1、2024/3/17,CP 第一章 緒論,1,通信原理與技術,第一章　　緒論 劉柏森,0電磁波 通信技術發(fā)展概況,2024/3/17,CP 第一章 緒論,3,第一章　　緒論,1.1　引言 1.2 通信系統(tǒng)模型 1.3　通信系統(tǒng)的分類及通信方式1.4　信息及其度量 1.5 通信系統(tǒng)的性能指標 1.6 通信技術的發(fā)展概況,2024/3/17,CP 第一章 緒論,4,１.1　引言,1、通信概念：信息的傳遞過程稱

2、為通信.2、通信網(wǎng)概念：為了完成多用戶中任意兩個用戶之間信源與信宿之間的通信過程, 一般需要建立一個網(wǎng)絡，這個多用戶通信系統(tǒng)互連的通信體系稱之為通信網(wǎng)。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,5,１.1　引言 （續(xù)）,3、通信網(wǎng)的構成1）終端設備：電話、電報、監(jiān)視器（攝像頭）等2）傳輸設備：電纜、光纜、微波、衛(wèi)星等3）交換設備：程控交換、ATM交換、光交換等4）協(xié)議和準則,2024/3/17,CP 第一章 緒論,6,１.

3、1　引言 （續(xù)）,4、本課程的主要任務本課程主要介紹信息端到端的傳輸系統(tǒng)，主要討論系統(tǒng)的組成和性能指標。,返回主目錄,2024/3/17,CP 第一章 緒論,7,1.2 通信系統(tǒng)模型,1．2．1 通信系統(tǒng)模型實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術設備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,8,1.2.1 通信系統(tǒng)模型-信源,信源是消息的產(chǎn)生地， 其作用是把各種消息轉換成原始電信號，稱之為消息信號或基帶信

4、號。電話機、電視攝像機和電傳機、計算機等各種數(shù)字終端設備就是信源。模擬信源，輸出的是模擬信號；數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,9,1.2.1 通信系統(tǒng)模型-發(fā)送設備,發(fā)送設備的基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬移的場合，調(diào)制是最常見的變換方式。對數(shù)字通信系統(tǒng)來說， 發(fā)送設備常常又可分為信源編碼與信道編

5、碼。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,10,1.2.1 通信系統(tǒng)模型-信道,信道是指傳輸信號的物理媒質(zhì)。在無線信道中，信道可以是大氣（自由空間）， 在有線信道中，信道可以是明線、 電纜或光纖。有線和無線信道均有多種物理媒質(zhì)。媒質(zhì)的固有特性及引入的干擾與噪聲直接關系到通信的質(zhì)量。根據(jù)研究對象的不同， 需要對實際的物理媒質(zhì)建立不同的數(shù)學模型， 以反映傳輸媒質(zhì)對信號的影響。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,11,1．

6、2．1 通信系統(tǒng)模型,噪聲源不是人為加入的設備，而是通信系統(tǒng)中各種設備以及信道中所固有的，并且是人們所不希望的。噪聲的來源是多樣的，它可分為內(nèi)部噪聲和外部噪聲，而且外部噪聲往往是從信道引入的，因此，為了分析方便，把噪聲源視為各處噪聲的集中表現(xiàn)而抽象加入到信道。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,12,1.2.1 通信系統(tǒng)模型-接收設備,接收設備的基本功能是完成發(fā)送設備的反變換， 即進行解調(diào)、譯碼、解碼等。其任務是從帶有干

7、擾的接收信號中正確恢復出相應的原始基帶信號來，對于多路復用信號，還包括解除多路復用，實現(xiàn)正確分路。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,13,1.2.1 通信系統(tǒng)模型-信宿,信宿是傳輸信息的歸宿點。其作用是將復原的原始信號轉換成相應的消息。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,14,1.2.2 模擬通信模型和數(shù)字通信模型,連續(xù)消息是指消息的狀態(tài)連續(xù)變化或是不可數(shù)的，如語音、活動圖片等。離散消息則是指消息的狀態(tài)是可數(shù)的

