现代通信概论第八章(1)
现代通信系统概论
编 码 器
调 制 器
信道
噪声源
解 调 器
译 码 器
解 密 器
信 宿
同步
图1-3 数字频带通信系统的模型
数字频带传输通信系统的模型
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2. 数字基带传输通信系统
基带
信
信号
源
形成
器
信道
接收 滤波
器
抽 样 判 决
信 宿
噪声源
cp
图1-4 数字基带传输系统模型
数字基带传输系统模型
基带信号形成器：包括编码器、加密器以及波形 变换等；
发
接
发
接
送
收
送
收
设
设
设
设
备
备
备
备
(a)串序传输
(b)并序传输
图1-7 串序和并序传输方式
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3. 按通信网络形式分 通信的网络形式通常可分为三种：两点间直通方
式、分支方式和交换方式，
终端A (a)
转接站
终端B
终端 终端 终端 ... 终端
A
B
C
N
(b)
终端A 终端B 终端C
第一章 现代通信系统概论
1.1 通信的定义 1.2 通信系统的组成 1.3 通信系统分类及通信方式 1.4 通信系统的主要性能指标
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课程描述
导航、遥控遥测等军用尖端技术和包括数字电话、广 播电视、综合信息网、多媒体宽带网等现代民用技术。
通信在过去分为模拟通信和数字通信两个方面来研究。 目前，随着数字技术和计算机技术日新月异的发展，数 字通信方式在许多领域已逐步取带模拟通信方式，成为 通信的主流，也成为我们研究的重点。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
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E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
第八章-数字信号的最佳接收
E1 s (t )dt E2 s 2 2 (t )dt
0 2 1 0
T
T
（8-19）
s(t) n(t)
+
最佳接收机
输出
图8-3 接收机基本原理框图
根据上面的分析可知，在加性高斯白噪声条件下，最小差错概率准 则与似然比准则是等价的。可以直接利用似然比准则对确知信号做出 判决。在观察时间(0，T)内，接收机输入端的信号为s1(t)和s2(t)，信号 与噪声的混合波形为 发送s1(t) y(t ) s1 (t ) n(t ) 时 发送s2(t)时 由前面分析可知，当出现s1(t)或s2(t)时，观察空间的似然函数分别为
判为s1 判为s2
ps1 ( y) ps2 ( y)
（8-12）
在实际接收时，如果将信号与噪声的混合波形直接送入判决器， 接收端的判决器采用一次判决显然不可靠。从概念上来说，只要能 够看出接收到的信号与噪声的混合波形的“形态”更像哪个信号， 就该能够判决为哪个信号。采用多次判决能增加可靠性，且要求多 次抽样值必须是统计独立的。
根据式（8-10）判决规则，似然比为
T
T
0
y (t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt}
式中，利用了式（8-19）的假设条件。进一步可得
2 exp{ n0
2 exp{ n0
0
P ( s2 ) y(t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt} P( s1 )
y(t )[ s2 (t ) s1 (t )]dt} P ( s2 ) P( s1 )
若
2 e12 (t ) e2 (t )
则说明接收信号x(t)与s1(t)的均方误差更小，即更“像”s1(t)，因此，接 收判决时应判为s1(t)。反之，若
《现代通信原理》课后答案
第二章第三章第四章00第五章第七章第八章第九章9.4 解：0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0AMIHDB3B3zsB6zs9.13 解：9.14 解：（2）发送：8电平已调 基带信号信号接收：调制信号基带信号9.17单极性NRZ)2(N S Q P b = 双极性NRZ)(N S Q P b =多进制 双极性（M 为奇数:取0，+/-A, …..; M 为偶数：取。
