现代通信理论与技术
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现代通信原理与技术现代通信原理与技术随着科技的快速发展,现代通信原理与技术在我们的生活中扮演着重要的角色。
无论是手机通话、互联网、电视广播还是社交媒体,我们离不开通信技术的支持。
本文将从几个方面介绍现代通信原理与技术,以及它们对我们的生活的指导意义。
首先,现代通信技术的原理是基于信息传输的。
通信的目的是传递信息,而这一过程涉及到信息的编码、调制、解调以及传输等多个环节。
通过合理地利用不同传输媒介,如电磁波、光纤和卫星通信,我们能够实现信号的快速、高效传输。
这样,无论是通过电话进行语音通话,还是通过互联网发送电子邮件,我们都可以在世界各地与他人畅通无阻地交流。
其次,现代通信技术的发展为我们的生活带来了巨大的便利。
随着智能手机的普及和移动互联网的快速发展,我们无需受制于时间和空间的限制,随时随地与他人进行语言和文字的交流。
通过社交媒体平台,我们可以与朋友分享照片和状态,了解彼此的生活动态,实现更广泛的社交交流。
此外,现代通信技术的应用使得远程办公、远程学习、远程医疗等成为可能,使我们的生活更加便捷和灵活。
再次,现代通信技术的不断创新也为科学研究和工业生产提供了强有力的支持。
无线通信、光纤通信、卫星通信等领域的不断突破和升级使得我们能够更好地收集和传递数据。
这为科学家们的研究提供了丰富的信息和更广阔的合作平台。
在工业生产中,通信技术的应用不仅提高了生产效率,而且提供了更多的自动化和智能化的解决方案,使得生产过程更加高效、精准和可控。
最后,现代通信原理与技术对我们的生活具有重要的指导意义。
它提醒我们要不断关注和学习新的通信技术,以顺应时代的发展潮流。
同时,我们也需要明确通信技术的应用范围和限制,避免技术带来的侵犯隐私和信息泄露等问题。
此外,我们应该培养良好的信息素养,提高对信息真实性和可靠性的判断能力,不盲目相信和传播未经证实的信息。
总之,现代通信原理与技术在我们的生活中起到了至关重要的作用。
它不仅使得我们能够与他人进行便捷的沟通和交流,而且为科学研究和工业生产提供了强有力的支持。
现代通信原理与技术第五版书里讲的那些通信原理啊,其实没那么难理解。
就好比把通信想象成一场超级有趣的接力赛。
信号就是那个接力棒,从一个地方传到另一个地方。
在这个过程中,有好多“小助手”在帮忙。
比如说编码,这就像是给信号穿上一件特制的衣服,让它能在传输的道路上健步如飞,还不会被路上的“小怪兽”(干扰)给破坏掉。
再说说调制,这可太有意思啦。
它就像是给信号化个妆,让它能够适应不同的传输环境。
就像咱们人,在不同的场合要穿不同的衣服一样。
信号经过调制后,就可以在各种信道里欢快地奔跑啦。
什么是信道呢?信道就像是信号的高速公路,有有线的,像咱们家里的网线;还有无线的,就像手机信号在空中传播的那种。
这本书里还提到了好多通信技术的发展。
哇塞,从以前那种很古老的通信方式,到现在超级先进的5G技术,简直就像坐了火箭一样的变化。
以前的人要是想跟远方的人联系,那可费劲啦,写信得等好久才能收到回信。
哪像现在,咱们随时随地都能视频通话,感觉就像对方就在身边一样。
而且哦,通信技术的发展还改变了咱们的生活方式呢。
比如说网上购物,咱们能轻松地在各种电商平台上挑选自己喜欢的东西,这背后全靠通信技术在默默地支撑。
还有在线学习,不管咱们在世界的哪个角落,只要有网络,就能学到各种知识。
这时候的通信技术就像是一个无所不能的魔法桥梁,把我们和世界连接起来。
在看这本书的时候,我就感觉像是在跟一群超级聪明的通信专家聊天。
他们用很通俗易懂的方式给我讲那些复杂的知识。
有时候我遇到不懂的地方,就感觉像是在跟他们撒娇说:“这个我不太明白啦。
”然后再仔细看看书里的解释,就又恍然大悟了。
宝子们,要是你们对通信感兴趣,或者就是想知道咱们每天都在用的手机、网络背后到底是怎么回事,那就一定要看看这本书呀。
它会让你发现,通信这个世界真的是超级奇妙,充满了无限的可能呢。
而且在这个探索的过程中,你会感觉自己像是一个勇敢的探险家,在知识的海洋里发现一个又一个的新大陆。
