現(xiàn)代通信系統(tǒng)課件

現(xiàn)代通信系統(tǒng)課件匯報人：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)移動通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)通信新技術與展望01通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)是實現(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)和無線通信系統(tǒng)；根據(jù)信號性質(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)送信息的設備或源頭，如話筒、攝像頭等。接收并處理信息的設備或終端，如揚聲器、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)生的信號轉換為適合在信道上傳輸?shù)男盘?，以及將接收到的信號還原為原始信號。指傳輸信息的速度和準確性，通常以數(shù)據(jù)傳輸速率、誤碼率等指標來衡量。有效性可靠性安全性經(jīng)濟性指通信系統(tǒng)在傳輸過程中的穩(wěn)定性和抗干擾能力，通常以信噪比、誤塊率等指標來衡量。指通信系統(tǒng)在傳輸信息時的保密性和防篡改能力，通常以加密技術、身份驗證等手段來保障。指通信系統(tǒng)的建設和運營成本，以及使用和維護的便捷性。通信系統(tǒng)的性能指標02模擬通信系統(tǒng)模擬信號連續(xù)變化的物理量表示的信息信號，其幅度、頻率或相位等參數(shù)隨時間作連續(xù)變化。模擬傳輸模擬信號的傳輸方式，包括基帶傳輸和頻帶傳輸?；鶐鬏斒菍⒛M信號直接傳輸，而頻帶傳輸則是將模擬信號調(diào)制到高頻載波上進行傳輸。模擬信號與模擬傳使載波的幅度隨模擬信號的變化而變化，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)制技術衡量模擬通信系統(tǒng)抗噪聲性能的重要指標，定義為信號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、采用差錯控制編碼等措施來提高模擬通信系統(tǒng)的抗噪聲性能?？乖肼暭夹g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)字信號特點離散性、可量化、抗干擾能力強。數(shù)字信號與數(shù)字傳

數(shù)字調(diào)制技術調(diào)制的基本概念：將基帶信號轉換為適合在信道中傳輸?shù)囊颜{(diào)信號。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)制技術的性能評估：誤碼率、頻譜效率等。03差錯控制技術前向糾錯（FEC）、自動重傳請求（ARQ）等。01噪聲對通信系統(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、采用差錯控制技術等。數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能04光纖通信系統(tǒng)光的全反射原理當光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，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，從而實現(xiàn)光的傳輸。光纖的結構與導光原理光纖由纖芯、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，涂覆層則保護光纖免受外部環(huán)境的影響。當光線射入光纖時，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、光纖傳輸線路和光接收機三部分組成。其中，光發(fā)送機負責將電信號轉換為光信號并送入光纖，光纖傳輸線路負責將光信號從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?，光接收機則負責將接收到的光信號還原為電信號。分類根據(jù)傳輸信號的不同，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)工作波長的不同，可分為短波長光纖通信系統(tǒng)和長波長光纖通信系統(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01020304表示單位時間內(nèi)能夠傳輸?shù)男畔⒘?，通常以比特率（bit/s）來衡量。表示光信號在光纖中能夠傳輸?shù)淖畲缶嚯x，受光纖損耗、色散等因素的影響。表示在傳輸過程中發(fā)生錯誤的概率，是衡量系統(tǒng)可靠性的重要指標。表示系統(tǒng)對外部干擾的抵抗能力，如電磁干擾、溫度變化等。05移動通信系統(tǒng)移動通信特點移動通信具有移動性、電波傳播條件復雜、噪聲和干擾嚴重、系統(tǒng)和網(wǎng)絡結構復雜等特點。移動通信定義移動通信是指通信雙方或至少有一方處于運動中進行信息交換的通信方式。移動通信發(fā)展歷程從第一代模擬移動通信系統(tǒng)到第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)，再到當前的第三代、第四代移動通信系統(tǒng)，以及未來的第五代移動通信系統(tǒng)。移動通信概述直射波、反射波、折射波、繞射波和散射波等。無線電波傳播方式由于反射和散射，信號會經(jīng)過多條路徑到達接收端，造成信號的時延擴展。多徑效應由于移動臺的運動，接收信號的頻率會發(fā)生變化，造成信號的頻移。多普勒效應由于建筑物或地形的遮擋，信號會受到陰影衰落的影響。陰影效應移動通信的信道特性多址技術區(qū)分不同用戶信號的技術，如FDMA、TDMA、CDMA等。調(diào)制技術通過改變載波的幅度、頻率或相位來傳輸信息，如QAM、QPSK等。信道編碼技術通過增加冗余信息來提高信號傳輸?shù)目煽啃?，如卷積碼、Turbo碼等。MIMO技術利用多天線技術提高信號傳輸?shù)乃俾屎涂煽啃浴？垢蓴_技術通過擴頻、跳頻等技術來提高信號的抗干擾能力。移動通信中的關鍵技術06衛(wèi)星通信系統(tǒng)利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地面站之間進行的通信。衛(wèi)星通信定義衛(wèi)星通信特點衛(wèi)星通信應用覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、機動靈活等。固定衛(wèi)星通信、移動衛(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。有效性指標誤碼率、中斷概率等，反映系統(tǒng)傳輸信息的準確程度?？煽啃灾笜讼到y(tǒng)成本、維護費用等，反映系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。經(jīng)濟性指標如傳輸時延、多址方式、抗干擾能力等，反映系統(tǒng)在不同應用場景下的性能表現(xiàn)。其他指標衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能指標07通信新技術與展望網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV）將網(wǎng)絡功能從專用硬件設備解耦，實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的軟件化和虛擬化。邊緣計算將計算、存儲和網(wǎng)絡資源部署在網(wǎng)絡邊緣，降低數(shù)據(jù)傳輸時延，提高處理效率。軟件定義網(wǎng)絡（SDN）通過分離控制平面和數(shù)據(jù)平面，實現(xiàn)網(wǎng)絡可編程和靈活配置。通信新技術概述超高速度、大容量、低時延的無線通信技術，支持多種應用場景，如增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實、自動駕駛等。5G通信技術未來通信技術的重要方向，將實現(xiàn)更高速度、更低時延、更廣覆蓋的無線通信，支持更多創(chuàng)新應用。6G通信技術5G/6G通信技術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、抗干擾能力強等優(yōu)點。光纖通信通過光交叉連接（OXC）和光分插復用（OADM）等設備實現(xiàn)光信號的交換和路由選擇。光交換技術構建全光網(wǎng)絡，實現(xiàn)光信號的傳輸、交換和處理一體化，提高通信效率和安全性。光網(wǎng)絡與光計算光通信技術發(fā)展趨勢未來通信技術的展望與挑戰(zhàn)人工智能與通信技術的融合利用人工智能技術優(yōu)化通信網(wǎng)絡