）2A ±sMb Lf R L L s Mb f R sMb f R sMb R b b b b /2log 47)12)(4(/67.05.11)3(/38log )2(/1)1(22==∴=∴=-≈====调相。
，调制方式可为调幅或其带宽正好是的升余弦滚降频谱信号电平信息，所以可采用单位符号应传输所需传输速率信道带宽kHz bit kHzR kHzkHz kHz f b 482.0831204860108)1(=∴==-=α格雷编码方式普通二进制编码----------------=-------------=-∙-=s b s n nb s P nP P M N S Q MM P 1P )12(22)13)(()1(222L-1电平的部分响应信号])(134[)1(2222NS L Q L L P s --=π1）75.4101)(6==>⨯=-ααQ 2）75.4101)(6==>⨯=-ααQ 3）36.444/6.4)(18332==>=-=>=N S NS P P b s 4) 或])(1434[4)14(2222N S Q P s --=πs b P P L L 324712==>==>=-而s b P P 21= S/N(DB 值)： 45.125(16.44)，22.6(13.5), 444.36(26.4), 194.6(22.9)9.181） S/N =18.06 合12.57dB25.4=α2) S/N = 48.16 合16.83dB ])(83[N S Q P b =3） S/N = 90.3 合19.56dB s b P P 32=9.23解：序列的三条性质。
北邮通信原理PPT第八章
I[P(X)]的特征：可加性
由两个不同的消息（两者之间统计独立）所提供的信息量， 应该是它们分别提供的信息量的和。
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Wireless Signal Processing & Networks Lab (WSPN), BUPT
I[P(X)]的定义
同时满足单调递减性和可加性的函数：
7.2 信源的分类及其统计特性的描述
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Wireless Signal Processing & Networks Lab (WSPN), BUPT
离散信源与连续信源
离散信源：输出是离散符号。 连续信源：输出是连续信号。
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Wireless Signal Processing & Networks Lab (WSPN), BUPT
X (t i ) 是一个随机变量。称为连续消息序列信源。
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Wireless Signal Processing & Networks Lab (WSPN), BUPT
离散消息（符号）序列信源的统计特性 1
离散序列信源的输出是一个 L 维随机矢量 X = ( X 1 ... X l ... X L ) ， 其样本值为 x = ( x1 ...xl ...x L ) 。对应的概率为 PX ( x) ，简写为 P( x) 。
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Wireless Signal Processing & Networks Lab (WSPN), BUPT
消息（符号）序列信源
信源的输出是一个离散符号序列： X = ( X 1 ... X l ... X L ) 。称为离散符号序 列信源。 信源的输出是一个模拟的消息，一个随机过程 X (t ) ，对于时刻 t = t i ，
现代通信技术概论-完整版
区分敌人的进攻方向
东
南
两个比特表示四个信息
西
北
n比特可表示的信息数为2n
可以传送２个消息
（０ １）
２1
可以传送４个消息
（００ ０１ １０ １１）
２2
２3
１０１ １１０ １１１）
可以传送８个消息
（０００ ００１ ０１０ １００ ０１１
可以传送１６个消息
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（3）ITU对电信的定义
国际电信联盟 (International Telecommunication Union -- ITU)
