大學(xué)通信工程原理經(jīng)典課件第一章序論

大學(xué)通信工程原理經(jīng)典課件第一章序論REPORTING2023WORKSUMMARY目錄CATALOGUE通信工程概述通信系統(tǒng)基本組成通信技術(shù)基礎(chǔ)通信發(fā)展與未來趨勢(shì)PART01通信工程概述0102通信工程定義通信工程的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、可靠的信息傳輸和處理，以滿足各種通信需求，如語音通話、數(shù)據(jù)傳輸、視頻會(huì)議等。通信工程是一門研究信息傳輸和處理技術(shù)的工程學(xué)科，主要涉及無線電波、有線傳輸、數(shù)字信號(hào)處理等方面的理論和應(yīng)用。通信工程發(fā)展歷程有線電報(bào)的發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程文字通信。無線電的發(fā)明，使得廣播和電視得以實(shí)現(xiàn)。晶體管的發(fā)明和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，推動(dòng)了數(shù)字通信的興起?；ヂ?lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信的普及，使得通信工程在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。19世紀(jì)20世紀(jì)初20世紀(jì)中葉21世紀(jì)初軍事通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域中具有重要作用，如雷達(dá)、導(dǎo)航、加密通信等。物聯(lián)網(wǎng)通過各種傳感器和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)物體之間的互聯(lián)互通。工業(yè)控制利用通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)。電信包括固定電話網(wǎng)、移動(dòng)電話網(wǎng)、衛(wèi)星通信等。廣播電視包括無線廣播、有線電視、衛(wèi)星電視等。通信工程的應(yīng)用領(lǐng)域PART02通信系統(tǒng)基本組成信號(hào)是傳遞信息的一種物理現(xiàn)象，是信息的載體。在通信系統(tǒng)中，信號(hào)可以是電的、磁的、光的或機(jī)械的。信號(hào)信息是通信的實(shí)質(zhì)，它包含了所要傳遞的信息內(nèi)容。信息可以是文字、圖像、聲音或數(shù)據(jù)等。信息信號(hào)與信息03接收端負(fù)責(zé)將傳輸過來的信號(hào)還原為原始信息，包括解調(diào)、解碼和信息處理等過程。01發(fā)送端負(fù)責(zé)將信息轉(zhuǎn)換為可傳輸?shù)男盘?hào)，包括信息的產(chǎn)生、編碼和調(diào)制等過程。02信道傳輸信號(hào)的媒介，可以是無線、有線或光纖等。通信系統(tǒng)模型通過連續(xù)變化的物理量（如幅度、頻率或相位）來傳輸信息。其優(yōu)點(diǎn)是簡單易實(shí)現(xiàn)，但抗干擾能力較差。將信息轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高，但需要更復(fù)雜的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)。模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)有線信道如雙絞線、同軸電纜和光纖等，其特點(diǎn)是傳輸穩(wěn)定、信號(hào)質(zhì)量高，但需要鋪設(shè)線路。無線信道如無線電波、微波和紅外線等，其特點(diǎn)是無需鋪設(shè)線路，但易受環(huán)境因素干擾。通信信道PART03通信技術(shù)基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)技術(shù)概述01調(diào)制解調(diào)技術(shù)是通信系統(tǒng)中用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)妮d波信號(hào)的一種技術(shù)。調(diào)制解調(diào)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)制方式分類02調(diào)制方式有多種，包括調(diào)頻、調(diào)相和調(diào)幅等。不同的調(diào)制方式具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的調(diào)制方式對(duì)于提高通信系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。調(diào)制解調(diào)器的原理與實(shí)現(xiàn)03調(diào)制解調(diào)器是實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)技術(shù)的設(shè)備，其原理是將輸入的信號(hào)通過調(diào)制過程轉(zhuǎn)換為載波信號(hào)，在接收端通過解調(diào)過程將載波信號(hào)還原為原始信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)涉及到多種技術(shù)和器件。調(diào)制解調(diào)技術(shù)常見信道編碼技術(shù)常見的信道編碼技術(shù)包括奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼等。這些技術(shù)可以在不同的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)中找到應(yīng)用，以提高通信系統(tǒng)的性能和可靠性。信源編碼概述信源編碼是對(duì)原始信息進(jìn)行壓縮編碼，以減少信息傳輸所需的帶寬和存儲(chǔ)空間。信源編碼的目的是提高信息傳輸?shù)男屎涂煽啃?。常見信源編碼算法常見的信源編碼算法包括霍夫曼編碼、算術(shù)編碼、游程編碼等。這些算法具有不同的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的算法。