課件模板1 -現(xiàn)代通信技術(shù)-新章節(jié)號(hào)11

11新一代信息技術(shù)導(dǎo)論模塊11現(xiàn)代通信技術(shù)通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人與人之間、人與物之間、物與物之間信息傳遞的一種技術(shù)。現(xiàn)代通信技術(shù)將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等新技術(shù)相結(jié)合，其發(fā)展具有數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化和個(gè)人化的特點(diǎn)。目錄CONTENTS11.1認(rèn)知現(xiàn)代通信技術(shù)11.2認(rèn)知移動(dòng)通信技術(shù)11.3認(rèn)知第五代移動(dòng)通信技術(shù)11.4了解其他常見的現(xiàn)代通信技術(shù)11.5與其他信息技術(shù)的融合發(fā)展11.1認(rèn)知現(xiàn)代通信技術(shù)1111.1認(rèn)知現(xiàn)代通信技術(shù)內(nèi)容一現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念內(nèi)容二現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程內(nèi)容三現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)現(xiàn)代通信技術(shù)11.1.1現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念通信就是信息的傳遞。廣義地說，通信就是由一地向另一地傳遞信息。通信的傳輸方式主要是利用電信號(hào)來(lái)進(jìn)行通信這一方式。11.1.2現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程年份事件1837莫爾斯發(fā)明了有線電報(bào)1864麥克斯韋提出電磁輻射方程1876貝爾發(fā)明電話1900馬可尼發(fā)明無(wú)線電報(bào)1904弗萊明發(fā)明真空二極管1918阿姆斯特朗發(fā)明了超外差無(wú)線接收機(jī)1936英國(guó)BBC電視臺(tái)開播1937里弗斯提出脈沖編碼調(diào)制技術(shù)1946世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)“ENIAC”誕生1948香農(nóng)發(fā)表了信息論1953第一條橫渡大西洋的電話電纜成功鋪設(shè)1960-1970發(fā)明了集成電路；發(fā)射第一顆通信衛(wèi)星1970-1980出現(xiàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)；大規(guī)模集成電路出現(xiàn)；光纖通信1980-當(dāng)今超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用；綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)（ISDN）的發(fā)展；數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展；互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用；云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的崛起11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.通信系統(tǒng)模型（1）通信系統(tǒng)一般模型11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.通信系統(tǒng)模型（2）模擬通信系統(tǒng)模型11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)1.通信系統(tǒng)模型（3）數(shù)字通信系統(tǒng)模型11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)2.通信系統(tǒng)的分類及通信方式（1）通信系統(tǒng)的分類①按通信業(yè)務(wù)類型分類②按調(diào)制方式分類③按信號(hào)特征分類④按傳輸媒介分類⑤按信號(hào)復(fù)用方式分類（2）通信方式①按傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間關(guān)系劃分②按數(shù)字信號(hào)碼元排列方法劃分③按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分11.1.3現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)3.通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

