现代通信技术的基本原理

现代通信技术基础

学院：工商管理学院

专业：电子商务（2）

姓名： 朱 松

学号：2009010330

2010年4月19日

人类进行通信的历史已很悠久。早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。现在还有一些国家的个别原始部落，仍然保留着诸如击鼓鸣号这样古老的通信方式。在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。

19世纪中叶以后，随着电报、电话的发有，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列铁技术革新，开始了人类通信的新时代。

1837年，美国人塞缪乐.莫乐斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。他利用自己设计的电码，可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地，再转换为原来的信息。1844年5月24日，莫乐斯在国会大厦联邦最高法院会议厅进行了“用莫尔斯电码”发出了人类历史上的第一份电报，从而实现了长途电报通信。

1864年，英国物理学家麦克斯韦（J.c.Maxwel）建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。

1875年，苏格兰青年亚历山大.贝尔（A.G.Bell）发明了世界上第一台电话机。并于1876年申请了发明专利。1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验，并获得了成功，后来就成立了著名的贝尔电话公司。

现代通信技术

预修课程：通信原理、模拟电子电路、数字电路与逻辑设计

教学目的和要求：

本课程是通信、电子类专业的研究生学科基础选修课，通过本课程的学习使学生从全程全网和网络融合的角度理解各类先进的通信技术。力争使学生构建具有科学性、系统性、新颖性和先进性的知识结构与内容体系，强调工程方法论基本思想的学习与培养，不仅使学生能够在网络分层概念基础上学习到各类先进的通信技术知识，更重要的是培养学生掌握科学的研究方法和迅速学习新知识的能力。

熟悉现代通信技术组成，掌握通信基础理论，其中包括：数字通信的基本理论、模拟信号的信源编码、差错控制编码和数字传输的基础理论。掌握现代通信技术，其中包括：数字复接技术、光纤通信技术、移动通信技术、卫星通信技术和现代通信网络技术。

内容提要：

第一章 现代通信技术概述

通信系统的构成；现代通信技术；传输技术及其发展；网络技术

第二章 数字通信简介

模拟通信和数字通信；通信系统的主要性能指标；数字通信的发展概况

第三章 模拟信号的信源编码

抽样原理；脉冲编码调制（PCM）；自适应差值脉冲编码调制（ADPCM）

第四章 差错控制编码

差错控制方式；常用的检错码；线性分组码；循环码

第五章 数字信号的传输

数字信号传输的基本理论；基带传输基本理论；频带传输基本理论（数字调制）

第六章 数字复接原理

PDH数字复接；高次群数字复接；数字数据传输方式；SDH数字复接；SDH的复用原理；SDH同步网；SDH同步网的主要设备

第七章 光纤通信技术

光纤通信的特点；光纤通信系统的组成；光纤与光缆；光纤的导光原理和传输特性；光纤数字通信系统；光数字发送和接收机；光中继器；相干光通信和光波分复用

第八章 移动通信技术 移动通信的发展与应用；移动通信系统的组成和工作方式；公众移动通信网；GSM系统结构；GSM网络功能；CDMA系统的一般原理；CDMA直接序列扩频通信系统；CDMA网络结构；CDMA系统特性

现代通信技术的定义

现代通信技术是指利用现代电子技术、计算机技术以及相关的基础理论，实现信息传输、交换、处理等功能的技术体系。

1. 信息传输方面

- 涵盖了多种传输介质和方式。例如，通过光纤进行高速、大容量的数据传输。光纤通信利用光在光纤中的全反射原理，将携带信息的光信号在光纤中进行远距离传输。由于光的频率高，所以光纤通信能够提供极大的带宽，满足现代社会对海量数据传输的需求，如互联网数据中心之间的数据交互、高清视频的长距离传输等。

