現(xiàn)代通信系統(tǒng)課件

現(xiàn)代通信系統(tǒng)課件匯報(bào)人：AA2024-01-19contents目錄通信系統(tǒng)概述模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)通信新技術(shù)與展望01通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)信息傳輸和交換的系統(tǒng)，包括信源、信道、信宿等組成部分。根據(jù)傳輸媒介的不同，通信系統(tǒng)可分為有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)；根據(jù)信號(hào)性質(zhì)的不同，可分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的定義與分類分類定義信源信道信宿調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)的基本組成產(chǎn)生并發(fā)送信息的設(shè)備或源頭，如話筒、攝像頭等。接收并處理信息的設(shè)備或終端，如揚(yáng)聲器、顯示器等。傳輸信息的媒介或通道，如電纜、光纖、空氣等。將信源產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合在信道上傳輸?shù)男盘?hào)，以及將接收到的信號(hào)還原為原始信號(hào)。指?jìng)鬏斝畔⒌乃俣群蜏?zhǔn)確性，通常以數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率等指標(biāo)來(lái)衡量。有效性可靠性安全性經(jīng)濟(jì)性指通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和抗干擾能力，通常以信噪比、誤塊率等指標(biāo)來(lái)衡量。指通信系統(tǒng)在傳輸信息時(shí)的保密性和防篡改能力，通常以加密技術(shù)、身份驗(yàn)證等手段來(lái)保障。指通信系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，以及使用和維護(hù)的便捷性。通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)02模擬通信系統(tǒng)模擬信號(hào)連續(xù)變化的物理量表示的信息信號(hào)，其幅度、頻率或相位等參數(shù)隨時(shí)間作連續(xù)變化。模擬傳輸模擬信號(hào)的傳輸方式，包括基帶傳輸和頻帶傳輸?；鶐鬏斒菍⒛M信號(hào)直接傳輸，而頻帶傳輸則是將模擬信號(hào)調(diào)制到高頻載波上進(jìn)行傳輸。模擬信號(hào)與模擬傳使載波的幅度隨模擬信號(hào)的變化而變化，但頻率和相位保持不變。幅度調(diào)制（AM）使載波的頻率隨模擬信號(hào)的變化而變化，但幅度和相位保持不變。頻率調(diào)制（FM）使載波的相位隨模擬信號(hào)的變化而變化，但幅度和頻率保持不變。相位調(diào)制（PM）模擬調(diào)制技術(shù)衡量模擬通信系統(tǒng)抗噪聲性能的重要指標(biāo)，定義為信號(hào)功率與噪聲功率之比。信噪比（SNR）在給定信噪比條件下，模擬通信系統(tǒng)傳輸錯(cuò)誤碼元的概率。誤碼率（BER）包括采用合適的調(diào)制方式、提高信噪比、采用差錯(cuò)控制編碼等措施來(lái)提高模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能?？乖肼暭夹g(shù)模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能03數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字傳輸方式基帶傳輸、頻帶傳輸。數(shù)字信號(hào)的編碼與解碼包括信源編碼、信道編碼、加密編碼等。數(shù)字信號(hào)特點(diǎn)離散性、可量化、抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字信號(hào)與數(shù)字傳

數(shù)字調(diào)制技術(shù)調(diào)制的基本概念：將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)。常見的數(shù)字調(diào)制方式：振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）。調(diào)制技術(shù)的性能評(píng)估：誤碼率、頻譜效率等。03差錯(cuò)控制技術(shù)前向糾錯(cuò)（FEC）、自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）等。01噪聲對(duì)通信系統(tǒng)的影響降低信噪比、引起誤碼等。02提高抗噪聲性能的方法采用合適的調(diào)制方式、增加發(fā)射功率、采用差錯(cuò)控制技術(shù)等。數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能04光纖通信系統(tǒng)光的全反射原理當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于或等于臨界角，光線將全部反射回光密介質(zhì)，這就是光的全反射原理。光纖通信利用這一原理，使光在光纖內(nèi)不斷全反射，從而實(shí)現(xiàn)光的傳輸。光纖的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)光原理光纖由纖芯、包層和涂覆層組成。纖芯是光傳輸?shù)闹饕ǖ?，包層用于將光限制在纖芯內(nèi)傳輸，涂覆層則保護(hù)光纖免受外部環(huán)境的影響。當(dāng)光線射入光纖時(shí)，滿足全反射條件的光線將在纖芯與包層的界面上不斷反射，沿著光纖軸線向前傳播。光纖傳輸原理組成光纖通信系統(tǒng)主要由光發(fā)送機(jī)、光纖傳輸線路和光接收機(jī)三部分組成。其中，光發(fā)送機(jī)負(fù)責(zé)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并送入光纖，光纖傳輸線路負(fù)責(zé)將光信號(hào)從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩耍饨邮諜C(jī)則負(fù)責(zé)將接收到的光信號(hào)還原為電信號(hào)。分類根據(jù)傳輸信號(hào)的不同，光纖通信系統(tǒng)可分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)；根據(jù)傳輸模式的不同，可分為單模光纖通信系統(tǒng)和多模光纖通信系統(tǒng)；根據(jù)工作波長(zhǎng)的不同，可分為短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)的組成與分類傳輸容量傳輸距離誤碼率抗干擾能力光纖通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)01020304表示單位時(shí)間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘浚ǔＲ员忍芈剩╞it/s）來(lái)衡量。表示光信號(hào)在光纖中能夠傳輸?shù)淖畲缶嚯x，受光纖損耗、色散等因素的影響。表示在傳輸過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤的概率，是衡量系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)。表示系統(tǒng)對(duì)外部干擾的抵抗能力，如電磁干擾、溫度變化等。