息传输的有效性提高信息传输的有效性完成模完成模/数转换数转换 u信道编码与译码目的：增强抗干扰能力信道编码与译码目的：增强抗干扰能力u加密与解密目的：保证所传信息的安全加密与解密目的：保证所传信息的安全u数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号数字调制与解调目的：形成适合在信道

34、中传输的带通信号 u同步目的：使收发两端的信号在时间上保同步目的：使收发两端的信号在时间上保持一致。（载波同步、位同步、持一致。（载波同步、位同步、群帧同步、网同步）群帧同步、网同步）41图 1-5 数字通信系统模型1/30/2023 1:51:21 PM1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信42Block diagram of communication systemsSource CodingChannel EncodingDigitalModulationLowpass FilteringCarriermodulationChannelCarrierDemodulationLowp

35、ass FilteringDigitalDemodulationChannel DecodingCarrier&symbol synchronizationChannelEqualizationSource decoding1/30/2023 1:51:21 PM数字通信的主要优点数字通信的主要优点1.抗干扰能力强，可消除噪声积累；抗干扰能力强，可消除噪声积累；2.差错可控，差错可控，可以采用信道编码技术使误码率降低，可以采用信道编码技术使误码率降低，提高传提高传输的可靠性；输的可靠性；3.易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、

36、加工、变换、存储，从而形成智能网；理、加工、变换、存储，从而形成智能网；4.易于集成化，易于集成化，从而使通信设备微型化；从而使通信设备微型化；5.易于加密处理，易于加密处理，且保密强度高。且保密强度高。431/30/2023 1:51:21 PM数字通信系统的缺点数字通信系统的缺点 p信号占用频带宽。信号占用频带宽。如：一路数字电话占用带宽约如：一路数字电话占用带宽约2060kHz 一路模拟电话仅占用带宽约一路模拟电话仅占用带宽约4 kHzp需要严格的同步系统。需要严格的同步系统。数字通信系统及设备比较复杂。数字通信系统及设备比较复杂。p克服数字通信缺点的办法：克服数字通信缺点的办法：提高通

37、信系统提高通信系统利用率利用率（T,W,P）441/30/2023 1:51:21 PM1.2（补充）通信系统分类（补充）通信系统分类p按通信业务分类按通信业务分类：n话务通信；非话务通信（电报通信系统、数据通信系统）话务通信；非话务通信（电报通信系统、数据通信系统）p按调制方式分类按调制方式分类：n基带传输；频带（带通、调制）传输基带传输；频带（带通、调制）传输p按传输媒质分类按传输媒质分类：n有线通信系统；无线通信系统有线通信系统；无线通信系统p按工作波段分类按工作波段分类:n长波通信长波通信;中波通信中波通信;短波通信短波通信;微波通信微波通信;远红外线通信远红外线通信p按信号复用方式分

38、类按信号复用方式分类:n频分复用频分复用FDM，OFDM；时分复用；时分复用TDM;码分复用码分复用CDM;空分空分复用复用SDM;波分复用波分复用WDM;极化波分复用极化波分复用PWDM 451/30/2023 1:51:21 PM1.2（补充）通信系统分类（补充）通信系统分类p需需要区分的几个概念要区分的几个概念 p复用方式复用方式：nFDM，OFDM，TDM，CDM，WDM，SDMn频分复用频分复用FDM，OFDM；时分复用；时分复用TDM;码分复用码分复用CDM;空分空分复用复用SDM;波分复用波分复用WDM;极化波分复用极化波分复用PWDM p双双工方式工方式：nTDD，FDD(Du

39、plex)p多址方式多址方式：nFDMA，TDMA，CDMA461/30/2023 1:51:22 PM表表 1-1 常见的调制方式常见的调制方式 47调 制 方 式 用 途 连续波调制线性调制常规双边带调幅AM广播 抑制载波双边带调幅 DSB立体声广播 单边带调幅SSB 载波通信、无线电台、数传 残留边带调幅VSB 电视广播、数传、传真 非线性调制频率调制FM 微波中继、卫星通信、广播 相位调制PM 中间调制方式 数字调制振幅键控ASK 数据传输 频移键控FSK数据传输相移键控PSK、DPSK、QPSK等 数据传输、数字微波、空间通信 其他高效数字调制QAM、MSK等 数字微波、空间通信 1

40、/30/2023 1:51:22 PM表表 1-1 常见的调制方式常见的调制方式（续）（续）48调 制 方 式 用 途 脉冲调制脉冲模拟调制脉幅调制PAM 中间调制方式、遥测 脉宽调制PDM(PWM)中间调制方式 脉位调制PPM 遥测、光纤传输 脉冲数字调制脉码调制PCM 市话、卫星、空间通信增量调制DM(M)军用、民用数字电话 差分脉码调制DPCM 电视电话、图像编码 其他语言编码方式ADPCM、APC、LPC 中低速数字电话 1/30/2023 1:51:22 PM表表 1-2通信波段与常用传输媒质通信波段与常用传输媒质49频率范围 波 长 名 称传输媒质 典型应用3 Hz30 Hz 10

41、7108 m 极低频ELF 有线线对长波无线电 远程导航、水下通信30 Hz300 Hz 106107 m 超低频SLF 有线线对长波无线电 水下通信300 Hz3 kHz 105106 m 特低频ULF 有线线对长波无线电 远程通信3 kHz30 kHz 104105 m 甚低频VLF 有线线对长波无线电 远程导航、水下通信、声呐30kHz300kHz 103104 m 低频LF 有线线对长波无线电 导航、无线电信标、电力线通信、水下通信 300kHz3 MHz 102103 m 中频MF 同轴电缆短波无线电 调幅广播、移动陆地通信、海事通信、测向、遇险求救3 MHz30MHz 10102

