通信基础理论

1. 通信基本知识 3. 无线通信的应用现状

2. 无线通信相关技术◆移动通信

◆多址技术与系统容量◆无线数据通信

◆抗衰落技术◆无线接入技术

◆信源编码 4. 无线通信发展方向

◆信道编码◆个人通信

◆调制技术◆软件无线电

◆扩频技术◆智能天线技术

5. 小结

通信基础知识

通信的任务：

克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息。

通信系统的组成：

传递或交换信息所需的一切技术设备的总和称为通信系统。

信息源发送

设备

传输媒介

（信道）

接收

设备

收信者

噪声源

通信系统的分类：

按消息的物理特征分：有电报通信系统，电话通信系

统，数据通信系统，图象通信系统等各种通信系统。

按调制方式分：基带传输和调制传输。

按传输信号的特征分：模拟通信系统和数字通信系统。

按传送信号的复用方式分：FDMA、TDMA、CDMA。

按传输媒介分：有线和无线两类。

无线与有线的比较

有线

（1）安装慢

（2）扩容难

（3）事先必须知道用户的确切位置（4）成本随距离线性增加

（5）部分地区无法布线且易受破坏（6）维护费用昂贵

（7）自然灾害（风、洪水），动物，施工等影响

无线

（1）安装快

（2）方便扩容

（3）只需某区域用户密度

（4）适用远郊通信

（5）适合于山区及河流

（6）维护费用低，减少业务中断

通信技术发展的简史

年内容

l 838摩尔斯发明有线电报

1864马克斯韦尔提出电磁辐射方程

1876贝尔发明电话

1896马可尼发明无线电报

1906发明真空管

1918调幅无线电广播、超外差接收机问世

1925开始采用三路明线载波电话、多路通信

1936调频无线电广播开播

1937发明脉冲编码调制原理

1938电视广播开播

194f——1945二次大战刺激了雷达和微波通信系统的发展

1948发明晶体管、香农提出信息论、通信统计理论开始建立1950时分多路通信应用于电话

1956敷设了越洋电缆

1957发射第一颗人造卫星

1958发射第一颗通信卫星

1960发明激光

196I发明集成电路

1962发射第一颗同步通信卫星、脉冲编码调制进入实用阶段1960——1970彩电问世、阿波罗宇宙飞船登月，数字传输的理论和技术得到了迅速发展，出现高速数字电子计算机

1970—1980大规模集成电路、商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统、微处理机等迅速发展

1980以后超大规模集成电路、长波长光纤通信系统广泛应用，综合业务

数字通信中的几个基本概念

◆连续信号与离散信号

◆数字信号和模拟信号

◆数字通信和模拟通信

◆数字通信和数据通信

数字通信的主要优点

◆抗干扰能力强

◆可采用再生中继实现高质量的远距通信◆灵活性高，能适应各种业务要求

◆设备便于集成化、微型化

◆便于加密处理

◆可以很方便地与现代数字计算机连网

通信用电磁波

谱

倍频式发信机原理框图

（3）无线交换设备

（4）无线交换接口

（5）数字无线通信的三个组成部分－ A/D转换

－调制

－传输和信号处理

（6）信令系统

－什么是信令

－模拟信令与数字信令

－ IMTS信令系统

无线通信相关技术

◆多址技术与系统容量◆信源编码技术

◆信道编码技术

◆调制技术

◆抗衰落技术

◆扩频技术

多址技术与系统容量

——FDMA

FDMA 通信系统特性－载波与传输信号对应－连续传输－带宽较窄－ 低传输速率－共用设备成本高

无线电容量公式

M=B t /(B c k)信道总数/单位小区其中， B t 是系统占用带宽， B c 是每信道占用带宽 k 是小区群中的小区数

多址技术与系统容量——FDMA（续）

多址技术与系统容量——TDMA

TDMA通信系统特性

－每载波多路

－采用自适应均衡技术

－传输开销大

－共用设备成本低

－用户端较复杂

多址技术与系统容量——TDMA（续）

多址技术与系统容量——CDMA

码分多址系统采用一组彼此正交(或准正交)的伪随机噪声(PN)序列用作为扩频序列码对传输信号进行扩频调制，在接收端用相应的PN码通过相关处理解扩来实现多用户共享频率资源的功能。码分多址采用扩频技术。

主要优点

容量大：是FDMA的20倍，是TDMA的6~8倍

抗干扰性能强

安全通信，极易保密

——扩频后的信号近似白噪声

——采用伪码序列调制

——数字信息易于加密

发射功率低，延长用户终接设备电池使用时间

抗衰落性能强，仅影响小部分频谱

频率规划简单,易于组网和工程开通

软容量，有效解决通信阻塞

2468

FDMA

TDMA

CDMA

系统容量(F D M A=1)

(1)系统容量大，频谱利用率高

理论分析和试验表明：CDMA 系统容量是GSM 的3至4倍，

是模拟网的8至10倍