现代通信理论与新技术(一)目录第一章绪论 (2)1.1 卫星通信简介 (3)1.2 光纤通信简介 (3)1.3 移动通信简介 (4)第二章光纤传输网技术 (6)2.1 基本概念 (6)2.2 光纤通信的基本原理 (7)2.3 SDH光传输网 (11)2.4 大容量光传输技术 (13)2.4.1 波分复用 (13)2.4.2 光时分复用(OTDM)技术 (14)2.4.3 光码分复用(OCDM)技术 (15)2.4.4 光交换技术 (15)第三章数字微波通信技术 (16)3.1 基本概念 (16)第一章绪论按消息传送的方向与时间划分(单工通信、半双工通信和全双工通信)有线信道:通信损害是噪声无线信道:通信损害主要是干扰多路复用:频分多路复用(FDM)和时分多路复用(TDM),另外还有统计时分多路复用(STDM)和波分多路复用(WDM)技术。
STDM根据用户实际需要动态地分配线路资源,因此也叫动态时分多路复用或异步时分多路复用。
分类:WDM系统按工作波长的波段不同可以分为两类:一类是在整个长波长波段内信道间隔较大的复用,称为粗波分复用(CWDM);另一类是在1550nm波段的密集波分复用(DWDM)。
构成形式:WDM系统基本构成主要有两种形式:即双纤单向传输和单纤双向传输。
噪声:信道中不需要的电信号的统称*加性噪声:人为噪声、自然噪声(包括雷电、磁暴、宇宙射线、太阳黑子)、热噪声随机噪声:单频噪声脉冲噪声起伏噪声1.1卫星通信简介同步轨道是卫星处于地球赤道上空35860km处的圆形轨道,卫星在这个轨道上绕地球一周的时间恰好为24个小时,卫星与地球处于相对静止状态,两者同步运行,这种卫星也称为地球同步卫星。
低轨道:200-2000KM中轨道:2000-20000KM卫星通信的缺点:有星蚀和日凌中断现象。
1.2光纤通信简介光缆出厂长度为1~5 km。
再生站:弥补光波在传输过程中的损耗,光纤通信的优点:(1)传输频带宽,通信容量大。
现代通信技术专业课程表第一学期1. 通信原理与技术- 课程简介:介绍通信系统的基本原理和技术,包括信号传输、调制解调、编解码等内容。
- 主要内容:信号与系统、调制与解调技术、数字通信基础、编码与解码原理等。
- 学习目标:了解通信系统的基本原理,掌握调制解调技术,理解数字通信的基本概念。
2. 电磁场与微波技术- 课程简介:介绍电磁场的基本理论和微波技术的应用,包括电磁波传输、天线设计等内容。
- 主要内容:电磁场理论、电磁波传输、微波器件与电路、天线设计等。
- 学习目标:掌握电磁场的基本理论,了解微波技术在通信系统中的应用。
3. 数字信号处理- 课程简介:介绍数字信号处理的基本概念和算法,包括数字滤波、谱分析等内容。
- 主要内容:离散时间信号与系统、数字滤波器设计、谱分析、数字信号处理算法等。
- 学习目标:理解数字信号处理的基本概念,掌握数字滤波和谱分析的基本方法。
第二学期1. 光纤通信技术- 课程简介:介绍光纤通信的原理和技术,包括光纤传输、光纤放大等内容。
- 主要内容:光纤的基本原理、光纤传输特性、光纤放大技术、光纤通信系统等。
- 学习目标:了解光纤通信的基本原理,掌握光纤传输和光纤放大的技术。
2. 无线通信技术- 课程简介:介绍无线通信的基本原理和技术,包括调制解调、无线信道等内容。
- 主要内容:无线通信系统、调制解调技术、无线信道特性、无线网络等。
- 学习目标:了解无线通信的基本原理,掌握无线调制解调和无线信道的特性。
3. 通信网络与协议- 课程简介:介绍通信网络的结构和协议,包括互联网、传输控制协议等内容。
- 主要内容:通信网络结构、互联网协议、传输控制协议、网络安全等。
- 学习目标:了解通信网络的基本结构,掌握互联网协议和传输控制协议的工作原理。
以上是现代通信技术专业的典型课程表。
通过这些课程的学习,学生将全面了解通信系统的原理和技术,掌握通信设备的设计与调试方法,为未来从事通信领域的工作打下坚实的基础。
现代通信原理与技术的读书笔记和读后感《现代通信原理与技术》读后感读《现代通信原理与技术》这本书像是一场充满挑战与惊喜的旅程。
刚翻开这本书的时候,我感觉像是进入了一个全新的世界。
那些密密麻麻的公式和陌生的概念,说实话,有点唬人。
