通信工程學(xué)科導(dǎo)論1B課件

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,1,學(xué)習(xí)交流PPT,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(xué)科知識介紹,2,學(xué)習(xí)交流PPT,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,3,學(xué)習(xí)交流PPT,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(chǎn)業(yè)之一，通信工程技術(shù)本身的發(fā)展日新月異，人才需求量

2、大。為培養(yǎng)滿足21世紀(jì)需要的基礎(chǔ)扎實、知識面寬、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。,4,學(xué)習(xí)交流PPT,2011-8-25報道：國內(nèi)三大電信運(yùn)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(qiáng)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，一方面實現(xiàn)營

3、收1083.85億，22.9%的同比增幅遠(yuǎn)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(yùn)營商。,5,學(xué)習(xí)交流PPT,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?，F(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。,6,學(xué)習(xí)交流PPT,無線通信方面，主要是移動通信、

4、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(jì)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(yùn)行)。 此外隨著通信的發(fā)展通信的網(wǎng)絡(luò)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(wù)網(wǎng)（BISDN）發(fā)展。新世紀(jì)是通信發(fā)展最快的時期，通信技術(shù)將日新月異。,7,學(xué)習(xí)交流PPT,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,8,學(xué)習(xí)交流PPT,1、通信工程專業(yè)的基本情況

5、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專業(yè)，并設(shè)有校級科研機(jī)構(gòu)通信工程研究所。本專業(yè)現(xiàn)有專任教師14人，高級職稱教師8人；碩士學(xué)位以上的為14人。實驗室工作人員人。,9,學(xué)習(xí)交流PPT,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，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）計算

6、機(jī)通信，研究計算機(jī)通信網(wǎng)的信息傳輸、理論和技術(shù)問題。當(dāng)前計算機(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。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,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(shè)備，其中有從加拿大進(jìn)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(jī)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(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)實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力是非常關(guān)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(shè)有金工實習(xí)、電子工藝實習(xí)，通信系統(tǒng)設(shè)計、通信軟件設(shè)計、數(shù)字信號處理和移動通信等課程設(shè)計。,11,學(xué)習(xí)交流PPT,12,學(xué)習(xí)交流PPT,13,學(xué)習(xí)交流PPT,14,學(xué)習(xí)交流PPT,15,學(xué)習(xí)交流PPT,16,學(xué)習(xí)交流PPT,移動通信實驗系統(tǒng),通信電子線路 實驗系統(tǒng),17,學(xué)習(xí)交流PPT,18,學(xué)習(xí)交流PPT,19,學(xué)習(xí)交流PPT,20,學(xué)習(xí)交流PPT,21,學(xué)習(xí)交流PPT,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,22,學(xué)習(xí)交流PPT,

8、、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(shè)服務(wù)的德智體全面發(fā)展、理論基礎(chǔ)扎實、工程實踐能力強(qiáng)、適應(yīng)性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)設(shè)備的研究、設(shè)計、開發(fā)和進(jìn)行分析的高級技術(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、信號與系統(tǒng)、通信原理、通信電子線路、數(shù)字信號處理、微機(jī)原理及應(yīng)用、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、電磁場與電磁波、程控交換技術(shù)、光纖通信、移動通信、計算機(jī)通信網(wǎng)等。 其中信號與系統(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)，又要注重實踐能力的增強(qiáng)。,23,學(xué)習(xí)交流PPT,2、本專業(yè)的專業(yè)

9、方向： （1）信息通信技術(shù)方向:主要學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)理論知識掌握通信系統(tǒng)的分析和設(shè)計的基本方法。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）通信信號處理方向：主要學(xué)習(xí)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(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)信號傳輸與處理理論和軟件開發(fā)的基礎(chǔ)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(jī)操作系統(tǒng)、C語言中級及Linux基礎(chǔ)與程序開發(fā)等。,24,學(xué)習(xí)交流PPT,3、通信工程專業(yè)培養(yǎng)計劃 電氣信息 類 通信工程（080604

10、）專業(yè) 培 養(yǎng) 計 劃 一、業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)： 本專業(yè)培養(yǎng)能為社會主義現(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、工程實踐能力強(qiáng)、適應(yīng)性好、掌握通信工程理論并能從事通信系統(tǒng)、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及有關(guān)設(shè)備的研究、設(shè)計、開發(fā)和進(jìn)行分析的高級技術(shù)人才。 二、業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求： 能比較扎實地掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識和基本理論，掌握數(shù)字通信系統(tǒng)和有關(guān)設(shè)備，計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的分析、設(shè)計運(yùn)算、實驗及計算機(jī)軟件開發(fā)等基本技能；具有一定的經(jīng)濟(jì)管理知識，受到必要工程訓(xùn)練和初步的科學(xué)研究方法和實踐訓(xùn)練；具有較強(qiáng)的獲取、擴(kuò)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(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

