通信工程學科導論ppt課件

1、通信工程學科導論,1,通信工程專業(yè)學科導論,山東理工大學通信工程系張連俊,通信工程學科導論,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、學科知識介紹,通信工程學科導論,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,通信工程學科導論,4,1、通信工程專業(yè)的重要性在信息化高速發(fā)展的當今時代，通信工程已成為國民經(jīng)濟的重要產業(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，移動電話：8.59億戶，互聯(lián)網(wǎng)：4.85億。通信工程是國家重點發(fā)展和扶持的產業(yè)之一，通信工程技術本身的發(fā)展日新月異，人

2、才需求量大。為培養(yǎng)滿足21世紀需要的基礎扎實、知識面寬、能力強、素質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。,通信工程學科導論,5,2011-8-25報道：國內三大電信運營商都公布了上半年的業(yè)績。中國移動繼續(xù)一騎絕塵，其利潤水平分別是電信、聯(lián)通的6倍和24倍。今年上半年，中國移動營業(yè)額為2501億元，同比增長了8.8%；而613億元的凈利潤也較去年同期增長了6.3%，其日均3.34億元的凈利水平再度證實了中國移動強大的盈利能力。中國電信利潤增長最快，今年上半年營收為1202.08億元，同比增長了11%，凈利潤98.08億元，同比增長了8%。而中國聯(lián)通的表現(xiàn)則兩極分化，一方

3、面實現(xiàn)營收1083.85億，22.9%的同比增幅遠高于移動和電信，但凈利潤只有26.37億，同比下降5.5%，也成為唯一利潤下滑的運營商。,通信工程學科導論,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)絡化、個人化的方向發(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，新技術層出不窮，如：EDFA技術、密集波分（DWDM）技術、全光通信網(wǎng)技術等。現(xiàn)在光纖主干線速率可達1Tb/s。接入網(wǎng)也發(fā)展很快，如在原電話線基礎的ADSL、光纖接入網(wǎng)等。,通信工程學科導論,7,無線通信方面，主要是移

4、動通信、微波通信、衛(wèi)星通信等。特別是移動通信發(fā)展異常迅速，已從上世紀八十年代的第一代模擬移動通信發(fā)展到現(xiàn)在的第二代數(shù)字移動通信，如以TDMA方式的GSM系統(tǒng)和以CDMA方式的IS95A系統(tǒng)。第三代移動通信(3G)向著高速的CDMA方向發(fā)展(現(xiàn)已運行)。此外隨著通信的發(fā)展通信的網(wǎng)絡化時代已經(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)務網(wǎng)（BISDN）發(fā)展。新世紀是通信發(fā)展最快的時期，通信技術將日新月異。,通信工程學科導論,8,二、本專業(yè)的特色和優(yōu)勢,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)實驗條件,通信工程學科導論,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)。開始為專科專業(yè)，1998年上本科專業(yè)。2000年被省教育廳確定為省試點專業(yè)，并設有校級科研機構通信工程研究所。本專業(yè)現(xiàn)有專任教師14人，高級職稱教師8人；碩士學位以上的為14人。實驗室工作人員人。,通信工程學科導論,10,2、通信工程專業(yè)研究方向（1）信息技術與通信系統(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及通信系統(tǒng)設計，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，研究和開發(fā)通信軟件。該方向理論性強、技術新。（3）計

6、算機通信，研究計算機通信網(wǎng)的信息傳輸、理論和技術問題。當前計算機通信網(wǎng)絡發(fā)展迅速，利用網(wǎng)絡來傳遞信息是重要的通信手段，研究計算機通信網(wǎng)絡解決信息傳輸技術等問題是非常重要的。,通信工程學科導論,11,3、通信工程專業(yè)實驗條件本專業(yè)有充足的實驗條件，現(xiàn)有560多萬元的儀器設備，其中有從加拿大進口模擬通信、數(shù)字通信綜合實驗系統(tǒng)一套（如圖），程控交換機兩臺，并以此開發(fā)了多終端程控交換實驗系統(tǒng)獲省優(yōu)秀實驗成果三等獎。（如圖）實驗條件可滿足教學和科研的需要。通信工程是技術性很強的專業(yè)，加強實踐教學，培養(yǎng)學生動手能力是非常關鍵的?，F(xiàn)可開出信號與系統(tǒng)實驗、通信原理實驗、通信電子線路實驗、光纖通信實驗、移動通信

7、實驗、程控交換實驗、數(shù)字圖象處理和DSP原理及數(shù)字信號處理實驗，還可開出通信仿真類開放實驗。如圖本專業(yè)設有金工實習、電子工藝實習，通信系統(tǒng)設計、通信軟件設計、數(shù)字信號處理和移動通信等課程設計。,通信工程學科導論,12,通信工程學科導論,13,通信工程學科導論,14,通信工程學科導論,15,通信工程學科導論,16,通信工程學科導論,17,移動通信實驗系統(tǒng),通信電子線路實驗系統(tǒng),通信工程學科導論,18,通信工程學科導論,19,通信工程學科導論,20,通信工程學科導論,21,通信工程學科導論,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)計劃,通信工程