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s • 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌 面
宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.2 电信技术的发展
电信技术的发展简史 我国电信的现状 电信的发展趋势
87第5章 移动通信 885.1 移动通信概述 885.1.1 什么是移动通信 895.1.2 无线通信系统的组成 895.1.3 移动通信的特点 915.1.4 移动通信的工作方式 925.1.5 移动通信中的多址方式 935.1.6 移动通信服务区体制 965.1.7 我国蜂窝移动通信系统的频率分配 985.2 GSM移动通信系统 995.2.1 GSM网络系统的组成 1015.2.2 GSM的网络结构 1035.2.3 移动电话的编号方式 1055.2.4 数字移动台的构成 1075.2.5 GSM无线接口信令 1105.3 CDMA移动通信系统 1115.3.1 码分多址技术的基本原理 1135.3.2 扩频通信的基本原理 1145.3.3 码分多址直接序列扩频通信系统 1165.3.4 CDMA系统的主要优势 1175.4 第三代移动通信系统 1175.4.1 3G发展概述 1185.4.2 3G标准 1195.4.3 3G标准比较 1205.4.4 3G通信业务应用 1215.5 其他移动通信系统简介 1215.5.1 无线寻呼系统 1215.5.2 集群调度系统 1225.5.3 小灵通系统简介 1235.5.4 大灵通系统简介 1245.6 实做项目及教学情境 124小结 126思考题与练习题
现代通信技术概论-完整版
•
153小结
•
154思考题与练习题
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•
第7章 微波通信和卫星通信
•
1577.1 微波通信
•
1577.1.1 微波通信的概念和特点
•
1597.1.2 数字微波通信系统
•
1617.1.3 微波站设备
•
1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术
•
1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用
•
1366.2.4 光纤的传输特性
•
1396.2.5 光缆
•
1416.3 光纤通信系统
•
1416.3.1 光源与光发送机
•
1426.3.2 光电检测器与光纤数字接收机
•
1436.3.3 中继器
•
1446.3.4 光纤通信系统的码型
•
1456.4 SDH
•
1456.4.1 SDH的产生
•
1476.4.2 SDH的帧格式和速率
47思考题与练习题
•
49第4章 数据通信
•
504.1 数据通信概述
•
504.1.1 数据、信号与信息
•
514.1.2 系统组成
•
534.1.3 数据通信网络互连
•
574.1.4 通信协议
•
604.2 数据传输
•
604.2.1 传输方式
•
644.2.2 数字数据编码
•
664.2.3 数据通信系统的主要质量指标
– 1969年5月17日，决定5月17日定为“世界电信 日”。
• ITU对电信的定义
– 利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传输 、发射、接收或者处理语音、文字、数据、图像
现代通信概论（本）教学大纲
现代通信概论（本）教学⼤纲现代通信概论课程教学⼤纲编写⼈：审核⼈：⼀、课程基本信息开课单位：机电⼯程学院适⽤专业：电⼦信息⼯程课程名称：现代通信概论课程代码：016032课程类型：专业⽅向课程学分：2总学时：32 理论学时：32 实验（上机）学时：0考核⽅式：考查先修课程：模拟电⼦技术、数字电⼦技术、微机原理与接⼝技术、信号与系统后续课程：移动通信、光纤通信、现代计算机⽹络⼆、课程简介（⼀）课程性质和任务本课程是电⼦信息⼯程专业的基础课程，它是⼀门理论性强，但有⼀定的实践性和较强实⽤性的专业基础课程。
课程主要介绍模拟信号和数字信号的传输。
要求学⽣通过本课程的学习，能掌握通信的基本原理，熟悉各种典型现代通信系统的构成及基本⼯作过程，了解各种现代通信技术的发展及趋势。
（⼆）课程⽬标通过本课程的理论学习，使学⽣理解计算机⽹络的体系结构和⽹络协议，掌握组建局域⽹和接⼊Internet的关键技术，培养学⽣初步具备局域⽹组⽹及⽹络应⽤能⼒，从⽽为后续信号⽹络课程的学习打下良好的基础。