有效性和可靠性（1）模擬通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)有效性：消息傳輸速度（即單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘浚┗蛘哂行鬏旑l帶?？煽啃裕航邮諜C(jī)輸出端的信噪比。（2）數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)有效性：用碼元速率、信息速率及系統(tǒng)帶寬利用率這3個(gè)性能指標(biāo)來(lái)描述?？煽啃裕河谜`碼率P_e或誤信率P_b衡量。11.2認(rèn)知移動(dòng)通信技術(shù)1111.2認(rèn)知移動(dòng)通信技術(shù)內(nèi)容一發(fā)展歷程內(nèi)容二傳輸技術(shù)內(nèi)容三組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù)11.2.1傳輸技術(shù)1.多址技術(shù)（1）FDMA（2）TDMA（3）CDMA11.2.1傳輸技術(shù)2.OFDMOFDM的基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解為多路并行的低速數(shù)據(jù)流，在多個(gè)載波上同時(shí)進(jìn)行傳輸。OFDM技術(shù)具有抗衰落能力強(qiáng)、頻率利用率高、適合高速數(shù)據(jù)傳輸、抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。11.2.2組網(wǎng)技術(shù)頻率再用在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了避免干擾，顯然相鄰近小區(qū)不能采用相同的信道，若想要實(shí)現(xiàn)同一信道在服務(wù)區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，同信道小區(qū)之間應(yīng)有足夠的空間隔離距離。滿足空間隔離距離的區(qū)域稱為空間復(fù)用區(qū)，而在同一個(gè)空間復(fù)用區(qū)內(nèi)的小區(qū)組成了一個(gè)蜂窩區(qū)群，且只有在不同的區(qū)群間的小區(qū)才能實(shí)現(xiàn)信道再用。11.2.2組網(wǎng)技術(shù)2.信道分配策略信道分配策略是指一種能實(shí)現(xiàn)既增如用戶容量又以減少干擾為目標(biāo)的頻率再用方案。信道分配策略可以分為兩類：固定的和動(dòng)態(tài)的。3.切換策略和位置管理當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶（MS）在通話過程中從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，MSC將該MS連接控制也從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)。這種將正在通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程稱為“切換”（Handover）。位置管理包括位置登記和位置傳遞。所謂位置登記，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，而對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過程。位置傳遞指在有呼叫給移動(dòng)臺(tái)時(shí)，根據(jù)原籍位置寄存器（HLR）和訪問位置寄存器（VLR）中的位置信息來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)。4.干擾與系統(tǒng)容量（1）同頻干擾（2）鄰頻干擾5.功率控制減少干擾11.3認(rèn)知第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）1111.3認(rèn)知第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）內(nèi)容一什么是5G5G的基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容二5G的應(yīng)用場(chǎng)景5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)內(nèi)容三5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)流程第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）11.3.1什么是5G5G作為一種新型移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，不僅要解決人與人通信，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻等更加身臨其境的極致業(yè)務(wù)體驗(yàn)，更要解決人與物、物與物通信問題，滿足移動(dòng)醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。11.3.25G的基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)ITU定義了5G的八大能力目標(biāo)，如下圖：11.3.25G的基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)也分為三大類，分別是提高速率、降低時(shí)延和提升覆蓋這三大類關(guān)鍵技術(shù)。1.提高速率技術(shù)（1）大規(guī)模天線技術(shù)（2）高階調(diào)制技術(shù)（3）改進(jìn)型正交頻分復(fù)用技術(shù)2.降低時(shí)延技術(shù)（1）時(shí)隙調(diào)度技術(shù)（2）免調(diào)度技術(shù)（3）設(shè)備到設(shè)備技術(shù)3.提升覆蓋技術(shù)（1）上下行解耦技術(shù)（2）雙連接技術(shù)11.3.35G的應(yīng)用場(chǎng)景5G有三大類應(yīng)用場(chǎng)景，分別是：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（enhancedMobileBroadband，eMBB）、超高可靠低時(shí)延通信（ultraReliableandLowLatencyCommunication，uRLLC）、海量機(jī)器類通信（massiveMachineTypeofCommunication，mMTC）。具體包括：Gbps移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)接入、智慧家庭、智能建筑、語(yǔ)音通話、智慧城市、三維立體視頻、超高清晰度視頻、云工作、云娛樂、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、行業(yè)自動(dòng)化、緊急任務(wù)應(yīng)用、自動(dòng)駕駛汽車等。11.3.45G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和部署特點(diǎn)第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為無(wú)線接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)三部分。11.3.55G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)流程5G網(wǎng)絡(luò)包括獨(dú)立組網(wǎng)和非獨(dú)立組網(wǎng)兩種。非獨(dú)立組網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)11.3.55G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)流程5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般分三個(gè)階段：立項(xiàng)階段、實(shí)施階段和驗(yàn)收投產(chǎn)階段。11.4了解其他常見的現(xiàn)代通信技術(shù)1111.4了解其他常見的現(xiàn)代通信技術(shù)內(nèi)容一藍(lán)牙技術(shù)Wi-Fi技術(shù)內(nèi)容二ZigBee技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)內(nèi)容三衛(wèi)星通信技術(shù)光纖通信技術(shù)其他常見的現(xiàn)代通信技術(shù)11.4.1藍(lán)牙技術(shù)1.什么是藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)的目的是利用短距離、低成本的無(wú)線多媒體通信技術(shù)在小范圍內(nèi)將各種移動(dòng)通信設(shè)備、固定通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其終端設(shè)備、各種數(shù)字系統(tǒng)（包括數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等）甚至家用電器連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的資源共享。2.藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)工作頻率及抗干擾性；使用方便“即插即用”；支持語(yǔ)音；無(wú)需基站；尺寸小、功耗低；多路多方向鏈接；保密性。3.藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景家用無(wú)線連網(wǎng)、移動(dòng)辦公和會(huì)議演講、個(gè)人局域網(wǎng)、Internet接入服務(wù)和移動(dòng)電子商務(wù)等。11.4.2Wi-Fi技術(shù)1.什么是Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi的英文全稱是WirelessFidelity，也就是無(wú)線保真，它實(shí)現(xiàn)了個(gè)人電腦、PDA、手機(jī)等移動(dòng)終端的無(wú)線互連通信。2.Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展歷程從1997年推出802.11協(xié)議至今，