信道編碼概述信道編碼是在信息傳輸過程中，通過增加冗余信息來提高信息的可靠性。信道編碼的目的是降低信息傳輸過程中的誤碼率，保證通信的可靠性。信源編碼與信道編碼多路復(fù)用技術(shù)是一種將多個(gè)信號(hào)合并到一個(gè)共享信道中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。通過多路復(fù)用技術(shù)，可以有效地利用有限的通信資源，提高通信系統(tǒng)的效率。多路復(fù)用技術(shù)概述頻分多路復(fù)用是將多個(gè)信號(hào)在不同頻率上進(jìn)行調(diào)制，然后在接收端通過濾波器將各個(gè)信號(hào)分離出來。頻分多路復(fù)用技術(shù)廣泛應(yīng)用于模擬通信系統(tǒng)。頻分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用是將多個(gè)信號(hào)按照時(shí)間順序進(jìn)行排列，然后依次進(jìn)行傳輸。在接收端，通過同步提取和去交織技術(shù)將各個(gè)信號(hào)還原為原始信號(hào)。時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)。時(shí)分多路復(fù)用波分多路復(fù)用是將多個(gè)信號(hào)在不同波長上進(jìn)行調(diào)制，然后在光纖中進(jìn)行傳輸。在接收端，通過濾波器將各個(gè)波長的信號(hào)分離出來。波分多路復(fù)用技術(shù)廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)。波分多路復(fù)用多路復(fù)用技術(shù)擴(kuò)頻通信與壓縮技術(shù)擴(kuò)頻通信概述：擴(kuò)頻通信是一種利用擴(kuò)展頻譜技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。擴(kuò)頻通信可以在較寬的頻帶上擴(kuò)展信號(hào)，以提高信號(hào)的抗干擾能力和隱蔽性。擴(kuò)頻通信原理：擴(kuò)頻通信的基本原理是將待傳輸?shù)男畔⑿盘?hào)擴(kuò)展到一個(gè)較寬的頻帶上，然后進(jìn)行傳輸。在接收端，通過相關(guān)處理技術(shù)將擴(kuò)展的信號(hào)還原為原始信號(hào)。擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵在于選擇合適的擴(kuò)頻序列和擴(kuò)頻方式。壓縮技術(shù)概述：壓縮技術(shù)是一種對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬的技術(shù)。壓縮技術(shù)的目的是提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴３Ｒ妷嚎s算法：常見的壓縮算法包括無損壓縮和有損壓縮。無損壓縮能夠完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，而有損壓縮則會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的損失以換取更高的壓縮比。根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的壓縮算法對(duì)于提高通信系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。PART04通信發(fā)展與未來趨勢(shì)

現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)字通信技術(shù)的普及隨著數(shù)字信號(hào)處理和傳輸技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信已成為主流通信方式，具有更高的傳輸速率、更低的誤碼率和更好的保密性。無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展無線通信技術(shù)如移動(dòng)通信、WiFi、藍(lán)牙等在近年來取得了顯著進(jìn)展，覆蓋范圍更廣，傳輸速率更快，服務(wù)質(zhì)量更優(yōu)。光通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用光纖通信以其大容量、高速、低損耗等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)等領(lǐng)域。5G和6G通信技術(shù)的研究與開發(fā)隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，5G和6G技術(shù)將進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋、傳輸速率和低延遲性能，滿足物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領(lǐng)域的需求。量子通信技術(shù)的探索與應(yīng)用量子通信以其絕對(duì)的安全性在加密通信領(lǐng)域具有巨大潛力，未來將逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)通過衛(wèi)星與地面通信網(wǎng)絡(luò)的融合，構(gòu)建覆蓋全球的天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)，提供無縫覆蓋和高可靠性服務(wù)。未來通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)頻譜資源緊張與無線電干擾問題隨著頻譜資源的日益緊張和無線電設(shè)備的普及，如何高效利用頻譜資源并解決無線電干擾問題成為重要挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù)隨著通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和互聯(lián)性的增加，網(wǎng)絡(luò)安全和隱私保護(hù)成為亟待解決的問題，需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和法律法規(guī)制定。人工智能與通信技術(shù)的融合人工智