三、教学内容及要求（⼀）教学内容第⼀章概论（总学时：2）第⼀节基本概念（学时：1）第⼆章数字通信技术（总学时：6）第⼀节模拟信号数字化（学时：2）第⼆节时分多路复⽤及PCM30/32路系统（学时：2）第三节数字复接技术（学时：1）第四节同步数字系列（SDH）（学时：1）第三章程控交换技术（总学时：6）第⼀节概述（学时：1）第⼆节程控数字交换的基本原理（学时：2）第三节程控数字交换机的构成（学时：2）第四节呼叫接续过程分析与控制原理（学时：1）第四章信息传输技术与系统（总学时：6）第⼀节光纤通信（学时：2）第⼆节数字微波中继通信（学时：2）第三节卫星通信（学时：1）第四节移动通信（学时：0.5）第五节图像通信（学时：0.5）第五章通信⽹（总学时：2）第⼀节电话⽹（学时：1）第⼆节⽀撑⽹（学时：0.5）第三节智能⽹（学时：0.5）第六章数据通信与数据⽹（总学时：4）第⼀节数据通信概念（学时：0.5）第⼆节差错控制（学时：1）第三节物理层接⼝（学时：1）第四节数据链路传输控制规程（学时：0.5）第五节数据交换⽅式（学时：0.5）第六节数据通信⽹（学时：0.5）第七章 ISDN与ATM技术（总学时：2）第⼀节 N-ISDN（学时：1）第⼋章宽带IP技术（总学时：2）第⼀节 IP⽹络的基本概念（学时：0.5）第⼆节宽带IP技术的发展（学时：0.5）第三节宽带IP⾻⼲⽹技术（学时：0.5）第四节下⼀代⽹络（NGN）技术（学时：0.5）第九章接⼊⽹与接⼊技术（总学时：2）第⼀节接⼊⽹简介（学时：0.5）第⼆节有线接⼊⽹技术（学时：1）第三节⽆线接⼊技术（学时：0.5）（⼆）主要知识点，重点难点，基本要求：第⼀章绪论基本要求：掌握通信系统的分类及通信⽅式。
移动自组织网络要点
2
4
6
8
Size of file(M)
基于代理（MMA）的移动多播算法
移动多播代理（Mobile Multicast Agent）：
代替移动节点构成多播组，简化了多播组的构成，树的 结构，这样就可以减少网络负载，简化树的发现和维护 。 其代价是在通信开始前必须建立框架（spine），路由 不一定是最优的，而且spine节点（MMA）的负担加重 。
第八章 移动自组织网络
概要
1.无线网络的发展 2.什么是移动自组织网络？ 3.移动自组织网络的应用 4.移动自组织网络的关键技术 5.移动计算网络的最新发展 6.中国移动自组织网络的发展
一、无线网络的发展
无线通信
无线通信是现代通信领域中增长最迅速 和发展最具潜力的。
无线通信涉及蜂窝移动通信、卫星通信、 数字广播和无线局域网。
MANET路由协议
作为移动自组织网络的关键技术之一， 直接决定了整个网络的性能 ；
路由协议分类有多种方法： 网络规模、移动特点、路由产生途径等
按路由信息产生方式
1、表驱动(table-driven)路由协议（又 称为先验式（proactive）路由协议）、
2、随选（on-demand）路由协议（又称 为后验式（reactive）路由协议）、
3、混合式（Hybrid）路由协议。
表驱动路由协议
基于路由表的路由协议， 要求每一个移动节点保留一个或多个表
格来存储路由信息, 每当检测到网络拓扑发生变化时，该节
点发送路由更新消息给整个网络, 收到路由更新消息的节点便更新自己的
路由表内容。
随选路由协议
指当一个节点需要通信时才触发路由查 找过程，
802.11系列无线局域网
现代通信技术自测题库(一)
现代通信技术自测题库第1章（概论）自测题1. 填空题（1）按信道中传输的信号，可将通信分为__________和__________；按传输信道，可将通信分为_________和__________。
（2）将基带信号的频谱搬移至较高的频率范围，使其能转换成适合于信道传输的信号，这一过程称为____________。
（3）通信网组成的三个基本要素是_________，__________和_________。
（4）衡量通信系统的主要指标是__________和__________。
（5）数字通信系统的质量指标具体用__________和__________表示。
（6）根据噪声在信道中的表现形式，可分为__________和__________两类。
（7）现代通信技术的发展特征可归纳为数字化、综合化、融合化、智能化、__________和__________。
2. 选择题（1）信源信号通常不适于直接在信道上传输，它需要由__________进行某种变换，使其适合在信道中传输。
a. 中继器b. 发送设备c. 接收设备d. 低通设备（2）下列哪一类介质不属于有线通信__________。