就比如在学习模拟通信系统中的调制解调部分,看到什么调幅、调频、调相的时候,我当时就有点懵。
我想作者想表达的肯定是这些调制方式背后复杂而又精妙的原理,但是对我来说理解起来相当困难。
不过,读到数字通信系统那一块儿时,真的特别触动我。
与模拟通信相比,数字通信所具有的抗干扰能力强这个特点,让我印象深刻。
就像我们平常使用的手机网络,如果没有这种强大的抗干扰能力,我们可能随时随地都会面临信号中断或者通话、上网质量奇差的情况。
这让我想起有一次我在地下室,模拟信号的广播几乎听不到任何声音,但是我的手机却还能正常通话和收发信息,我突然明白了数字通信是多么的重要。
在看书的过程中,我对信道编码这块儿也产生了很多感悟。
不同的信道编码方式就像是不同的工匠有着不同的技艺一样。
冗余信息的添加这个概念看起来很奇怪,为什么要特意加上看似多余的信息呢后来我明白了,这是为了能够在信道传输过程中检测和纠正错误。
这和我们生活中的事情也有相似之处。
你在做一件复杂的任务时,有时候需要做一些额外的准备或者备份,虽然看起来多余,但关键时候能起大作用。
书中关于通信网的章节也很有意思。
它让我看到了一个庞大的通信系统是如何构建的,从本地网到长途网,就像一个巨大的蜘蛛网一样连接着每一个地方。
我觉得作者想表达的就是通信已经远远不是简单的点到点的信息传递,而是一张互联互通的大网。
读完这本书后,我对现代通信有了全新的认识。
它不仅让我了解了基本原理,更启发我在未来的学习或者工作中,也要像通信技术那样不断地优化自己、增加抗干扰能力。
而且在面临复杂的问题时,要像信道编码一样,做好冗余准备,确保万无一失。
总的来说,这本书虽然有些难懂,但收获满满。
第1章现代通信理论与技术概述1。
1 现代通信1.1。
1 信息与通信*“信息”的概念:①日常生活中的“信息”概念:消息,情报,知识,情况②信息科学中的“信息”概念:对客观事物运动状态和主观思维活动的状态或存在方式的不确定性的描述。
*信息的某些特性:(1)信息表现媒体是携带信息的载体,信息隐含于信息的表现媒体中。
数据,文字,符号,图像,语音,物理参量人们(或机器)通过记录和表现信息的媒体获取信息、识别信息、理解信息、使用信息。
(2)信息表现媒体的内容并不都是信息,信息量(以比特为单位)是对信息表现媒体的新颖性,差别性,不确定性的程度的量度。
(3)信息是资源,是财富,具有可用性.*获取信息的手段之一就是通信。
*通信:把信息从一个地方传送到另一个地方的过程叫做通信;通信的目的是由一个地方向另一个地方传递信息,以实现人与人之间、人与机器之间或机器与机器之间的信息交换。
对“通信”概念的说明:(1)广义的通信概念。
(2)信息的运载工具。
(3)通信对象.1。
1.2 现代通信(1)现代通信的内涵:通信——〉现代通信:A.电通信:用“电信号”运载信息的通信方式。
B。
光通信:用“光信号”运载信息的通信方式。
(2)现代通信发展简史:(3)信息表现媒体的种类与通信方式:(4)现代通信的某些特征:①有线通信和无线通信、固定通信和移动通信高度有机结合在一起;②电通信与光通信高度有机结合在一起;③通信与计算机和微处理器的高度有机结合,彻底改变了信息交换方式和通信设备的功能;④通信网络化,高度发达的现代通信网;⑤信息表示、传输数字化;⑥多媒体通信,话音业务与非话音业务的高度综合。
⑦软件无线电技术与微电子技术和计算机技术的结合使通信终端高度集成、并依靠软件加载实现各种通信功能和智能。
(5)支持二十一世纪通信的主要技术:现代通信基础技术:微电子技术,光子技术,计算机技术,软件技术,终端技术通信领域中的核心技术:下一代通信网络技术(NGN),光通信技术,未来的无线与移动通信技术(3G/4G移动通信、卫星通信、个人通信技术)1.2通信系统与通信网*通信系统的概念:传递信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。
1。
2。
1 通信系统的一般模型(1)一般模型:(2)通信系统分类:1.2.2 模拟通信系统①模拟通信系统的组成及各部分的功能。
模拟通信系统的组成及各部分的功能。
②模拟通信:将基带模拟信号直接送往信道传输或经载波调制之后再送往信道传输的通信方式.③模拟通信系统的优缺点。
