《通信工程》基础知识简介.docx

通信工程通信工程专业、通信(Communica tion)ITU定义：通信是按照一致同意的约定传递（Transfer）信息Information）传递：指信号通过整个电信网络全程的过程传递克服时间和空间限制 传输、发送和/或接收（ Transmission and/or Emission and Reception） 信息：消息、情报、资料、数据、信号等包含的内容电信网络全程由“连接”构成，包括传输系统、复用系统和交换系统信 息只有交换有意义传输：指信号通过传输系统的过程 情报：是指对消息或资料进行整理和归类产生信息，信息经过分析并且升 华到决策与行动建议信息：包含在消息、资料或数据中，由媒体承载，由信号传递信息包含 情报电信( Telecommun i cat i on )合适｝1、 ITU定义：电信是利用有线、无线、光或其他电磁系统传递承载情报的 媒体的信号电磁系统包括传输系统、复用和交换设备（电信设备）媒体：分为承载电磁波传播的媒体和承载信息传递的媒体（单媒体、多媒 体和流媒体）信号：模拟信号与数字信号、多电平与二电平信号、低频信号与高频信号 多进制与二进制信号传递方式：分为同步传递方式（STM）与异步传递方式（ATM）（传递数字 体系）通信：包括电信、会议、书报、文娱、邮政、其他。

2、 电信系统：厂有效性：传输有效性（bit/s）、时间和空间有效性通信与电信的基本问题彳 可靠性：传输性能可靠性（误码率）、设备可靠性 -安全性：信号（保密）安全、网络安全、内容安全通信系统：将一个用户的信息传递到另一个用户的全部设施 通信网络：通信系统的系统个人通信（最终目标）：WhoeverWheneverWhereverWhateverWhomever三、科学、技术与工程1、科学：目的是探索、认知、发现自然界的规律和人类社会的规律，它是一种认知 性的目的是探索和发现，它没有创新2、技术：科学指导下的一种文明，也可以是实践当中产生的发明目的是为人类找 到可以制作出产品的某种加工工艺3、工程：一种核心技术或多种核心技术在配套技术的支撑下的一种集成他为社会 和人类提供产品，提供可以服务的装置和平台4、专业： 译自俄文，指中国、苏联等国高等教育培训学生的各个专门领域，大体相 当于《国际教育标准分类》的课程计划（Program）或美国高等学校的主修（Major）《教育大辞典》“专业”指高等学校的一个系或中等专业学校里，根据科学分工或生产部 门的分工把学业分成的门类《现在汉语词典》专业也称为专业性职业（Professional Occupation），专业性职业具有 一个共性，每一个专业都有一个科学的知识体系（A Scien tific Knowledge Base）。

“论高等教育中的专业设计”课程计划：按照其教学内容确定的，是为完成预先确定的某项目标或明确 规定的一组教育任务而组织的有一定排列顺序的教育活动目标可以是为进行 更高级的学习做准备，为取得从事某种或数种职业所需要的资格，或者是为增 长知识及理解力《国际教育标准分类》英文“Major”（主修）直接对应我们的“专业”，它仅是一个系列化的、 有一定逻辑关系的课程计划（Program），相当于我们所说的课程体系，学生修 完这一系列的课程就被认为具有一定的知识素养和技能，就成为这一 “Major” 的毕业生美国高等学校把柔性的课程组织当作专业，专业背后没有对应的实 体，没有单独归属的师资、专用教室、实验室及仪器设备……，也就是说，在 美国高等学校，专业完全不是一个实体组织高等学校‘专业'内涵研究”四、通信工程的发展1906 年电子管发明开启电子时代—无线广播、无线通信诞生1947 年晶体三极管发明开启固体电子学时代—（前后）雷达、电视诞生1958 年集成电路诞生开启微电子时代—移动通信、彩色电视大发展1964 年激光发明开启光电子时代—大规模集成电路、卫星、个人电脑、互 联网，进入知识经济时代没有电子信息技术，人类只能停留在工业化时期。

通信作为电信是从 19世纪 30 年代开始的物理发现通信技术发展1831年法拉第电磁感应1837年莫尔斯发明电报1873年马克斯韦尔电磁场理论1876年贝尔发明1895年马可尼发明无线电开辟了电信（Telecommunication）的新纪元物理发现通信技术发展1906年发明电子管模拟通信得到发展开辟了模拟通信的新纪元1928年奈奎斯特准则和取样定理 1948年山农定理 在理论上为数字通信准备了条件物理发现通信技术发展20世纪50年代发明半导体数字通信得到发展20世纪60年代发明集成电路开辟了数字通信的新纪元物理发现通信技术发展20世纪50年代航天技术20世纪40年代提出静止卫星概念，但 无法实现1963年第一次实现同步卫星通信开辟了空间通信的新纪元物理发现通信技术发展20世纪60年代发明激光企图用于通信，未成功20世纪70年代发明光导纤维光纤通信得到发展开辟了光纤通信的新纪元五、通信发展的启示1、通信传输始终是最活跃的技术领域，物理上的新进展都可能在通信上找 到新用途，从而形成新的通信产业2、通信传输的新要求又将推出物理和器件的进展，促使人们去研究发展新 的物理机理来满足信息传输的需要。