a. 双绞线b. 同轴电缆c. 红外线d. 光纤（3）通信网上数字信号传输速率用__________来表示，而模拟信号传输速率用__________表示。
a. bitb. bytec. Hzd. dBe. bit/sf. byte/sg. volt/s（4）目前，国际通信标准制定的官方机构是_____________。
a. CCITTb. ISOc. ANSId. ITU（5）光纤通信________ 的特点正适应高速率大容量数字通信的要求。
a. 呼损率低b. 覆盖能力强c. 传输频带宽d. 天线增益高（6）复合型网是网络结构中最常见的形式，其特点是将________和_________结合。
a. 星形网b. 树形网c. 网状网d. 环形网（7）“电气和电子工程师协会”的英文缩写是__________。
现代通信技术概论完整版 ppt课件
27第3章 电话通信 283.1 电话通信过程 333.2 多路复用技术 333.2.1 频分多路复用
49第4章 数据通信 504.1 数据通信概述 504.1.1 数据、信号与信息 514.1.2 系统组成 534.1.3 数据通信网络互连
343.2.2 时分多路复用 343.2.3 码分多路复用 353.2.4 波分多路复用
1456.4 SDH 1456.4.1 SDH的产生 1476.4.2 SDH的帧格式和速率 1486.4.3 SDH的基本网络单元
1496.5 WDM 1496.5.1 光波分复用的基本概念 1516.5.2 光波分复用的特点 1516.5.3 波分复用系统基本结构 1526.6 全光网络 1526.6.1 全光网的基本概念 1536.6.2 全光网的特点 1536.7 实做项目及教学情境 153小结 154思考题与练习题
现代通信技术概论完整版
第7章 微波通信和卫星通信 1577.1 微波通信 1577.1.1 微波通信的概念和特点 1597.1.2 数字微波通信系统 1617.1.3 微波站设备 1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术 1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用 1737.2 卫星通信 1737.2.1 卫星通信的概念和特点 1747.2.2 卫星通信系统 1777.2.3 通信卫星 1807.2.4 地球站 1837.2.5 卫星通信的多址方式 1857.2.6 卫星通信的主要应用 1907.3 实做项目及教学情境 1907.3.1 数字卫星电视接收 1917.3.2 GPS导航定位 191小结 192思考题与练习题 193第8章 接入网 1948.1 接入网概述 1948.1.1 接入网的概念和特点 1978.1.2 接入网技术综述 2018.2 xDSL技术 2028.2.1 xDSL技术概述 2048.2.2 HDSL技术 2048.2.3 ADSL技术 2058.2.4 VDSL技术 2078.3 光接入网 2078.3.1 光接入网概述 2088.3.2 参考配置和应用类型 2108.3.3 PON技术 2148.4 HFC技术 2148.4.1 HFC网络结构 2168.4.2 双向通信
现代通信技术概论
由于传输信道中有许多电感、电容原件，因其直 流截止特性，对线路传输码型的要求如下：
具有一定的抗干扰能力；
码型变换设备简单，易于实现。
1.1.3 通信信道
1. 通信媒体 (1） 明线： (2） 双绞线(twisted pair) (3） 同轴电缆(coaxial cable) (4） 光纤 (5） 微波通信 (6） 卫星通信
4. 同步方式 (1） 异步传输 (2） 同步传输 5. 复用方式 (1） 频分复用：在频率上把要传输的几路信
息合在一起，形成一个合成的信号后进行传输。
(2） 时分复用：采用分时技术，每路分配一 个时隙
起始位
字符 数据位
1 0 0/1 0/1 …
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 1
图1.4 二元码的四种基本形式
在二进制数字通信系统中，每个码元 或每个符号只能是“1”和“0”两个状 态之一。实际通信中也可以有多信号 电平系统即对应多进制码。
进制越高，级差越小，抗干扰能力越差。但是进 制越高，每个符号所代表的信息量越大。在信息 论中对符号所载荷的信息量有严格定义。在二进 制数字传输中，若数字序列里1和0的概率各占1 ／2，并且前后码元是相互独立的，序列中每个 二进制码元所载荷的信息量就是1比特；而多进 制每个符号所含的信息量将要增加，四电平的符 号包含log24=2 bit的信息量，八电平的符号包 含log28=3 bit的信息量。