8、學科導論,23,、通信工程專業(yè)的課程體系本專業(yè)培養(yǎng)能為社會主義現(xiàn)代化建設服務的德智體全面發(fā)展、理論基礎扎實、工程實踐能力強、適應性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計算機通信網(wǎng)絡及有關設備的研究、設計、開發(fā)和進行分析的高級技術人才。主要課程：電路分析基礎、模擬電子線路、數(shù)字電子線路、信號與系統(tǒng)、通信原理、通信電子線路、數(shù)字信號處理、微機原理及應用、面向對象的程序設計、電磁場與電磁波、程控交換技術、光纖通信、移動通信、計算機通信網(wǎng)等。其中信號與系統(tǒng)、通信原理是一般學校的考研專業(yè)課。通信工程是理論性和技術性很強的專業(yè)，學生既要加強理論學習，又要注重實踐能力的增強。,通信工程學科導論,24,2、

9、本專業(yè)的專業(yè)方向：（1）信息通信技術方向:主要學習通信系統(tǒng)理論知識掌握通信系統(tǒng)的分析和設計的基本方法。主要方向課程：數(shù)字傳輸技術、擴頻通信、衛(wèi)星通信等。（2）通信信號處理方向：主要學習通信信號與信息處理理論知識，掌握通信信號與信息處理的方法。主要方向課程：數(shù)字圖像處理、多媒體技術及應用和DSP原理及應用等。（3）通信軟件開發(fā)：主要學習信號傳輸與處理理論和軟件開發(fā)的基礎知識，掌握通信信號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手機操作系統(tǒng)、C語言中級及Linux基礎與程序開發(fā)等。,通信工程學科導論,25,3、通信工程專業(yè)培養(yǎng)計劃電氣信息類通信工程（080604）專業(yè)

10、培養(yǎng)計劃一、業(yè)務培養(yǎng)目標：本專業(yè)培養(yǎng)能為社會主義現(xiàn)代化建設服務的德智體全面發(fā)展、理論基礎扎實、工程實踐能力強、適應性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計算機通信網(wǎng)絡及有關設備的研究、設計、開發(fā)和進行分析的高級技術人才。二、業(yè)務培養(yǎng)要求：能比較扎實地掌握本專業(yè)的基礎知識和基本理論，掌握數(shù)字通信系統(tǒng)和有關設備，計算機通信網(wǎng)絡的分析、設計運算、實驗及計算機軟件開發(fā)等基本技能；具有一定的經(jīng)濟管理知識，受到必要工程訓練和初步的科學研究方法和實踐訓練；具有較強的獲取、擴展知識的能力和一定的分析和解決問題的能力；了解本專業(yè)范圍內科學技術的新發(fā)展，具有創(chuàng)新精神和嚴謹?shù)目茖W作風。掌握一外語，達到國家四級考試

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、大學物理、電路分析基礎、信號與線性系統(tǒng)、模擬電子線路基礎、通信電子線路、數(shù)字邏輯電路、計算機語言與程序設計、微機原理與系統(tǒng)設計、電磁場與電波傳播、通信原理、計算機通信。四、主要學科：信息技術與通信工程、信息與計算機通信。五、畢業(yè)要求與授予學位：本專業(yè)學生修滿教學培養(yǎng)計劃要求的181學分方可畢業(yè)，授予工學學士學位。六、基本學制：四年。七、教學環(huán)節(jié)設置及學分、周數(shù)分配：,通信工程學科導論,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、通信運營單位（電信、移動、聯(lián)通、郵政等）和其他單位內的通信工作和其它工作。2、通信設備和軟件開發(fā)、生產和服務商等單位及其它與電子、信息有關的單位。3、本專業(yè)設國防生教育，另外同學畢業(yè)也可到軍隊工作。4、考取研究生進一步深造(方向:通信與信息系統(tǒng)、信號與信息處理等）。,通信工程學科導論,27,五、學科知識介紹,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、電信新技術與未來發(fā)展,通信工程學科導論,28,第一章通信系統(tǒng)概述,本章內容：通信的基本概念和特點通信技術的發(fā)展簡況電信業(yè)務分類,本

13、章重點：通信的概念信號、信息和信息量的概念通信系統(tǒng)模型,通信工程學科導論,29,1.1通信的基本概念,通俗的講通信就是人們在日常生活中相互之間傳遞信息的過程。通信是信息在人人，人機器，機器機器之間進行的傳遞與交換(信息是消息中包含的有意義的內容)。通信是信息或其表示方式(表示媒體)信號的時/空轉移。communication，信息交流Telecommunication，電信號的處理和傳輸,通信工程學科導論,30,1.1.1媒體(信號)的分類,多媒體信號(數(shù)據(jù)的相互關聯(lián)性)感覺媒體：聲音、文本表示媒體：編碼表現(xiàn)媒體：顯示器存儲媒體：數(shù)字化傳輸媒體：傳輸介質,通信工程學科導論,31,1.1.2信息