8、或離散的， 如符號、數(shù)據(jù)等。消息的傳遞是通過它的物質(zhì)載體——電信號來實現(xiàn)的， 即把消息寄托在電信號的某一參量上（如連續(xù)波的幅度、頻率或相位； 脈沖波的幅度、寬度或位置）。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,15,1.2.2 模擬通信模型和字通信模型,按信號參量的取值方式不同可把信號分為模擬信號和數(shù)字信號。凡信號參量的取值是連續(xù)的或取無窮多個值的，且直接與消息相對應的信號，均稱為模擬信號，如電話機送出的語音信號、電視攝像機輸

9、出的圖像信號等。模擬信號有時也稱連續(xù)信號，這個連續(xù)是指信號的某一參量可以連續(xù)變化，或者說在某一取值范圍內(nèi)可以取無窮多個值，而不一定在時間上也連續(xù)，凡信號參量只能取有限個值，并且常常不直接與消息相對應的信號，均稱為數(shù)字信號，如電報信號、計算機輸入/輸出信號、PCM信號等。數(shù)字信號有時也稱離散信號，這個離散是指信號的某一參量是離散變化的，而不一定在時間上也離散，,2024/3/17,CP 第一章 緒論,16,1.2.2 模擬通信模型

10、和數(shù)字通信模型,模擬信號波形 (a) 連續(xù)信號； (b) 抽樣信號,2024/3/17,CP 第一章 緒論,17,1.2.2模擬通信模型和數(shù)字通信模型,數(shù)字信號波形 (a) 二進制波形； (b) 2PSK波形,2024/3/17,CP 第一章 緒論,18,1.2.2模擬通信模型和數(shù)字通信模型,按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號， 可相應地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,

11、19,1. 模擬通信系統(tǒng)模型,信源發(fā)出的原始電信號是基帶信號，基帶的含義是指信號的頻譜從零頻附近開始，如語音信號為300~3400Hz， 圖像信號為0~6MHz。由于這種信號具有頻率很低的頻譜分量， 一般不宜直接傳輸，這就需要把基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?，并可在接收端進行反變換。完成這種變換和反變換作用的通常是調(diào)制器和解調(diào)器。經(jīng)過調(diào)制以后的信號稱為已調(diào)信號。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,20,1. 模擬

12、通信系統(tǒng)模型,已調(diào)信號有三個基本特征：攜帶有信息適合在信道中傳輸信號的頻譜具有帶通形式且中心頻率遠離零頻，因而已調(diào)信號又稱頻帶信號。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,21,1. 模擬通信系統(tǒng)模型,兩種變換連續(xù)消息與基帶信號的變換基帶信號與頻帶信號之間的變換實際通信系統(tǒng)中可能還有濾波、放大、天線輻射、控制等過程。由于調(diào)制與解調(diào)兩種變換對信號的變化起決定性作用，而其他過程對信號不會發(fā)生質(zhì)的變化，只是對信號進行了放大或

13、改善了信號特性，因而被認為是理想的而不予討論。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,22,1. 模擬通信系統(tǒng)模型,模擬通信系統(tǒng)模型,2024/3/17,CP 第一章 緒論,23,1. 模擬通信系統(tǒng)模型,模擬通信的主要特點1） 抗干擾能力差2） 不易于保密通信3） 設備不易于大規(guī)模集成4） 不適應飛速發(fā)展的計算機通信的要求5） 簡單、易于實現(xiàn)。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,24,2． 數(shù)字通信系統(tǒng)模型技術

14、問題主要有信源編碼/譯碼、信道編碼/譯碼、數(shù)字調(diào)制/解調(diào)、數(shù)字復接、 同步以及加密等。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,25,2． 數(shù)字通信系統(tǒng)模型,在某些有線信道中，若傳輸距離不太遠且通信容量不太大時， 數(shù)字基帶信號無需調(diào)制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié)，,2024/3/17,CP 第一章 緒論,26,1) 信源編碼與譯碼,作用一:是設法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說的數(shù)據(jù)

15、壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。作用二: 是當信息源給出的是模擬語音信號時，信源編碼器將其轉換成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。信源編碼方法：PCM、ADPAM、DM等 信源譯碼是信源編碼的逆過程。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,27,2） 信道編碼與譯碼,數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾等，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定