42、m 高频HF 同轴电缆短波无线电 移动无线电话、短波广播、电报、定点军用通信、业余无线电 30MHz300MHz 110 m 甚高频VHF 同轴电缆米波无线电 电视、调频广播、空中管制、车辆、通信、导航 1/30/2023 1:51:22 PM表表 1-2通信波段与常用传输媒质通信波段与常用传输媒质(续续)50频率范围 波 长 名 称传输媒质 典型应用300 MHz 3GHz 10100 cm 特高频UHF 波导分米波无线电 微波接力、卫星和空间通信、雷达 3GHz 30 GHz 110 cm 超高频SHF 波导厘米波无线电 微波接力、卫星和空间通信、雷达 30GHz 300 GHz 110

43、mm 极高频EHF 波导毫米波无线电 雷达、微波接力、射电天文学 300GHz 3THz 0.11 mm 亚毫米波 波导毫米波无线电 未划分、实验用43THz 430 THz 7m 0.7m 红外 光纤激光空间传播 光通信系统 430THz 750 THz 7m 0.4m 可见光 光纤激光空间传播 光通信系统 750THz 3000THz 0.4m 0.1m 紫外 光纤激光空间传播 光通信系统 1/30/2023 1:51:22 PM1.2（补充）通信方式（补充）通信方式p按消息传递的方向与时间关系划分按消息传递的方向与时间关系划分51发端信 道收端发端信 道收端发端收端(a)(b)发端信 道

44、收端发端收端信 道(c)图 1-6 单工、半双工和全双工通信方式示意图(a)单工；(b)半双工；(c)全双工1/30/2023 1:51:22 PM1.2（补充）通信方式（补充）通信方式p按数字信号排列顺序划分按数字信号排列顺序划分52发送设备接收设备101(b)发送设备接收设备(a)图 1-7 并行和串行通信方式示意图(a)并行传输；(b)串行传输1/30/2023 1:51:22 PM1.2（补充）通信方式（补充）通信方式p按通信网络形式划分按通信网络形式划分53图 1-8 按网络形式划分的通信方式 (a)点点直通方式；(b)点多点分支方式；(c)多点多点交换方式 1/30/2023 1:

45、51:22 PM1.2（补充）现代通信网的分层结构（补充）现代通信网的分层结构54A P 数 据数 据 单 元数 据 单 元数 据 单 元数 据 单 元数 据 单 元帧比 特 流分 组报 文A P 数 据76543217654321物 理 媒 体A PaA PbAP：Access Provider1/30/2023 1:51:22 PM1.2（补充）现代通信网的分层结构（补充）现代通信网的分层结构p按功能划分按功能划分55 应用层应用层业务层业务层传送层传送层支支撑撑网网各种信息应用各种信息应用传送各种信息传送各种信息传送手段和基础设施传送手段和基础设施信令网信令网同步网同步网电信管理网电信管

46、理网1/30/2023 1:51:22 PM1.2（补充）现代通信网的分层结构（补充）现代通信网的分层结构n现代通现代通信网的信网的接口接口结构结构56Core NetworksTMNAccess NetworksAcess NodeCustomer Premises Network Q3Q3UNISNI1/30/2023 1:51:23 PM目目 录录p1.1 通信和通信系统的一般概念通信和通信系统的一般概念p1.2 模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信p1.3 通信发展简史通信发展简史 p1.4 信息及其度量信息及其度量p1.5 通信系统的质量指标通信系统的质量指标571/30/2023

47、1:51:23 PM1.3 通信发展简史通信发展简史 p电话：电话：n1876，Bell Corp.，invention n1881,John,twisted pair of wiresn1887,Charles,thin glass fiber n1892,Alman,automated switchingn1946 Coaxial cable usedn1950,Microware radio systemn1958 Undersea cablen1962,TDM introduced581/30/2023 1:51:23 PM1.3 通信发展简史通信发展简史 p无无线发展史：线发展史：n

48、1864 Maxwell,equations for electromagnetic wavesn1887 Hertz,radio waves observed n1893 Tesla,tuned spark-gap transmitter&receivern1901 Marconi,transmuted radio signal across Attaintn1920 Frank,Broadcast Radion1948 Shannon，a famous paper:“A Mathematical Theory of Information”591/30/2023 1:51:23 PM1.3

49、 通信发展简史通信发展简史 p初初级阶段（级阶段（110年）年）n1838 有线电报有线电报 （sos）n1876 电话电话n1894 无线电报无线电报n1918 AM广播广播n1936 FM广播广播n1938 TV广播广播n19401945 雷达、微波通信雷达、微波通信601/30/2023 1:51:23 PM1.3 通信发展简史通信发展简史 p近近代通信阶段代通信阶段（50年年）n1948 香农香农“信息论信息论”n1958 通信卫星通信卫星n60年代年代 IC、彩电、数字通信、电子计算机、彩电、数字通信、电子计算机n70年代年代 LSI（大规模集成电路）、（大规模集成电路）、商用通信卫

50、星、数字程控交换机、商用通信卫星、数字程控交换机、分组交换网协议分组交换网协议611/30/2023 1:51:23 PM1.3 通信发展简史通信发展简史 p现代通信阶段（现代通信阶段（30年）年）n80年代年代 光纤通信、移动通信、光纤通信、移动通信、ISDN网研制、因特主干网网研制、因特主干网n90年代年代 各种先进的通信网各种先进的通信网络络u类型多样化类型多样化、规模大型化、业务综合化、规模大型化、业务综合化u信息高速公路信息高速公路nNGN:下一代网络下一代网络u技术上更为先进的网络技术上更为先进的网络u提供更为先进业务的网络提供更为先进业务的网络621/30/2023 1:51:2