② 信息传输速率，简称传信率，通常记为 R 。它表示单位时间内系统传输(或信源 发出)的信息量，即二进制码元数。
（2） 频带利用率
用单位频带内的符号速率描述系统的 传输效率，即每赫的波特数，符号速 率用η表示。
（3） 可靠性
可靠性可用差错率来表示。常用的差 错率指标有平均误码率、平均误字率、
现代通信网总结
现代通信网总结概述1、现代通信网概念：是由通讯设备、信道和规则（章）组成的有机整体，使与之相连的用户终端设备可以进行有意义的电信息交流2、通信系统基本模型（点对点）及各部分作用通信系统的基本模型示意图各部分作用：信源是指发出信息的基本设施。
变换器是对信源发出的信息按一定的目的进行变换的设备。
信道是信息传输介质的总称。
反变换器的工作过程是变换器的逆工作过程。
信宿是信息传输的终点，也就是信息的接收者。
噪声源并不是人为实现的实体，但在实际通信过程中又是实际存在的。
3、信道及分类信道按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道。
信道按传输信号形式的不同可分为模拟信道和数字信道。
第二章现代通信网基础技术及其发展1、通信网组成的基本要素及核心要素基本要素：终端设备、传输系统和交换设备核心要素：交换设备2、路由选择策略（详见p49）静态策略动态策略（1）泛射法（flooding）（1）独立路由选择策略（2）有选择的泛射法（2）集中路由选择策略（3）固定路由法（3）分布路由选择策略（4）随机走动法（5）分散通信量法3、传输技术（p19）：复用技术，其目的是在同一信道上传输多路信号，从而提高了信道的利用率。
常用的多路复用技术有频分多路（FDM）、时分多路（TDM）和统计时分复用（STDM）。
4、交换技术：在交换技术的分组交换中，为了控制和管理交换网的“分组流”，目前主要采用数据报方式和虚电路方式。
常用的交换技术按局内处理信号的方式可分为电路交换、信息交换和分组（包）交换三种方式。
新的交换方式有异步转换模式交换（ATM）和光交换。
5、流量控制和拥塞控制的区别及流量控制和拥塞控制各采取的方法区别：流量控制是对一条通信路由上的通信量进行控制，解决“线”或“局部”问题，而拥塞控制则是的“面”或“全局”的问题。
流量控制采取的方法：拥塞控制采取的方法（1）入网流量控制方法① 停-等流量控制② 缓冲区预约方式（1）许可证法（2）分组丢弃法（3）阻塞分组法（2）入口和出口流量控制① 多分组报文传送流量控制② 单分组报文流量控制（3）网段级流量控制6、我国电信网等级结构图并对各级功能基干路由高效路由我国电信网等级结构图各级功能：第一级为大区中心，也称为省间中心局，是汇接一个大区内各省之间的电话通信中心，局间都设立直达电路，为完全互连方式的网状网结构。
现代通信技术概论崔健双工业出版社幻灯片PPT
f(t) O
T/2
sin(2πft)
T
t
T/3 O
T/5 O
1/3sin(6πft) t
1/5sin(10πft) t
T/2
前3个波形的叠加
O
T
t
f1 O
3f1
5f1
频谱图 f
正弦信号谐波分量叠加逼近矩形波信号
20
9
形成良性竞争，争取自有知识产权
2002年，中国移动迈入2.5G时代。 2006年，TD－SCDMA成为国家通信行业标准。 2009年初，3G牌照正式发放，标志3G普及阶段到来。
目前我国通信行业已形成中国移动、联通、电信等 几大运营商互相竞争互相合作的格局。中国移动用户 总数世界第一，移动和固话用户总数合计接近10亿。 互联网用户总数超过3亿，我国成为世界上名副其实的 通信大国。
信号的分类方法有很多种，例如，按照信号的形 成机理分为光信号和电信号；按照形状分为正弦 波、方波、锯齿波等；按照幅度上的离散性分为 模拟信号与数字信号。
12
模拟信号
幅度在某一范围内可以连续取值的信号，称为模 拟信号。典型的模拟信号如下：
U(t)
P(t)
t (a)时间和幅值都连续
t PAM信号 (b)时间离散但幅值仍连续
周期正弦信号u(t)=A sin（2πft+ψ）是一种频 率单一、幅值固定的模拟信号，三个参量A、f、ψ 常被用作“携带”（载波）消息。
f(t) A
ψ
sin(2πft+ψ)
O
T
2T t
-A (a) 周期正弦信号
16
周期脉冲信号
周期脉冲数字信号是一种幅度为A、周期为T、 宽度为τ的重复出现的矩形波。
现代通信技术概论-作者-崔健双-习题参考答案
