通信工程學(xué)科導(dǎo)論ppt課件

1、通信工程學(xué)科導(dǎo)論,1,通信工程專業(yè)學(xué)科導(dǎo)論,山東理工大學(xué)通信工程系張連俊,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,2,一、通信工程重要性和發(fā)展情況二、本專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì)三、本專業(yè)的課程體系四、通信工程專業(yè)就業(yè)情況五、學(xué)科知識(shí)介紹,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,3,一、通信工程的重要性和發(fā)展情況,1、通信工程專業(yè)的重要性2、通信工程專業(yè)發(fā)展情況,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,4,1、通信工程專業(yè)的重要性在信息化高速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，通信工程已成為國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，并以驚人的速度發(fā)展。截止到2010年底固定電話：2.94億戶，移動(dòng)電話：8.59億戶，互聯(lián)網(wǎng)：4.85億。通信工程是國家重點(diǎn)發(fā)展和扶持的產(chǎn)業(yè)之一，通信工程技術(shù)本身的發(fā)展日新月異，人

2、才需求量大。為培養(yǎng)滿足21世紀(jì)需要的基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的通信工程方面的人才，通信工程專業(yè)是非常重要和有發(fā)展前途的。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,5,2011-8-25報(bào)道：國內(nèi)三大電信運(yùn)營商都公布了上半年的業(yè)績(jī)。中國移動(dòng)繼續(xù)一騎絕塵，其利潤(rùn)水平分別是電信、聯(lián)通的6倍和24倍。今年上半年，中國移動(dòng)營業(yè)額為2501億元，同比增長(zhǎng)了8.8%；而613億元的凈利潤(rùn)也較去年同期增長(zhǎng)了6.3%，其日均3.34億元的凈利水平再度證實(shí)了中國移動(dòng)強(qiáng)大的盈利能力。中國電信利潤(rùn)增長(zhǎng)最快，今年上半年?duì)I收為1202.08億元，同比增長(zhǎng)了11%，凈利潤(rùn)98.08億元，同比增長(zhǎng)了8%。而中國聯(lián)通的表現(xiàn)則兩極分化，一方

3、面實(shí)現(xiàn)營收1083.85億，22.9%的同比增幅遠(yuǎn)高于移動(dòng)和電信，但凈利潤(rùn)只有26.37億，同比下降5.5%，也成為唯一利潤(rùn)下滑的運(yùn)營商。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,6,2、通信工程專業(yè)發(fā)展情況通信即信息的傳輸，主要包括兩大方面：有線通信和無線通信。隨著人們的通信需求，通信向著高速率、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)人化的方向發(fā)展。有線通信方面，由于高速率、高可靠性的要求，現(xiàn)在發(fā)展最快的是光纖通信，新技術(shù)層出不窮，如：EDFA技術(shù)、密集波分（DWDM）技術(shù)、全光通信網(wǎng)技術(shù)等。現(xiàn)在光纖主干線速率可達(dá)1Tb/s。接入網(wǎng)也發(fā)展很快，如在原電話線基礎(chǔ)的ADSL、光纖接入網(wǎng)等。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,7,無線通信方面，主要是移

4、動(dòng)通信、微波通信、衛(wèi)星通信等。特別是移動(dòng)通信發(fā)展異常迅速，已從上世紀(jì)八十年代的第一代模擬移動(dòng)通信發(fā)展到現(xiàn)在的第二代數(shù)字移動(dòng)通信，如以TDMA方式的GSM系統(tǒng)和以CDMA方式的IS95A系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信(3G)向著高速的CDMA方向發(fā)展(現(xiàn)已運(yùn)行)。此外隨著通信的發(fā)展通信的網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代已經(jīng)到來，信息傳輸從原來單一電路交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)分組交換網(wǎng)，向高速、寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)（BISDN）發(fā)展。新世紀(jì)是通信發(fā)展最快的時(shí)期，通信技術(shù)將日新月異。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,8,二、本專業(yè)的特色和優(yōu)勢(shì),1、通信工程專業(yè)的基本情況2、通信工程專業(yè)研究方向3、通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)條件,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,9,1、通信工程專業(yè)的基本