16、的規(guī)則加入保護成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進行解碼，從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實現(xiàn)可靠通信。信道編碼：線性分組碼、卷積碼、循環(huán)碼等。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,28,3） 加密與解密,在需要實現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信息的安全， 人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂， 即加上密碼，這種處理過程叫加密。在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復制品對收到的數(shù)

17、字序列進行解密，恢復原來信息，叫解密。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,29,4） 數(shù)字調(diào)制與解調(diào),數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處， 形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。基本的數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、絕對相移鍵控PSK、相對（差分）相移鍵控DPSK。對這些信號可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原為數(shù)字基帶信號。對高斯噪聲下的信號檢測，一般用相關器接收機或匹配濾波器實現(xiàn)。,2024/3/17,

18、CP 第一章 緒論,30,5） 同步與數(shù)字復接,同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準確、可靠工作的不可缺少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致。按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步數(shù)字復接就是依據(jù)時分復用基本原理把若干個低速數(shù)字信號合并成一個高速的數(shù)字信號，以擴大傳輸容量和提高傳輸效率。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,31,2． 數(shù)字通信系統(tǒng)模型,如在某些有線信道中，若傳輸距離不太

19、遠且通信容量不太大時， 數(shù)字基帶信號無需調(diào)制，可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號的基帶傳輸，其模型中就不包括調(diào)制與解調(diào)環(huán)節(jié),2024/3/17,CP 第一章 緒論,32,2． 數(shù)字通信系統(tǒng)模型,模擬信號經(jīng)過數(shù)字編碼后可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)字電話系統(tǒng)數(shù)字信號也可以在模擬通信系統(tǒng)中傳輸計算機數(shù)據(jù)可以通過模擬電話線路傳輸，但這時必須使用調(diào)制解調(diào)器（Modem）將數(shù)字基帶信號進行正弦調(diào)制，以適應模擬信道的傳輸特性。模擬通信與數(shù)字通信的區(qū)

20、別僅在于信道中傳輸?shù)男盘柗N類。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,33,3. 數(shù)字通信的主要特點,抗干擾能力強。差錯可控。易于與各種數(shù)字終端接口，用現(xiàn)代計算技術對信號進行處理、加工、變換、存儲，從而形成智能網(wǎng)。易于集成化， 從而使通信設備微型化。易于加密處理， 且保密強度高。數(shù)字通信的許多優(yōu)點都是用比模擬通信占據(jù)更寬的系統(tǒng)頻帶為代價而換取的。,返回主目錄,2024/3/17,CP 第一章 緒論,34,1.3 通信系統(tǒng)

21、分類與通信方式,按通信業(yè)務分， 話務通信和非話務通信。非話務通信主要是分組數(shù)據(jù)業(yè)務、計算機通信、數(shù)據(jù)庫檢索、電子信箱、電子數(shù)據(jù)交換、傳真存儲轉發(fā)、可視圖文及會議電視、圖像通信等。按調(diào)制方式分類:基帶傳輸和頻帶（調(diào)制）傳輸。按信號特征分類:模擬信號還是數(shù)字信號按傳輸媒質(zhì)分類:有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)按工作波段分類按信號復用方式分類:頻分復用、時分復用和碼分復用。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,35,表 1- 1常

22、見的調(diào)制方式,2024/3/17,CP 第一章 緒論,36,續(xù)表（2）,2024/3/17,CP 第一章 緒論,37,表 1 –2 通信波段與常用傳輸媒質(zhì),2024/3/17,CP 第一章 緒論,38,續(xù)表（2）,2024/3/17,CP 第一章 緒論,39,1.3.2通信方式,前述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)但在多數(shù)場合下，信源兼為信宿，需要雙向通信，電話就是一個最好的例子這時通信雙方都要有發(fā)送和接收設備，并需要各自的傳

23、輸媒質(zhì)，如果通信雙方共用一個信道，就必須用頻率或時間分割的方法來共享信道。因此，通信過程中涉及通信方式與信道共享問題。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,40,對于點與點之間的通信，按消息傳遞的方向與時間關系，通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信三種。,單工通信， 是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑?因此只占用一個信道。廣播、遙測、遙控、無線尋呼等。半雙工通信，是指通信雙方都能收發(fā)消息， 但不能同時進行收和發(fā)的工作方式。