- 无线通信也是现代通信技术传输的重要组成部分。像我们日常使用的移动通信技术（如4G、5G），通过无线电波在空气中传播信息。4G技术实现了移动宽带化，让用户能够流畅地观看视频、进行视频通话等；而5G技术更是将传输速度提升到了一个新的高度，其峰值速率可达10 - 20Gbps，能够支持物联网、自动驾驶等对低时延和高带宽要求极高的应用场景。

2. 信息交换方面

- 现代通信网络中的交换机起到了关键的信息交换作用。在传统的电路交换网络中，交换机根据呼叫请求建立连接，在通信期间为通信双方独占物理线路，就像打电话时，电话交换机为通话双方建立起一条专用的电路通道，直到通话结束。而现代的分组交换网络则不同，它将数据分成一个个小的分组（Packet）进行传输，每个分组独立地在网络中寻找路径到达目的地，然后再重新组合成原始数据。这种方式提高了网络资源的利用率，例如在互联网中，数据以分组的形式在路由器等网络设备间进行交换，使得多个用户可以共享网络资源。

3. 信息处理方面

- 现代通信技术包含了对信息的编码、加密、压缩等处理操作。编码技术用于将原始信息转换为适合在通信信道中传输的信号形式。例如，在数字电视广播中，视频和音频信号经过编码后才能通过无线或有线网络进行传输。加密技术则是为了保证信息的安全性，防止信息在传输过程中被窃取或篡改。如在网上银行交易中，用户的账户信息和交易数据会经过加密处理后再在网络中传输。信息压缩技术能够减少信息的数据量，提高传输效率。像JPEG图像压缩技术，可以在保证图像质量的前提下，大大减小图像文件的大小，方便图像在网络中的快速传输。

通信原理通俗讲解

通信原理是现代通信领域中一个非常重要的基础学科，它涉及到了从人类古代的烟信号，到现代的各种通信方式与技术，包括有线通信、无线通信、网络通信等。下面将通过通俗易懂的方式来解释通信原理的基本概念、原理和应用。

通信原理的基本概念

通信是一种信息传递的过程，它包含了两个重要概念，“发送方”和“接收方”。通信过程中，发送方需要把要传递的信息（比如声音、图片、文字等）编码成可以通过传输介质（比如有线电缆、空气、光纤等）进行传输的格式，并通过发送端的发射设备进行发射；接收方则需要通过接收端接收到发送方发射的信号，并把信号解码还原成原始的信息格式，从而完成信息的传输过程。整个通信过程中，发送方和接收方需要共同遵守一定的协议，比如传输速率、数据格式、校验机制等，以保证信息传输的正确性和完整性。

通信原理的基本原理

通信的实现依赖于信号的传输，而信号的传输有两种方式，即“模拟信号”和“数字信号”。模拟信号是指连续变化的信号，比如语音、图像等，而数字信号是指离散的信号，通常以0和1来表示。在通信过程中，模拟信号需要经过“模拟-数字转换器”将其转换为数字信号，然后通过传输介质进行传输。接收端需要对接收到的数字信号进行还原，即“数字-模拟转换器”，从而得到原始的模拟信号。这个过程被称为“数字信号处理”，是当今通信技术的基础之一。

通信原理的应用

通信技术在当今社会中已经得到了广泛的应用，比如电话、短信、互联网、卫星通信、军事通信等。其中，互联网是当今普及最广的通信方式之一，它是由全球性的计算机网络构成，创造了无数种形式的沟通方式，成为当今人类社会中至关重要的通信工具。另外，随着移动设备和无线通信技术的飞速发展，人们可以通过手机、平板电脑等便携式设备随时随地实现“即时通信”，促进了社会信息的传播和交流，使人们的生活更加便利和高效。

尽管通信原理已经得到了广泛应用，但是它仍然有很多挑战需要克服，比如通信速率、传输距离、安全性等方面。未来，随着科技的不断发展，人们会创造出更加高效、安全、智能的通信技术，促进人类社会的进一步进步和发展。