14、與信號,信息冗余消息中不定的部分信號信息的物理載體：電、光信號模擬信號與數(shù)字信號,模擬信號,數(shù)字信號,通信工程學科導論,32,信息量,任何信源產生的輸出都是隨機的，采用統(tǒng)計方法定性。對接收者來說，只有消息中不確定的內容才構成信息。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),通信工程學科導論,33,古老的信息傳遞方式,光通信,通信工程學科導論,34,區(qū)分敵人的進攻方向,東,南,西,北,兩個比特表示四個信息,通信工程學科導論,35,n比特可表示的信息數(shù)為2n,（）,（）,（）,1,2,3,4,通信工程學科導論,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)對原始信號進行轉換、處理和傳輸通信需要的一切技術設備和傳輸媒質的總體信道、鏈路、路由(控制機制),通信工程學科導論,37,通信系統(tǒng)組成,信源：連續(xù)信源-模擬信號離散信源-符號序列，數(shù)字信號信號處理：預處理，數(shù)字化，轉換發(fā)送與接收傳輸媒質：聲波，電磁波，光波，電纜，光纜，無線電波等通信網(wǎng)絡(傳輸與交換)與信令,通信工程學科導論,38,多方通信時要有交換,通信工程學科導論,39,網(wǎng)絡通信總體結構,通信工程學科導論,40,什么是通信網(wǎng)？,將通信終端、轉接點和通信鏈路有機的結合起來，實現(xiàn)兩個以上通信終端之間信號傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。終端設備、傳輸設備、交換設

16、備通信網(wǎng)是各種通信系統(tǒng)的綜合。,通信工程學科導論,41,計算機通信網(wǎng),資源子網(wǎng),通信子網(wǎng),通信工程學科導論,42,通信系統(tǒng)的性能,有效性：在給定信道內能傳輸?shù)男畔⒌牧抠Y源的利用率(頻率，時間和功率)可靠性：指接收信息的準確程度模擬系統(tǒng)：信噪比(dB，分貝)數(shù)字系統(tǒng)：誤比特率,通信工程學科導論,43,什么是帶寬？,在通信領域里，帶寬的意思就是指信息傳輸能力。模擬系統(tǒng)：用赫茲(Hz)來表示模擬設備的帶寬就是模擬介質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,通信工程學科導論,44,通信系統(tǒng)工作方式,通信工程學科導論,45,模擬通信系統(tǒng),特點：傳輸連續(xù)的模擬信號、占用帶寬少4KHz、抗干擾能力較弱、不適與遠距離傳輸、系統(tǒng)和設備龐大，不利于集成化,兩次變換,通信工程學科導論,46,數(shù)字通信系統(tǒng),特點：傳輸離散的數(shù)字信號、占用帶寬較大64KHz、抗干擾能力強、實現(xiàn)遠距離高質量傳輸、實現(xiàn)綜合業(yè)務數(shù)字化、易于加密，安全性強、通信設備集成化,減少信息冗余,進行信道編碼,通信工程學科導論,47,1.2通信技術發(fā)展史,電報技術(1837)：莫爾斯電話技術(1876)：貝爾無線電通信技術(1906)：微波、衛(wèi)星

18、通信數(shù)據(jù)傳輸理論(1928)：奈奎斯特復用技術(1930)：里夫斯(PCM)數(shù)字通信理論(1948)：香農移動通信(近10年)：GSM、CDMA光纖通信(近10年)：高錕(光纖)、WDM,通信工程學科導論,48,貝爾,1876年發(fā)明電話的是英國人貝爾(18471922)，當時他還不到30歲。他還制造了助聽器，改進了留聲機，他一生獲得30項發(fā)明專利。,通信工程學科導論,49,通信工程學科導論,50,手機及移動通信的發(fā)展史,模擬手機時代、GSM時代、2.5G時代和3G時代,手機GSM無天線翻蓋雙頻3G,通信工程學科導論,51,1.2.1通信網(wǎng)的發(fā)展方向,簡單通信系統(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)務和多媒體通信,通信工程學科導論,52,信息產業(yè)的發(fā)展趨勢,網(wǎng)絡寬帶電信業(yè)務數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡的分組化和IP化移動通信迅速發(fā)展，“個人通信”實現(xiàn)有望多媒體通信技術進一步完善電子商務業(yè)務蓬勃發(fā)展,通信工程學科導論,53,1.2.2我國電信網(wǎng)現(xiàn)狀,通信工程學科導論,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,通信工程學科導論,55,發(fā)展趨勢,三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)、計算機、廣電網(wǎng)下一代網(wǎng)絡,通信工程學科導論,56