Wi-Fi歷經(jīng)了802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax等。3.Wi-Fi技術(shù)的典型組網(wǎng)模式利用Wi-Fi技術(shù)可構(gòu)建無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）,構(gòu)建WLAN的典型拓?fù)溆袃煞N，一種是由胖AP獨(dú)立組網(wǎng)的小型WLAN，一種是由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器AC和若干瘦AP聯(lián)合組網(wǎng)的中大型WLAN。11.4.3ZigBee技術(shù)1.什么是ZigBee技術(shù)ZigBee技術(shù)是一種低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、短距離的雙向無(wú)線通信技術(shù)。2.ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)功耗低、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠性高、安全性高3.ZigBee技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景家庭自動(dòng)化、家庭安全、工業(yè)與環(huán)境監(jiān)控、個(gè)人醫(yī)療看護(hù)等行業(yè)中的低速率的無(wú)線通信11.4.4射頻識(shí)別技術(shù)1.什么是射頻識(shí)別技術(shù)

無(wú)線射頻識(shí)別即射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，RFID），是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種。

2.射頻識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)適用性、高效性、獨(dú)一性、簡(jiǎn)易性3.射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景物流、交通、身份識(shí)別、防偽、資產(chǎn)管理、食品、信息統(tǒng)計(jì)、查閱應(yīng)用和安全控制等11.4.5衛(wèi)星通信技術(shù)1.什么是衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信技術(shù)（Satellitecommunicationtechnology）是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)地球站之間的通信。2.衛(wèi)星通信技術(shù)的特點(diǎn)(1)衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)。(2)衛(wèi)星通信具有多址聯(lián)接功能。(3)衛(wèi)星通信頻段寬，容量大。(4)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)靈活。(5)衛(wèi)星通信質(zhì)量好，可靠性高。(6)衛(wèi)星通信的成本與距離無(wú)關(guān)。3.衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景漁政、水利防汛、村村通、救災(zāi)、勘探科考和光纜備份等11.4.6光纖通信技術(shù)1.什么是光纖通信技術(shù)光導(dǎo)纖維通信簡(jiǎn)稱，原理是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。

2.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)（1）傳輸頻帶寬，通信容量大。（2）傳輸損耗低。（3）不受電磁干擾。（4）線徑細(xì)，重量輕。（5）資源豐富。（6）不怕潮濕，耐高溫，抗腐蝕。（7）安全保密。3.光纖通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景市話中繼線、長(zhǎng)途干線通信、全球通信網(wǎng)、各國(guó)的公共電信網(wǎng)、全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、IP互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)傳輸、高質(zhì)量彩色的電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)、共用天線（CATV）系統(tǒng)等11.5了解現(xiàn)代通信技術(shù)與其他信息技術(shù)的融合發(fā)展1111.5了解現(xiàn)代通信技術(shù)與其他信息技術(shù)的融合發(fā)展內(nèi)容一CloudVR自動(dòng)駕駛內(nèi)容二智慧城市內(nèi)容三現(xiàn)代通信技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)的融合發(fā)展其他常見的現(xiàn)代通信技術(shù)11.5.1Cloud