第1章习题参考答案1什么是通信信号？通信系统传送的是消息，而消息只有附着在某种形式的物理量上才能够得以传送， 这类物理量通常表现为具有一定电压或电流值的电信号或者一定光强的光信号， 它们作为消息的载体统称为通信信号2什么是数字信号？什么是模拟信号？为什么说 信号幅度在某一范围内可以连续取值的信号， 个离散值的信号称为数字信号。
PAM 信号是将模拟信号取样后产生的信号，它虽然在时间上是离散的，但幅值上仍然 是连续的，因此仍然是模拟信号。
3什么是信号的时域特性？什么是信号的频域特性？信号的时域特性表达的是信号幅度随时间变化的规律，简称为幅时特性。
信号的频域特性表达的是信号幅度随频率变化的规律，它以傅立叶级数展开分解为理论基础。
4什么是信号带宽？信号带宽与什么因素有关？通过信号的频谱图可以观察到一个信号所包含的频率分量。
高频率与最低频率之差，称为该信号的带宽。
5周期矩形脉冲信号的频谱有什么特点？矩形脉冲信号的脉宽T 与有效带宽有何关系？(1) 该信号频谱是离散的， 频谱中有直流分量 ATT 、基频Q 和n 次谐波分量，谱线间隔 为Q=2nT ; (2)直流分量、基波及各次谐波分量的大小正比于A 和T 反比于周期T ,其变化受包络线 sinx/x 的限制，有较长的拖尾(参见式1-1); (3)当o=2m n / m=± 1, ± 2••时，谱线的包络线过零点，因此 3=2mn /称为零分量频率点；(4)随着谐波次数的增高，幅度越 来越小。
可以近似认为信号的绝大部分能量都集中在第一个过零点3 =2 n/左侧的频率范围内。
该点恰好是基频 Q 的4次谐波点。
通常把0~4 Q 这段频率范围称为有效频谱宽度或信号的有 效带宽。
可见，T 越小，有效带宽越大，二者成反比。
6通信系统中的信噪比是如何定义的？信噪比定义为：在通信系统中，发送消息的一端称为信源， 接收消息的一端称为信宿。
连通信源和信宿之间的路径称为信道。
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分集 (续)
• 例:
系统噪声功率50pW
90%时间,接收信号的平均功率1.11nW, SNR=13.5dB, BER=10-10
10%时间,接收信号的平均功率0nW ,BER=0.5 此时平均误比特率 0.9 ×10-10+0.1 ×0.5=0.05
采用空间分集, 两天线接收功率同时为0的概率0.1 ×0.1=0.01,
8.4 分集与合并
• 分集技术(Diversity Technique)的基本原理
发射信号经过独立或高度不相关的两个或多个传播路径到达接收机； 接收机通过查找独立或高度不相关的多径信号，利用某种合并方式， 对接收到的同一发射信号的多个样本进行合并来实现分集。
• 分集的物理意义
从概率意义上讲，多个接收样本信号的功率同时低于给定门限的概 率比任一单个信号功率低于给定门限的概率小得多，因此分集改变 了检测器输入端SNR的统计特性。 某条传播路径中的信号经历了深度衰落，但另一条或多条相互独立 的路径中可能仍包含着较强的信号，可以利用。
8.5 扩频系统
• 利用与信息无关的伪随机码，以调制方法将已调制信号的频谱 宽度扩展得比原调制信号的带宽宽得多的过程。目的是克服外 来干扰和无线多径衰落。
• 主要特点包括：
抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力。 可抗多径干扰、抗频率选择性衰落。 可检性抵，不容易被侦破。 具有多址能力，易于实现码分多址（CDMA）技术。 频谱利用率高，容量大。 具有测距能力。 技术复杂。
f f8 f7 f6 f5 f4 f3 f2 f1 0 T 2T 3 T 4T 5T 6T 7T 8T 9T t
9
跳频扩频特点
• 具有较强的抗干扰能力。
跳频图案具有伪随机性，其周期可长达数十年甚至更长，跳变 的频率可达成千上万个； 仅在某一频率或某几个频率上施放长时间干扰是无济于事的。 利用不同的跳频图案或时钟，在一定的频带内容纳多个同时工 作的跳频系统，达到频谱资源共享的目的。 跳频系统是瞬时窄带系统，而目前的通信系统不论是模拟调制 还是数字调制的，通常都是窄带通信系统。
• 时间分集:(Time diversity)信号在不同的时隙上进行传输，时隙最小 间隔大于信道的相干时间
• 频率分集:(Frequency diversity)信号通过多个不同频带进行传输，且 频带间的最小间隔大于信道的相干带宽 • 角度分集:(Angle diversity)使用不同天线方向图的多个天线 • 极化分集:(Polarization diversity)用2根天线分别传输/接收水平极化和 垂直极化的信号
分集技术
扩频技术