5、情況我校通信工程專業(yè)始建于1992年，是山東省最早上的通信工程專業(yè)。開始為?？茖I(yè)，1998年上本科專業(yè)。2000年被省教育廳確定為省試點(diǎn)專業(yè)，并設(shè)有校級(jí)科研機(jī)構(gòu)通信工程研究所。本專業(yè)現(xiàn)有專任教師14人，高級(jí)職稱教師8人；碩士學(xué)位以上的為14人。實(shí)驗(yàn)室工作人員人。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,10,2、通信工程專業(yè)研究方向（1）信息技術(shù)與通信系統(tǒng)，主要包括信息傳輸速率與可靠性提高和通信系統(tǒng)的理論與技術(shù)研究。為解決信息傳輸?shù)目煽啃詥栴}，需要研究信息傳輸理論與信息傳輸技術(shù)及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得信息傳輸更完善。（2）信息處理與通信軟件，研究信息處理理論和技術(shù)，研究和開發(fā)通信軟件。該方向理論性強(qiáng)、技術(shù)新。（3）計(jì)

6、算機(jī)通信，研究計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的信息傳輸、理論和技術(shù)問題。當(dāng)前計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，利用網(wǎng)絡(luò)來傳遞信息是重要的通信手段，研究計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)解決信息傳輸技術(shù)等問題是非常重要的。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,11,3、通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)條件本專業(yè)有充足的實(shí)驗(yàn)條件，現(xiàn)有560多萬元的儀器設(shè)備，其中有從加拿大進(jìn)口模擬通信、數(shù)字通信綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套（如圖），程控交換機(jī)兩臺(tái)，并以此開發(fā)了多終端程控交換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)獲省優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)成果三等獎(jiǎng)。（如圖）實(shí)驗(yàn)條件可滿足教學(xué)和科研的需要。通信工程是技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力是非常關(guān)鍵的?，F(xiàn)可開出信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路實(shí)驗(yàn)、光纖通信實(shí)驗(yàn)、移動(dòng)通信

7、實(shí)驗(yàn)、程控交換實(shí)驗(yàn)、數(shù)字圖象處理和DSP原理及數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)，還可開出通信仿真類開放實(shí)驗(yàn)。如圖本專業(yè)設(shè)有金工實(shí)習(xí)、電子工藝實(shí)習(xí)，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通信軟件設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理和移動(dòng)通信等課程設(shè)計(jì)。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,12,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,13,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,14,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,15,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,16,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,17,移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通信電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,18,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,19,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,20,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,21,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,22,三、本專業(yè)的課程體系,1、通信工程專業(yè)的課程體系2、本專業(yè)的專業(yè)方向3、通信工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,通信工程

8、學(xué)科導(dǎo)論,23,、通信工程專業(yè)的課程體系本專業(yè)培養(yǎng)能為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)的德智體全面發(fā)展、理論基礎(chǔ)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)和進(jìn)行分析的高級(jí)技術(shù)人才。主要課程：電路分析基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、通信電子線路、數(shù)字信號(hào)處理、微機(jī)原理及應(yīng)用、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)與電磁波、程控交換技術(shù)、光纖通信、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)等。其中信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理是一般學(xué)校的考研專業(yè)課。通信工程是理論性和技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生既要加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，又要注重實(shí)踐能力的增強(qiáng)。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,24,2、

9、本專業(yè)的專業(yè)方向：（1）信息通信技術(shù)方向:主要學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)理論知識(shí)掌握通信系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法。主要方向課程：數(shù)字傳輸技術(shù)、擴(kuò)頻通信、衛(wèi)星通信等。（2）通信信號(hào)處理方向：主要學(xué)習(xí)通信信號(hào)與信息處理理論知識(shí)，掌握通信信號(hào)與信息處理的方法。主要方向課程：數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)及應(yīng)用和DSP原理及應(yīng)用等。（3）通信軟件開發(fā)：主要學(xué)習(xí)信號(hào)傳輸與處理理論和軟件開發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握通信信號(hào)傳輸與處理軟件開發(fā)的方法。主要方向課程：嵌入式軟件開發(fā)、Symbian手機(jī)操作系統(tǒng)、C語言中級(jí)及Linux基礎(chǔ)與程序開發(fā)等。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,25,3、通信工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃電氣信息類通信工程（080604）專業(yè)

10、培養(yǎng)計(jì)劃一、業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)能為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)的德智體全面發(fā)展、理論基礎(chǔ)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)、適應(yīng)性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)和進(jìn)行分析的高級(jí)技術(shù)人才。二、業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求：能比較扎實(shí)地掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，掌握數(shù)字通信系統(tǒng)和有關(guān)設(shè)備，計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的分析、設(shè)計(jì)運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)等基本技能；具有一定的經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)，受到必要工程訓(xùn)練和初步的科學(xué)研究方法和實(shí)踐訓(xùn)練；具有較強(qiáng)的獲取、擴(kuò)展知識(shí)的能力和一定的分析和解決問題的能力；了解本專業(yè)范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。掌握一外語，達(dá)到國家四級(jí)考試

