(完整版)王兴亮数字通信原理.ppt

第1章绪论 1.1通信的发展

1.1.1通信发展简史
表情和动作
语言和文字
古代的烽火台、金鼓、锦旗和航行用的信号灯
19世纪后，人们开始试图用电信号进行通信通信发展的三个阶段：
借助电信号实现从一地向另一地进行消息传递的通信的历史可追溯到19世纪初期，从1600～1750年研究电磁现象开始到19世纪40年代，为通信理论基础准备阶段。从19世纪40年代开始通信才进入实用阶段。大致可划分为三个阶段：
1、通信的初期阶段
1838年摩尔斯发明电报到1948年香农提出信息论功10年，主要是有线通信、无线通信、广播电视、雷达和微波通信等方面的发展，此阶段为模拟通信为主。2、近代通信阶段
1948年到20世纪80年代光纤通信系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字传输理论及技术、彩色电视、卫星电视等方面的发展，此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。
3、现代通信阶段
20世纪80年代商用通信卫星、程控数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20多年，主要是卫星通信、光纤通信、移动通信、多媒体通信等多方面的发展，数字通信进入寻常百姓家。1.1.2通信技术的发展与展望
通信技术的发展主要体现在电缆通信、微波中继通信、光纤通信、卫星通信、移动通信等几个方面。
1.电缆通信
最早发展起来的通信手段。
电缆通信主要采用模拟单边带调制和频分多路复用(SSB／FDM)技术。
由于光纤通信的发展，同轴电缆逐渐被光纤电缆所取代。2.微波中继通信
始于20世纪60年代
优点：易架设，建设周期短等。
它是目前通信的主要手段之一，主要用于传输长途电话和电视节目，目前模拟电话微波通信容量每频道可达6000路，其调制主要采用SSB/FM/FDM等方式。
数字微波成为微波中继通信的主要发展方向。同时要不断增加系统容量，增加容量的途径是向多电平调制技术发展。采用多电平调制，在40MHz的标准频道间隔内可传送1920~7680路脉冲编码调制数字电话，赶上并超过模拟微波通信容量。3.光纤通信
光纤通信是以光导纤维(简称光纤)为传输媒质、以光波为载波的通信方式。
优点：容量大、频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强、通信质量高等，且成本低，与同轴电缆相比可以节约大量有色金属和能源。光纤通信已成为各种通信干线的主要传输手段。
光纤通信的主要发展方向是单模长波长光纤通信、大容量数字传输技术和相干光通信。4.卫星通信
卫星通信的特点是通信距离远，覆盖面积大，不受地形条件限制，传输容量大，建设周期短，可靠性高。
目前，卫星通信的使用范围已遍及全球，仅国际卫星通信组织就拥有数十万条话，卫星通信已成为国际通信的主要手段。卫星通信的广泛使用，是国际间重大活动能及时得以实况转播，它使全世界人与人之间的“距离”缩短。
我国自20世纪70年代起，开始将卫星通信用于国际通信，从1985年起开始发展国内卫星通信。至今，我国已发射5颗同步通信卫星，。卫星通信中目前大量使用的是模拟调制及频分多路和频分多址技术。如同其他通信方式一样，其发展方向也是数字调制、时分多路和时分多址。5.移动通信
移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段，它是随着汽车、飞机、轮船、火车等交通工具的发展而同步发展起来的。近年来，在微电子技术和计算机技术的推动下，移动通信从过去简单的无线对讲或广播方式发展成为一个把有线、无线融为一体，固定、移动相互连通的全球范围的通信系统。
目前广泛应用的是第二代移动通信系统，采用窄带时分多址(TDMA)和窄带码分多址(CDMA)数字接入技术，已形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS－95系统、日本的PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。第三代移动通信系统工作在2000MHz频段，国际电信联盟正式将其命名为IMT－2000。IMT－2000的目标和要求是:统一频段，统一标准，达到全球无缝隙覆盖，提供多媒体业务，传输速率最高应达到2Mb／s，其中，车载为144kb／s、步行为384kb／s、室内为2Mb／s，频谱利用率高，服务质量高，保密性能好；易于向第二代系统过渡和演进；终端价格低。
第三代移动通信系统(简称3G)目前有三种方案比较成熟，即日本提出的W－CDMA系统、美国提出的CDMA2000系统和中国提出的TD－SCDMA系统。 1.2通信的概念
1.2.1通信的定义
把利用电子等技术手段，借助电信号(含光信号)实现从一地向另一地进行消息的有效传递和交换称为通信。
举例
打电话，它是利用电话(系统)来传递消息；两个人之间的对话，亦是利用声音来传递消息，不过只是通信距离非常短而已。通信从本质上讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地