05移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信特點(diǎn)移動(dòng)通信具有移動(dòng)性、電波傳播條件復(fù)雜、噪聲和干擾嚴(yán)重、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。移動(dòng)通信定義移動(dòng)通信是指通信雙方或至少有一方處于運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行信息交換的通信方式。移動(dòng)通信發(fā)展歷程從第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)到第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，再到當(dāng)前的第三代、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，以及未來(lái)的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)。移動(dòng)通信概述直射波、反射波、折射波、繞射波和散射波等。無(wú)線電波傳播方式由于反射和散射，信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)多條路徑到達(dá)接收端，造成信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展。多徑效應(yīng)由于移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，接收信號(hào)的頻率會(huì)發(fā)生變化，造成信號(hào)的頻移。多普勒效應(yīng)由于建筑物或地形的遮擋，信號(hào)會(huì)受到陰影衰落的影響。陰影效應(yīng)移動(dòng)通信的信道特性多址技術(shù)區(qū)分不同用戶信號(hào)的技術(shù)，如FDMA、TDMA、CDMA等。調(diào)制技術(shù)通過(guò)改變載波的幅度、頻率或相位來(lái)傳輸信息，如QAM、QPSK等。信道編碼技術(shù)通過(guò)增加冗余信息來(lái)提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕缇矸e碼、Turbo碼等。MIMO技術(shù)利用多天線技術(shù)提高信號(hào)傳輸?shù)乃俾屎涂煽啃??？垢蓴_技術(shù)通過(guò)擴(kuò)頻、跳頻等技術(shù)來(lái)提高信號(hào)的抗干擾能力。移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)06衛(wèi)星通信系統(tǒng)利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無(wú)線電信號(hào)，在兩個(gè)或多個(gè)地面站之間進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信定義衛(wèi)星通信特點(diǎn)衛(wèi)星通信應(yīng)用覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、機(jī)動(dòng)靈活等。固定衛(wèi)星通信、移動(dòng)衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視廣播等。030201衛(wèi)星通信概述空間分系統(tǒng)（衛(wèi)星）、地面分系統(tǒng)（地面站、控制中心）和用戶分系統(tǒng)（終端）。組成按軌道高度分類為低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)、中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)和靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)；按信號(hào)性質(zhì)分類為模擬衛(wèi)星通信系統(tǒng)和數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)；按工作頻段分類為L(zhǎng)波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)、C波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)、Ku波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。分類衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成與分類傳輸速率、頻帶利用率等，反映系統(tǒng)傳輸信息的能力。有效性指標(biāo)誤碼率、中斷概率等，反映系統(tǒng)傳輸信息的準(zhǔn)確程度。可靠性指標(biāo)系統(tǒng)成本、維護(hù)費(fèi)用等，反映系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)如傳輸時(shí)延、多址方式、抗干擾能力等，反映系統(tǒng)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)。其他指標(biāo)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)07通信新技術(shù)與展望網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）將網(wǎng)絡(luò)功能從專用硬件設(shè)備解耦，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的軟件化和虛擬化。邊緣計(jì)算將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，提高處理效率。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）通過(guò)分離控制平面和數(shù)據(jù)平面，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程和靈活配置。通信新技術(shù)概述超高速度、大容量、低時(shí)延的無(wú)線通信技術(shù)，支持多種應(yīng)用場(chǎng)景，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛等。5G通信技術(shù)未來(lái)通信技術(shù)的重要方向，將實(shí)現(xiàn)更高速度、更低時(shí)延、更廣覆蓋的無(wú)線通信，支持更多創(chuàng)新應(yīng)用。6G通信技術(shù)5G/6G通信技術(shù)利用光波作為信息載體，以光纖為傳輸媒介的通信方式，具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。光纖通信通過(guò)光交叉連接（OXC）和光分插復(fù)用（OADM）等設(shè)備實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的交換和路由選擇。光交換技術(shù)構(gòu)建全光網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸、交換和處理一體化，提高通信效率和安全性。光網(wǎng)絡(luò)與光計(jì)算光通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)通信技術(shù)的展望與挑戰(zhàn)人工智能與通信技術(shù)的融合利用人工智能技術(shù)優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)