11、水平，并具有一定的聽、說、譯和初步寫作的能力。三、主要課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與線性系統(tǒng)、模擬電子線路基礎(chǔ)、通信電子線路、數(shù)字邏輯電路、計(jì)算機(jī)語言與程序設(shè)計(jì)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)與電波傳播、通信原理、計(jì)算機(jī)通信。四、主要學(xué)科：信息技術(shù)與通信工程、信息與計(jì)算機(jī)通信。五、畢業(yè)要求與授予學(xué)位：本專業(yè)學(xué)生修滿教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃要求的181學(xué)分方可畢業(yè)，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。六、基本學(xué)制：四年。七、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置及學(xué)分、周數(shù)分配：,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,26,四、通信工程專業(yè)就業(yè)情況通信工程專業(yè)屬于熱門專業(yè)，社會(huì)的人才需求量大。本專業(yè)多年來已為國家培養(yǎng)了通信專業(yè)人才兩千余人，他們都在自己的崗位

12、上為國家努力工作。本專業(yè)的主要就業(yè)方向：1、通信運(yùn)營單位（電信、移動(dòng)、聯(lián)通、郵政等）和其他單位內(nèi)的通信工作和其它工作。2、通信設(shè)備和軟件開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)商等單位及其它與電子、信息有關(guān)的單位。3、本專業(yè)設(shè)國防生教育，另外同學(xué)畢業(yè)也可到軍隊(duì)工作。4、考取研究生進(jìn)一步深造(方向:通信與信息系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理等）。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,27,五、學(xué)科知識(shí)介紹,1、通信系統(tǒng)概述2、電話通信（語音通信）3、數(shù)據(jù)通信4、移動(dòng)通信系統(tǒng)5、光纖通信6、微波通信和衛(wèi)星通信7、接入網(wǎng)8、電信新技術(shù)與未來發(fā)展,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,28,第一章通信系統(tǒng)概述,本章內(nèi)容：通信的基本概念和特點(diǎn)通信技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)況電信業(yè)務(wù)分類,本

13、章重點(diǎn)：通信的概念信號(hào)、信息和信息量的概念通信系統(tǒng)模型,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,29,1.1通信的基本概念,通俗的講通信就是人們?cè)谌粘Ｉ钪邢嗷ブg傳遞信息的過程。通信是信息在人人，人機(jī)器，機(jī)器機(jī)器之間進(jìn)行的傳遞與交換(信息是消息中包含的有意義的內(nèi)容)。通信是信息或其表示方式(表示媒體)信號(hào)的時(shí)/空轉(zhuǎn)移。communication，信息交流Telecommunication，電信號(hào)的處理和傳輸,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,30,1.1.1媒體(信號(hào))的分類,多媒體信號(hào)(數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)性)感覺媒體：聲音、文本表示媒體：編碼表現(xiàn)媒體：顯示器存儲(chǔ)媒體：數(shù)字化傳輸媒體：傳輸介質(zhì),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,31,1.1.2信息

14、與信號(hào),信息冗余消息中不定的部分信號(hào)信息的物理載體：電、光信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào),模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,32,信息量,任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)的，采用統(tǒng)計(jì)方法定性。對(duì)接收者來說，只有消息中不確定的內(nèi)容才構(gòu)成信息。信息量：可能性小，概率小，信息量大碼元傳輸速率比特率：Rb=RBNlog2N(bit/s)波特率：RBN=Rb/log2N(B),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,33,古老的信息傳遞方式,光通信,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,34,區(qū)分?jǐn)橙说倪M(jìn)攻方向,東,南,西,北,兩個(gè)比特表示四個(gè)信息,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,35,n比特可表示的信息數(shù)為2n,（）,（）,（）,1,2,3,4,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,3

15、6,1.1.3通信系統(tǒng),模擬通信和數(shù)字通信通信系統(tǒng)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、處理和傳輸通信需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總體信道、鏈路、路由(控制機(jī)制),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,37,通信系統(tǒng)組成,信源：連續(xù)信源-模擬信號(hào)離散信源-符號(hào)序列，數(shù)字信號(hào)信號(hào)處理：預(yù)處理，數(shù)字化，轉(zhuǎn)換發(fā)送與接收傳輸媒質(zhì)：聲波，電磁波，光波，電纜，光纜，無線電波等通信網(wǎng)絡(luò)(傳輸與交換)與信令,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,38,多方通信時(shí)要有交換,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,39,網(wǎng)絡(luò)通信總體結(jié)構(gòu),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,40,什么是通信網(wǎng)？,將通信終端、轉(zhuǎn)接點(diǎn)和通信鏈路有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上通信終端之間信號(hào)傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。終端設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)