11、外語，達(dá)到國家四級考試水平，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、計算機(jī)語言與程序設(shè)計、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計、電磁場與電波傳播、通信原理、計算機(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：,25,學(xué)習(xí)交流PPT,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

12、信專業(yè)人才兩千余人，他們都在自己的崗位上為國家努力工作。本專業(yè)的主要就業(yè)方向： 1、通信運(yùn)營單位（電信、移動、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)、信號與信息處理等）。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,五、學(xué)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(shù)與未來發(fā)展,27,學(xué)習(xí)交流PPT,第一章 通信系統(tǒng)概述,本章內(nèi)

13、容： 通信的基本概念和特點 通信技術(shù)的發(fā)展簡況 電信業(yè)務(wù)分類,本章重點： 通信的概念 信號、信息和信息量的概念 通信系統(tǒng)模型,28,學(xué)習(xí)交流PPT,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(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)信號的時/空轉(zhuǎn)移。 communication，信息交流 Telecommunication，電信號的處理和傳輸,29,學(xué)習(xí)交流PPT,1.1.1 媒體(信號)的分類,多媒體信號(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

14、體：顯示器 存儲媒體：數(shù)字化 傳輸媒體：傳輸介質(zhì),30,學(xué)習(xí)交流PPT,1.1.2 信息與信號,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,31,學(xué)習(xí)交流PPT,信息量,任何信源產(chǎn)生的輸出都是隨機(jī)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(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),32,學(xué)習(xí)交流PPT,古老的信息傳遞方式,光通信,33,學(xué)習(xí)交流PPT,區(qū)分?jǐn)橙说倪M(jìn)攻方向,東,南,西,北,兩個比特表示四個信息,3

15、4,學(xué)習(xí)交流PPT,n比特可表示的信息數(shù)為2n,（）,（）,（）,1,2,3,4,35,學(xué)習(xí)交流PPT,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(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),36,學(xué)習(xí)交流PPT,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(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,37,學(xué)習(xí)交流PPT,多方通信時要有交換,38,學(xué)習(xí)交流PPT,網(wǎng)絡(luò)通信總體結(jié)構(gòu),39,學(xué)習(xí)交流PPT,什么是通信網(wǎng)？,將

16、通信終端、轉(zhuǎn)接點和通信鏈路有機(jī)的結(jié)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(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備 通信網(wǎng)是各種通信系統(tǒng)的綜合。,40,學(xué)習(xí)交流PPT,計算機(jī)通信網(wǎng),資源子網(wǎng),通信子網(wǎng),41,學(xué)習(xí)交流PPT,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?資源的利用率(頻率，時間和功率) 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,42,學(xué)習(xí)交流PPT,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?/p>

17、數(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 、100Mbit/s 到桌面 寬帶：2Mbit/s 作為劃分點,43,學(xué)習(xí)交流PPT,通信系統(tǒng)工作方式,44,學(xué)習(xí)交流PPT,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(yuǎn)距離傳輸、系統(tǒng)和設(shè)備龐大，不利于集成化,兩次變換,45,學(xué)習(xí)交流PPT,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(qiáng)、實現(xiàn)遠(yuǎn)距離高質(zhì)量傳輸、實現(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,

18、46,學(xué)習(xí)交流PPT,1.2 通信技術(shù)發(fā)展史,電報技術(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) 移動通信(近10年)：GSM、CDMA 光纖通信(近10年)：高錕(光纖)、WDM,47,學(xué)習(xí)交流PPT,貝爾,1876年發(fā)明電話的是英國人貝爾(18471922)，當(dāng)時他還不到30歲。他還制造了助聽器，改進(jìn)了留聲機(jī)，他一生獲得30項發(fā)明專利。,48,學(xué)習(xí)交流PPT,49,學(xué)習(xí)交流PPT,手機(jī)及移動通信的發(fā)展史,模擬手機(jī)時代、GSM時代、2.

19、5G時代和3G時代,手機(jī) GSM 無天線 翻蓋 雙頻 3G,50,學(xué)習(xí)交流PPT,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,51,學(xué)習(xí)交流PPT,信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢,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 移動通信迅速發(fā)展，“個人通信”實現(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,52,學(xué)習(xí)交流PPT,1.2.2 我國電信網(wǎng)現(xiàn)狀,53,學(xué)習(xí)交流PPT,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,54,學(xué)習(xí)交流PPT,發(fā)展趨勢,三網(wǎng)融合：電信網(wǎng)、計算機(jī)、廣電網(wǎng) 下一代網(wǎng)絡(luò),55,學(xué)習(xí)交流PPT,業(yè)務(wù)需求發(fā)展,56,學(xué)習(xí)交流PPT,1.3