1.2。
4 通信网通信网是一种按照通信标准和协议,使用交换设备和传输设备,将地理位置分散的用户终端设备互连起来,实现任意用户之间的信息传输与交换的通信系统.1.3 现代通信理论与技术通信系统的根本任务是有效和可靠地传输信息,而传输信息又总是以某种信号作为运载工具,因此信息传输主要表现为携带信息的信号的变换、处理、传输、交换和存储过程。
通信系统中信息信号的变换、处理、传输、交换和存储过程构成了全部通信理论与技术。
1.3.1 通信研究的基本问题数字通信系统的模型:1。
3。
2 数字通信中的编码技术(1)信源编码:1)格式变换:目的是信源消息数字化、比特化,以适应后续的数据压缩、加密编码和信道编码等基于比特流的数字信号处理.包括:模拟信号数字化;数据格式变换。
2 )数据压缩:目的是提高通信的有效性.用尽可能少的比特数表述信源的输出信息,用比较简单的办法降低数码率,并且在信源译码器那里能准确地或以一定的质量损失为容限再现信源信息。
(2)加密编码:目的是对信息进行保密,不让非授权者了解.(3)信道编码:信道编码的主要任务:是差错控制编码,亦称检错纠错编码.信道编码的目的:是为了使接收端能对接收到的码元序列进行检错和纠错,以降低错误率,提高通信的可靠性。
实现方法:在发送端利用信道编码器,按照一定的规则在信息码字中增加一些监督码元,接收端的信道译码器利用监督码元和信息码元之间的监督关系来检验接收到的码字,以发现错误或纠正错误.差错控制编码提高通信的可靠性是以降低通信的有效性为代价的。
(3)信道编码:差错控制编码的类型:检错码,纠错码1)检错重发:在这种方式中,发送端发送的是具有一定检错能力的检错码,接收端在接收的码字中一旦检测出错误,就通过反馈信道通知发送端重发该码字,直到正确接收为止。
2)前向纠错:又称自动纠错.在这种方式中,发送端发送的是具有一定纠错能力的纠错码,接收端对接收码字中不超过纠错能力范围的差错自动进行纠正.其优点是不需要反馈信道,但如果要纠正大量错误,必然要求编码时插入较多的监督码元,因此编码效率低,译码电路复杂。
3)混合纠错:是检错重发与前向纠错的结合.1.3。
3 基带传输与调制传输(1)基带传输:基带传输是将未经调制的基带信息信号直接送往信道传输的信息传输方式(2)调制传输:调制传输是指用信息信号调制正弦载波或脉冲载波的参数形成已调信号后再送往信道传输的信息传输方式的总称。
*为什么要进行调制传输?①调制是有效辐射电磁波的唯一手段;②无相互干扰地同时传送多路信号的手段之一就是利用调制技术实现的频分多路复用;③选择适当的调制形式可以抑制不希望的信号的影响,改善通信系统的性能。
*与调制有关的术语:Carrier:在调制理论中,通常把不含信息的高频信号,它可能是正弦波,也可能是脉冲序列,称之为载波;Modulating signal:携带信息并且需要传输的基带信号(或低频信号)称之为调制信号;Modulation:按调制信号的变化规律去改变载波的某个或某些参数的过程称之为调制;Modulated signal:用调制信号改变载波的某个或某些参数所形成的携带信息的带通信号称之为已调信号,多数情况下已调信号是一个窄带带通信号;Demodulation:将携带信息的带通信号变回到基带信息信号的过程称为解调。
*连续波调制:用正弦波作载波的调制称为连续波调制。
连续波调制的类型:1.3.4 有线通信和无线通信(1)有线通信:①光纤通信;②电缆通信(2)无线通信:①无线光通信:用自由空间传播的光波来传递信息的通信方式。
②无线电通信:用自由空间传播的电磁波来传递信息的通信方式.(3)电波传播的方式:①地面波:靠近地面传播,f <3MHz.②天波:依靠距地面100公里的空间电离层的反射完成传播,3< f 〈30MHz。
③空间波:在空间两点间直线传播,f >30MHz。
(4)无线电通信的主要方式:①微波中继通信:微波是指波长为1m~1mm,或频率为300MHz~300GHz范围内的电磁波。
微波中继通信是利用微波波段的电磁波在视距范围内以微波接力形式传输信息的通信方式,具有频带宽、容量大的优点.②卫星通信:卫星通信是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通信。