16、備通信網(wǎng)是各種通信系統(tǒng)的綜合。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,41,計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),資源子網(wǎng),通信子網(wǎng),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,42,通信系統(tǒng)的性能,有效性：在給定信道內(nèi)能傳輸?shù)男畔⒌牧抠Y源的利用率(頻率，時(shí)間和功率)可靠性：指接收信息的準(zhǔn)確程度模擬系統(tǒng)：信噪比(dB，分貝)數(shù)字系統(tǒng)：誤比特率,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,43,什么是帶寬？,在通信領(lǐng)域里，帶寬的意思就是指信息傳輸能力。模擬系統(tǒng)：用赫茲(Hz)來表示模擬設(shè)備的帶寬就是模擬介質(zhì)傳輸所使用的最高頻率和最低頻率之差。數(shù)字系統(tǒng)：每秒所傳輸?shù)奈粩?shù)來計(jì)量(bit/s)ADSL上網(wǎng)的速率:上行：0.54Mbit/s下載：8Mbit/s以太網(wǎng)上網(wǎng)的速率:10Mbit/s、1

17、00Mbit/s到桌面寬帶：2Mbit/s作為劃分點(diǎn),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,44,通信系統(tǒng)工作方式,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,45,模擬通信系統(tǒng),特點(diǎn)：傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)、占用帶寬少4KHz、抗干擾能力較弱、不適與遠(yuǎn)距離傳輸、系統(tǒng)和設(shè)備龐大，不利于集成化,兩次變換,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,46,數(shù)字通信系統(tǒng),特點(diǎn)：傳輸離散的數(shù)字信號(hào)、占用帶寬較大64KHz、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高質(zhì)量傳輸、實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字化、易于加密，安全性強(qiáng)、通信設(shè)備集成化,減少信息冗余,進(jìn)行信道編碼,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,47,1.2通信技術(shù)發(fā)展史,電報(bào)技術(shù)(1837)：莫爾斯電話技術(shù)(1876)：貝爾無線電通信技術(shù)(1906)：微波、衛(wèi)星

18、通信數(shù)據(jù)傳輸理論(1928)：奈奎斯特復(fù)用技術(shù)(1930)：里夫斯(PCM)數(shù)字通信理論(1948)：香農(nóng)移動(dòng)通信(近10年)：GSM、CDMA光纖通信(近10年)：高錕(光纖)、WDM,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,48,貝爾,1876年發(fā)明電話的是英國人貝爾(18471922)，當(dāng)時(shí)他還不到30歲。他還制造了助聽器，改進(jìn)了留聲機(jī)，他一生獲得30項(xiàng)發(fā)明專利。,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,49,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,50,手機(jī)及移動(dòng)通信的發(fā)展史,模擬手機(jī)時(shí)代、GSM時(shí)代、2.5G時(shí)代和3G時(shí)代,手機(jī)GSM無天線翻蓋雙頻3G,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,51,1.2.1通信網(wǎng)的發(fā)展方向,簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)通信網(wǎng)模擬通信數(shù)字通信以電信網(wǎng)為

19、主體數(shù)據(jù)網(wǎng)和IP網(wǎng)電子通信光通信單媒體通信綜合業(yè)務(wù)和多媒體通信,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,52,信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),網(wǎng)絡(luò)寬帶電信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)的分組化和IP化移動(dòng)通信迅速發(fā)展，“個(gè)人通信”實(shí)現(xiàn)有望多媒體通信技術(shù)進(jìn)一步完善電子商務(wù)業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,53,1.2.2我國電信網(wǎng)現(xiàn)狀,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,54,我國電信網(wǎng)發(fā)展歷程,1994年中國聯(lián)通成立，1999年重組1998年郵電分營2000年成立中國移動(dòng)通信2001年初中國鐵通成立2001年底中國衛(wèi)通成立2002年中國電信拆分2009年中國電信、網(wǎng)通和連通等整合,通信工程學(xué)科導(dǎo)論,55,發(fā)展趨勢(shì),三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、廣電網(wǎng)下一代網(wǎng)絡(luò),通信工程學(xué)科導(dǎo)論,56