24、使用同一載頻的對講機，收發(fā)報機以及問詢、檢索、科學計算等數(shù)據(jù)通信。全雙工通信， 是指通信雙方可同時進行收發(fā)消息的工作方式。一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道。普通電話、手機都是最常見的全雙工通信方式， 計算機之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,41,單工、 半雙工和全雙工通信方式示意圖 (a) 單工； (b) 半雙工； (c) 全雙工,2024/3/17,CP 第一

25、章 緒論,42,按數(shù)字信號排列順序分,在數(shù)字通信中，按數(shù)字信號代碼排列的順序可分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸。并行傳輸?shù)膬?yōu)點是節(jié)省傳輸時間，但需要傳輸信道多， 設備復雜， 成本高， 故較少采用， 一般適用于計算機和其他高速數(shù)字系統(tǒng)，特別適用于設備之間的近距離通信。串行傳輸是數(shù)字序列以串行方式一個接一個地在一條信道上傳輸。通常，一般的遠距離數(shù)字通信都采用這種傳

26、輸方式。此外，還可以按通信的網(wǎng)絡形式劃分。由于通信網(wǎng)的基礎是點與點之間的通信，所以本課程的重點放在點與點之間的通信上。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,43,并行和串行通信方式示意圖 (a) 并行傳輸； (b) 串行傳輸,返回主目錄,2024/3/17,CP 第一章 緒論,44,1.4 信息及其度量,信號是消息的載體，而信息是其內(nèi)涵。任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機的，也就是說，信源輸出是用統(tǒng)計方

27、法來定性的。對接收者來說，只有消息中不確定的內(nèi)容才構成信息。因此，信息含量就是對消息中這種不確定性的度量.根據(jù)概率論知識，事件的不確定性可用事件出現(xiàn)的概率來描述。消息出現(xiàn)的概率越小，消息中包含的信息量就越大。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,45,,假設P(x)是一個消息發(fā)生的概率，I是從該消息獲悉的信息。（1） 信息量是概率的函數(shù)， 即 I = f［P(x)］（2） P(x)越小， I越大； 反之， I越小，

28、 且P(x)→1時， I→0； P(x)→0時， I→∞3） 若干個互相獨立事件構成的消息， 所含信息量等于各獨立事件信息量之和，也就是說，信息具有相加性， 即 I［P(x1)P(x2)…］=I［P(x1)］+I［P(x2)］+…,2024/3/17,CP 第一章 緒論,46,,信息量的單位與對數(shù)底數(shù)a有關。a=2時， 信息量的單位為比特(bit)；a=e時， 信息量的單位為奈特(nit)； a=

29、10時，信息量的單位為哈特萊(Hartley) 。目前廣泛使用的單位為比特。 哈特萊首先提出采用消息出現(xiàn)概率的對數(shù)測度作為離散消息的信息度量單位。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,47,1.4 信息及其度量 等概,例 1 – 1 設二進制離散信源， 以相等的概率發(fā)送數(shù)字0或1，則信源每個輸出的信息含量為P=1/4的信息量為2比特 傳送等概率的四進制波形之一（P=1/4）的信息量為2比特，這時每

30、一個四進制波形需要用2個二進制脈沖表示；P=1/8的信息量為3比特P=1/M的信息量為log2 M(bit) 若M是2的整冪次，則,2024/3/17,CP 第一章 緒論,48,1.4 信息及其度量 非等概,設離散信源是一個由n個符號組成的符號集， 其中每個符號xi(i=1, 2, 3, …, n)出現(xiàn)的概率為P(xi)，xi所包含的信息量平均信息量為由于H同熱力學中的熵形式一樣， 故通常又稱它為信息源的熵，其單

31、位為bit/符號。,返回主目錄,2024/3/17,CP 第一章 緒論,49,顯然，當信源中每個符號等概獨立出現(xiàn)時，信源的熵有最大值。 例 一離散信源由0， 1， 2， 3四個符號組成，它們出現(xiàn)的概率分別為3/8, 1/4, 1/4, 1/8，且每個符號的出現(xiàn)都是獨立的。試求某消息201020130213001203210100321010023102002010-312032100120210的信息量。 