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3
分集 (续)
• 宏分集：一种减小大尺度衰落影响的分集技术。
• 把多个基站设置在不同的地理位置上和在不同方向上，同时和小区 内的一个移动台进行通信 ( 可以选用其中信号最好的一个基站进行 通信)。
• 宏分集实现
• 中继 • 中继器接收信号，进行放大再发送 • 同播(单频网SNF) • SNF是由多个不同地点的处于同步状态的发射机构成的网络，每 个发射机在“同一时间、以同一频率发射同一比特”，以实现 对一定服务区的可靠覆盖。
同时为1.11nW的概率0.9×0.9=0.81, 而一个为0另一个为1.11nW的概率为2(0.1 ×0.9)=0.18 此时平均误比特率 0.81×10-10+0.01 ×0.5+0.18×10-10=0.005
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分集 (续)
• 克服小尺度衰落(微分集)的几种方法
• 空间分集:(Space diversity)也称天线分集，通常采用多个收发天线实 现分集，是无线通信中使用较多的分集形式
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直接序列扩频的性能
• 直扩系统最重要的应用就是在军事通信中作为一种具有
很强抗干扰性的通信手段。 • 在实际中我们遇到的干扰主要有下面几种：
宽带噪声干扰； 部分频带噪声干扰；
单音及多音载频干扰；
脉冲干扰等。
12
扩频抗宽带干扰
P(t)
扩频码
t
P(t)
窄带信号
宽带信号
t
宽带干扰
P(t)
• 易于组网，实现码分多址，频谱利用率高。
• 良好的系统兼容性。
• 解决了远近效应。
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)
• 直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制，要 传送的数据信息需要经过信道编码后，与伪噪声序列进行模2 和生成复合码去调制载波。
6
跳频
• 跳频(Frequency Hopping)用简略的术语表达就是“多频、选码、频 移键控”，即用伪随机码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并 在多个频率中进行选择的频移键控(FSK: Frequency Shift Keying)或 其它调制方式。 • 自上世纪70年代末第一部跳频电台问世至今，跳频通信的发展势头 锐不可当，在军用通信领域的应用已相当成熟，并又拓宽到民用领 域。
FHMA FDMA
7
跳频系统
• 发送端用信源生成的数据流去调制频率合成器产生的载频，得到射 频信号。 • 在接收端，接收到的信号与干扰经前端处理后送至混频器。 • 使用与发端相同的本地伪随机码序列控制本地频率合成器，使其输 出与接收到的跳频信号同步跳变，差频出一个固定的中频信号。 • 对中频信号进行解调，就可以恢复出发送的数据信息
4
分集合并技术
分集合并技术
选择式分集
开关分集
合并分集
最大比值合并
等增益合并
最佳合并
混合选择
• 选择式分集：跟踪监视所有分集支路，选择指示参量最好的支路。
• 开关分集：只监视有效分集支路，当有效分集支路的质量低于某一门 限时，接收机转向另一支路。
• 合并分集：多路分集之路以一定的策略进行叠加合并。
5
伪随 机序 列发 生器 跳频 频率 合成 器
信息 解调 器
D'(t)
D(t)
信息调制器
跳频频率 合成器
伪随机序列 发生器
8
跳频图案
• 跳频系统的频率随时间变化的规律称为跳频图案。为了直观地显示 跳频系统的跳频规律，可以用图形的方式将跳频图案显示出来。 • 图示跳频数为8，频率跳变次序为f3、f1、f5、f7、f4、f8、f2、f6。在实 际中，跳频图案是由伪随机码序列发生器控制产生的。
t
信号与干扰
P(t)
信号合并
干扰+宽带信号
P(t)
t
扩频码
t
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扩频抗窄带干扰
P(f)
扩频码
f
P(f) P(f) f
窄带信号
宽带信号
f
干扰
信号与干扰
P(f) f
信号合并
干扰+宽带信号
P(f)
扩频码
f
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本章小结和知识点
无线通信的概念、挑战
无线信道的传播方式 无线信道的衰落 多径效应与多径衰落 多普勒效应