3、一个优秀的通信工程师和研究人员，必须对物理学和器件技术的新进展 十分感兴趣，并善于抓住新方向、新突破口迎接通信技术的革命六、通信的频谱环境长波30〜300KHz10〜1km中波0.3 〜1.5MHz1000〜200m短波1.5 〜30MHz100〜10m超短波：米波30〜300MHz10〜1m微波：分米波0.3 〜3GHz100〜10cm厘米波3〜30GHz10〜1cm毫米波30〜300GHz10〜1mm亚毫米波300〜3000GHz1〜0.1mm光波红外光3X103 〜3X105GHz100〜1 口 m可见光3X105 〜3X106GHz0.8 〜0.4口m七、通信的应用1、短波/超短波通信天波（电离层）：数据/、单边带地波：小型接力机、单双工电台、对讲机短波电离层通信短波/超短波地面通 信特点：超远距禺、灵活机 动、容量小、质量差绕射能力、灵活机 动、隐蔽性好、容量 小、质量较差用途：海外使馆、远洋船 队、边防哨所、应急 通信陆军电台、对空电 台、特种通信（武 警、公安）、无绳电 话2、微波通信微波接力（模拟数字）、散射/点对多点微波电视、、数据微波接力散射微波通信点对多点微波特点：容量大、质量 好、视距传播 条件衰落时变信 道、距禺远、 频带较窄、质 量较差用途：中小容量微 波、SDH大容量 微波、扩频微 波、高频段微 波军用、民用无线集中器、 无限用户环3、卫星通信高轨道（同步静止）、中轨道、地轨道电视、、数据高轨道卫星通信中低轨道卫星通信特点：同步轨道、静止卫 星、容量大、质量 好、功率受限通道距离近、地面设备简 单灵活、非静止轨 道，要求跟踪用途：国际长途、海事卫 星、电视广播、军事 通信非实时信息传送、遥 感、侦测、卫星移动 通信4、移动通信蜂窝、无绳、无线数据、集群系统、寻呼系统、卫星移动系统蜂窝系统其他无线移动系统寻呼系统无线通信最成功的应 用第一代：模拟 第二代：数字 第三代：多媒体集群系统 无绳系统 无线数据系统 无限ATM系统 无限IP系统无线通信最大众化的 应用八、21 世纪电信网的发展趋势20世纪21世纪业务方式以音频为主的单媒体以视频为主的多媒体干线传输微波光纤用户传输有线无线复接方式PDHSDH交换模式STMATM/IP网络方式三网鼎力三网合一（计算机网 络、移动通信网络、广播电视网）1、面向21世界通信的三大革命1） 以干线（包括部分支线）传输光纤化为标志的光纤革命。

2） 以 SDH、ATM 和 IP 为标志的数字革命3） 以个人通信和无线接入为标志的无线革命2、面向21世界通信的两大通信平台光纤通信平台无线通信平台超大容量、超长距离宽带、移动关键技术波分复用、光纤放大器CDMA、智能天线、软件 无线电IP over？3、无线通信面临的挑战及发展机会（1）光纤通信对无线通信的巨大冲击① 巨大带宽② 超低损耗③ 较低成本未来信息高速公路的主干道，还有Fiber To The Home （FTTH,光纤到户） 的趋势2）无线通信的发展机遇（无限革命）① 灵活性② 抗灾性③ 移动性基本框架20世纪通信网21世纪通信网中继线无线为主（微波、卫 星）包括部分有 线（电缆）天上有线为主（光缆） 包括部分无 线（微波、卫星）地上用户线有线为主 （市话电 缆） 包括部分无 线（无线电 话）地上无线为主 包括部分有 线天上九、个人通信（一）个人通信的定义1986年CCIR制订FRLMTS，以个人全球通信为目标，首次提出个人通信概 念1986年CCIR讨论UPT （全球通用个人通信）1989年英国政府发放许可证建立双向个人通信网，首次出现PCN名词90年代以来，美国提出个人通信业务（PCS），或个人通信系统（PCS）。

CCITT：1、 个人的移动性和终端移动性分开2、 着重于人的移动性，用户号码可以在任何终端上使用3、 无线接入不是必要的条件CCIR、欧洲 PCN、美国 PCS：1、 个人的移动性靠终端的移动性实现2、 移动通信网作为个人通信网的底层网络结构3、 无线接入是必要的条件以无线接入为基础的个人通信叫做无线个人通信（Wireless Personal Communication）无线接入关键技术多址 蜂窝 有效性与可靠性 信令与空间接口组网特点高层无线接入蜂窝范围大 快速移动 功率大复杂的信道处理（纠错、均衡、 分集）无线交换 成本高 低速语音编码低层无线接入蜂窝范围小 慢速移动 功率小 简单的信道处理 有线交换 成本低中速语音编码（32Kb/s ADPCM）（二） 无线ATM1、 无线ATM的发展背景① ATM方式是未来通信发展的必然趋势② 可移动多媒体业务的发展与普及③ 无线频谱资源的更加合理利用2、 无线ATM的技术关键① 窄带化技术（低到几Mb/s）② 抗误码技术③ 按信源的信息量动态地分配带宽3、 无线ATM的应用前景① 军事通信② 多媒体通信（三） 扩频技术1、扩频多址技术的缺点：非正交性（Non-orthogonality）优点：坚韧性 （Robustness）2、坚韧性体现在：抗多径抗干扰蜂窝分割的频率再用扇区分割的频率再用3、前沿技术：时空联合处理智能天线多用户检测（四。