32、 解 此消息中，0出現(xiàn)23次，1出現(xiàn)14次，2出現(xiàn)13次，3出現(xiàn)7次，共有57個符號，故該消息的信息量為,2024/3/17,CP 第一章 緒論,50,每個符號的算術平均信息量為,若用熵的概念來計算， 由式（1.3 - 5）得,2024/3/17,CP 第一章 緒論,51,可見，兩種算法的結果有一定誤差，但當消息很長時， 用熵的概念來計算比較方便。 而且隨著消息序列長度的增加， 兩種計算誤差將趨于零。 

33、 以上我們介紹了離散消息所含信息量的度量方法。 對于連續(xù)消息，信息論中有一個重要結論，就是任何形式的待傳信息都可以用二進制形式表示而不失主要內(nèi)容。抽樣定理告訴我們：一個頻帶受限的連續(xù)信號，可以用每秒一定數(shù)目的抽樣值代替。而每個抽樣值可以用若干個二進制脈沖序列來表示。因此，以上信息量的定義和計算同樣適用于連續(xù)信號。 ,2024/3/17,CP 第一章 緒論,52,1.5 主要性能指標,有效性和可靠性。有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸

34、的信息內(nèi)容的多少，或者說是傳輸?shù)摹八俣取眴栴}；而可靠性是指接收信息的準確程度，也就是傳輸?shù)摹百|(zhì)量”問題。這兩個問題相互矛盾而又相對統(tǒng)一，通常還可以進行互換。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,53,模擬通信系統(tǒng)主要性能指標,有效性可用有效傳輸頻帶來度量，同樣的消息用不同的調(diào)制方式，則需要不同的頻帶寬度。可靠性用接收端最終輸出信噪比來度量。不同調(diào)制方式在同樣信道信噪比下所得到的最終解調(diào)后的信噪比是不同的。 如調(diào)頻信號抗干擾

35、能力比調(diào)幅好，但調(diào)頻信號所需傳輸頻帶卻寬于調(diào)幅。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,54,數(shù)字通信系統(tǒng)主要性能指標,有效性可用傳輸速率來衡量?？煽啃钥捎貌铄e率來衡量。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,55,1. 傳輸速率,碼元傳輸速率RB簡稱傳碼率，又稱符號速率等。它表示單位時間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，單位是波特（Baud），記為B。 例如，若1秒內(nèi)傳2400個碼元，則傳碼率為2400B。  數(shù)字信號有多進制和二進制

36、之分，但碼元速率與進制數(shù)無關，只與傳輸?shù)拇a元長度T有關:,2024/3/17,CP 第一章 緒論,56,,由于M進制的一個碼元可以用 log2 M個二進制碼元去表示，因而在保證信息速率不變的情況下，M進制的碼元速率RBM與二進制的碼元速率RB2之間有以下轉換關系： 信息傳輸速率Rb簡稱傳信率，又稱比特率等。它表示單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位是比特/秒，可記為bit

37、/s ，或 b/s ，或bps。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,57,,每個碼元或符號通常都含有一定bit數(shù)的信息量，因此碼元速率和信息速率有確定的關系，即式中，H為信源中每個符號所含的平均信息量（熵）。 等概傳輸時，熵有最大值 ，信息速率也達到最大，即二進制的碼元速率和信息速率在數(shù)量上相等，有時簡稱它們?yōu)閿?shù)碼率。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,58,頻帶利用率,2024/3/17,

38、CP 第一章 緒論,59,2. 差錯率,衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的指標是差錯率， 常用誤碼率和誤信率表示。 誤碼率（碼元差錯率）Pe是指發(fā)生差錯的碼元數(shù)在傳輸總碼元數(shù)中所占的比例，更確切地說，誤碼率是碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，即誤信率（信息差錯率）Pb是指發(fā)生差錯的比特數(shù)在傳輸總比特數(shù)中所占的比例， 即在二進制中有 Pb=Pe,返回主目錄,2024/3/17,CP 第一章 緒論,60,1.6 通信發(fā)