它实际是微波中继通信的一种特殊形式,将中继站搬到人造地球卫星上.它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,可靠性高。
卫星通信包括同步卫星通信、低轨道地球卫星移动通信和平流层天星通信。
③移动通信:指通信双方至少有一方是在移动中进行信息交换的通信方式.*移动通信组网技术的研究内容:1)多址技术;2)区域覆盖技术;3)网络结构;4)移动性管理;5)网络控制*实现第三代移动通信的三大主流技术标准:WCDMA 、cdma2000 、TD-SCDMA。
中国提出的实现第三代移动通信的技术标准:TD-SCDMA1。
3。
4 单向和双向、单工和双工通信按信息信号传送的方向,通信的工作方式可分为单向通信和双向通信。
按信息信号传送的时间,双向通信又分为单工、双工和半双工通信方式。
(1)单向通信:在单向通信方式中,信息只能向一个方向传送,任何时侯都不能改变传输方向。
(2)单工通信:信息可以双向传送,但通信双方中任何一方都不能同时收发信息,两个方向的传输只能交替进行的工作方式。
(3)双工通信:通信双方都能同时收发信息,进行双向传输的工作方式。
(4)半双工通信:一般指通信双方中有一方使用双工方式,另一方使用单工方式的通信方式. (5)双工通信的实现方式:双工通信的实现方式有:频分双工(FDD);时分双工(TDD)。
频分双工:用不同的发送频率和接收频率实现双工通信的工作方式。
收发频率之差称为双工频率间隔。
在FDMA系统中,收发频段是分开的,所有移动台均使用相同的接收和发送频段,因而移动台到移动台之间不能直接通信,必须经过基站中转。
*网络融合,三网合一:电信网,广播电视网,计算机网1。
3。
6.1 通信组网技术通信网的网络结构:拓扑结构(物理连接),体系结构(通信功能的逻辑分布结构),无线网的区域覆盖方式1.3.6.2 多路复用和多址接入技术(1)多路复用:通常表示在一个信道上传输多路信号或数据流的过程和技术。
因为多路复用能够将多个低速信道整合到一个高速信道进行传输,从而有效地利用了高速信道。
多个基带信息流用户复用一个宽带信道.(2)多址接入:是指通信网络具有多个用户通过公共的信道接入到网络的能力。
多个射频用户复用一个射频信道(射频复用)。
*无线多址通信和多路复用技术的关系:多址通信和多路复用技术的理论基础都是信号的正交分割原理。
但无线多址通信是指多个电台或通信站的射频信号在射频频道上的复用,以达到各站、台之间同一时间、同一方向的用户间的多边通信;多路复用通信是指一个站内的多路低频信号在群频信道上的复用,以达到两个台、站之间双边点对点的多用户通信。
*选址通信的方式 选址通信的方式:(1)有线选址;(2)无线选址(3)多路复用与多址接入的理论基础—-信号正交分割原理.(4)多路复用与多址接入的实现:①发送端进行信号正交化设计:()},...,2,1,{N k t x k =②多路信号复合:()()∑==Nk kt x t s 1 ③接收端进行信号正交化分离:()()⎰∑=⎩⎨⎧≠==b a Nk j k k j k j dt t x t x 1,0,1][ (5)多路复用的类型:宽带信道的多路复用: ⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧SDM空分多路复分CDM 码分多路复用复用AT M SDH 同步步数字系PDH 准同步同步数字数字复字复用PCM T DM 时分多路复用FDM 频分多路复用 (6)无线多址技术:多址方式主要有:频分多址(FDMA );时分多址(TDMA );码分多址(CDMA );空分多址(SDMA);极化分割多址(PDMA )。
以及它们的组合方式。
① 频分多址(FDMA)频分多址是将给定的频率资源划分为若干个等间隔的频道供不同的用户使用。
在FDMA 中,信道指的是频道。
频分多址系统通常采用频分双工方式实现双工通信。
② 时分多址(TDMA)时分多址是把时间分割成互不重叠的周期性的帧,每一帧再分割成若干个互不重叠的时隙,用户在指定的时隙内进行通信。