39、展趨勢,在過去三四十年間，對數(shù)據(jù)傳輸需求的增長以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，促進了數(shù)字通信的發(fā)展。目前數(shù)字通信在下列領域有了新的進展。衛(wèi)星通信光纖通信移動通信微波通信,2024/3/17,CP 第一章 緒論,61,1． 衛(wèi)星通信系統(tǒng),衛(wèi)星通信系統(tǒng)是將通信衛(wèi)星作為空中中繼站，它能夠?qū)⒌厍蛏夏骋坏孛嬲景l(fā)射來的無線電信號轉發(fā)到另一個地面站， 從而實現(xiàn)兩個或多個地域之間的通信。根據(jù)通信衛(wèi)星與地面之間的位置關系，可以分為靜止通信衛(wèi)星(或

40、同步通信衛(wèi)星)和移動通信衛(wèi)星。靜止通信衛(wèi)星是軌道在赤道平面上的衛(wèi)星，它離地面高度為35 780 km，采用三個相差120°的靜止通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球的絕大部分地域(兩極盲區(qū)除外)。預計到2010年前， 星間激光通信的傳輸速率將達到40Gb/s，地面終端設備將日益小型化，,2024/3/17,CP 第一章 緒論,62,2． 光纖通信系統(tǒng),光纖通信是以光導纖維(簡稱光纖)作為傳輸媒質(zhì)、以光波為運載工具（載波）的通信方式。光纖

41、通信具有容量大、 頻帶寬、傳輸損耗小、抗電磁干擾能力強、通信質(zhì)量高等優(yōu)點，且成本低，與同軸電纜相比可以大量節(jié)約有色金屬和能源。目前，單波長光通信系統(tǒng)速率已達10 Gb/s，其潛力已不大，采用密集波分復用（DWDM）技術來擴容是當前實現(xiàn)超大容量光傳輸?shù)闹匾夹g。光傳送網(wǎng)是通信網(wǎng)未來的發(fā)展方向，它可以處理高速率的光信號，擺脫電子瓶頸，實現(xiàn)靈活、動態(tài)的光層聯(lián)網(wǎng)，透明地支持各種格式的信號以及實現(xiàn)快速網(wǎng)絡恢復。 因此，世界上許多國家紛紛進行研

42、究、試驗，驗證由波分復用、光交叉連接設備及色散位移光纖組成的高容量通信網(wǎng)今后的可行性。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,63,3．數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng),數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)是將通信范圍分為若干相距一定距離的小區(qū)，移動用戶可以從一個小區(qū)運動到另一個小區(qū)，依靠終端對基站的跟蹤，使通信不中斷。移動用戶還可以從一個城市漫游到另一個城市，甚至到另一個國家與原注冊地的用戶終端通話。數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)主要由三部分組成：控制交換中心、若干

43、基地臺、諸多移動終端。通過控制交換中心進入公用有線電話網(wǎng)，從而實現(xiàn)移動電話與固定電話、 移動電話與移動電話之間的通信。,目前廣泛應用的是第二代移動通信系統(tǒng)， 采用窄帶時分多址(TDMA)和窄帶碼分多址(CDMA)數(shù)字接入技術，已形成的國家和地區(qū)標準有歐洲的GSM系統(tǒng)、美國的IS-95系統(tǒng)、日本的PDC系統(tǒng)。我國主要采用歐洲的GSM系統(tǒng)。,2024/3/17,CP 第一章 緒論,64,4. 第三代移動通信系統(tǒng),為此，從20世紀90年代中

44、期開始，各國和世界組織又開展了對第三代移動通信系統(tǒng)的研究，它包括地面系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)，移動終端既可以連接到地面的網(wǎng)絡，也可以連接到衛(wèi)星的網(wǎng)絡。第三代移動通信系統(tǒng)工作在2000MHz頻段，為此國際電信聯(lián)盟正式將其命名為IMT-2000。IMT-2000的目標和要求是：統(tǒng)一頻段，統(tǒng)一標準， 達到全球無縫隙覆蓋，提供多媒體業(yè)務，傳輸速率最高應達到2 Mb/s， 其中車載為144kb/s、步行為384kb/s、室內(nèi)為2 Mb/s；頻譜利用率高，