通信概论第12章
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通信概论
信道容量C受“三要素”，即B、S、n0的限制 提高信噪比，可以以增大信道容量 噪声功率趋于0，信道容量趋于无穷大 增大信道带可以提高信息速率，不能无限增大 信道容量一定时，信道带宽和信号 噪声功率比之间可以互
换
7. 多路复用技术
频分复用和时分利用的概念、特点和应用
一条物理信道对多路信号同时进行传输时，采用复用技术。目的 是充分利用信道和频带或时间资源，提高信道利用率，扩大通信 容量。
缺点：
比模拟通信占用更宽的信道带宽 对同步要求高，系统更复杂
2. 通信系统的分类
按通信业务分：电报、电话、数据、图像、综合业务 通信网
按调制方式分：基带系统、调制（或带通）系统 按信号特征分：模拟、数字 按传输媒介分：有线、无线 按工作波段分：长波、中波、短波、微波、光通信
通信概论
第一章 通信基础
1. 通信系统的组成
通信系统一般模型，各组成单元的主要功能。
信源：消息发源地，消息转换为原始电信号
发送设备：将信源和信道匹配，调制、放大、滤波、编码 器。多路传输系统中，还包括多路复用器。
信道：传输信号的通道。有线（明线、同轴电缆、波导、 光纤）；无线（大气、自由空间）。信道也会对信号产生 损耗和干扰。
可靠性：接收端最终输出信噪比。
数字通信系统性能指标：
有效性：
传输速率：码元速率、信息速率 频带利用率：真正指标
可靠性（差错率）：
误码率 误信率
数字通信系统模型，信源编码功能
信源、信源编码、加密、信道编码、数字调制、信道（噪 声源）、数字解调、信道译码、解密、信源译码、信宿。
信源编码功能：1、A/D转换；2、除去冗余信息，提高传 输效率
换
7. 多路复用技术
频分复用和时分利用的概念、特点和应用
一条物理信道对多路信号同时进行传输时，采用复用技术。目的 是充分利用信道和频带或时间资源，提高信道利用率，扩大通信 容量。
缺点：
比模拟通信占用更宽的信道带宽 对同步要求高，系统更复杂
2. 通信系统的分类
按通信业务分：电报、电话、数据、图像、综合业务 通信网
按调制方式分：基带系统、调制（或带通）系统 按信号特征分：模拟、数字 按传输媒介分：有线、无线 按工作波段分：长波、中波、短波、微波、光通信
通信概论
第一章 通信基础
1. 通信系统的组成
通信系统一般模型，各组成单元的主要功能。
信源：消息发源地，消息转换为原始电信号
发送设备：将信源和信道匹配，调制、放大、滤波、编码 器。多路传输系统中，还包括多路复用器。
信道：传输信号的通道。有线（明线、同轴电缆、波导、 光纤）；无线（大气、自由空间）。信道也会对信号产生 损耗和干扰。
可靠性：接收端最终输出信噪比。
数字通信系统性能指标：
有效性：
传输速率：码元速率、信息速率 频带利用率：真正指标
可靠性（差错率）：
误码率 误信率
数字通信系统模型，信源编码功能
信源、信源编码、加密、信道编码、数字调制、信道（噪 声源）、数字解调、信道译码、解密、信源译码、信宿。
信源编码功能：1、A/D转换；2、除去冗余信息，提高传 输效率
通信概论课件
根据传输媒介的不同，通信可以分为 有线通信和无线通信；根据传输信号 的性质，通信可以分为模拟通信和数 字通信。
通信系统的基本组成
发送设备
将信息转换为适合传输的信号 ，如调制器、编码器等。
接收设备
将传输中的信号转换为原始信 息，如解调器、解码器等。
信息源
产生需要传输的信息，如声音 、图像、文字等。
信道
07
通信系统安全与保密
通信系统安全威胁
01
窃听
未经授权的第三方通过非法手段获 取通信内容，导致信息泄露。
假冒
未经授权的第三方冒充合法用户进 行通信，导致身份欺诈。
03
02
篡改
未经授权的第三方对通信内容进行 修改，导致信息失真。
拒绝服务
通过大量请求或攻击使通信系统无 法正常工作，导致服务瘫痪。
04
数字通信原理
数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式，其信号只有0和1 两种状态，可以表示二进制数位。
数字通信的优点
数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好，适 用于传输数据、文本、图像等离散信号。
数字通信的缺点
数字通信的缺点在于实现复杂、成本高，需要高带宽和高速处理能 力。
模拟信号与数字信号的转换
03
信号与噪声
信号的分类与特性
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息。
信号的频率
表示信号中周期性变化的次数。
数字信号
离散的二进制数表示的信息。
信号的振幅
表示信号的强度或幅度。
噪声的来源与特性
自然噪声
如雷电、风暴等自然现象产生的噪声 。
人为噪声
如机械、电气等人为活动产生的噪声 。
噪声的频率分布
通信系统的基本组成
发送设备
将信息转换为适合传输的信号 ，如调制器、编码器等。
接收设备
将传输中的信号转换为原始信 息，如解调器、解码器等。
信息源
产生需要传输的信息，如声音 、图像、文字等。
信道
07
通信系统安全与保密
通信系统安全威胁
01
窃听
未经授权的第三方通过非法手段获 取通信内容，导致信息泄露。
假冒
未经授权的第三方冒充合法用户进 行通信，导致身份欺诈。
03
02
篡改
未经授权的第三方对通信内容进行 修改，导致信息失真。
拒绝服务
通过大量请求或攻击使通信系统无 法正常工作，导致服务瘫痪。
04
数字通信原理
数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式，其信号只有0和1 两种状态，可以表示二进制数位。
数字通信的优点
数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好，适 用于传输数据、文本、图像等离散信号。
数字通信的缺点
数字通信的缺点在于实现复杂、成本高，需要高带宽和高速处理能 力。
模拟信号与数字信号的转换
03
信号与噪声
信号的分类与特性
模拟信号
连续变化的物理量表示的信息。
信号的频率
表示信号中周期性变化的次数。
数字信号
离散的二进制数表示的信息。
信号的振幅
表示信号的强度或幅度。
噪声的来源与特性
自然噪声
如雷电、风暴等自然现象产生的噪声 。
人为噪声
如机械、电气等人为活动产生的噪声 。
噪声的频率分布
通信概论
3. Disconnect，取消分配的专用资源 应用：效率不高，连接时不允许其它接入，连接时没有数据传输造成的浪费，建 立连接很费时间。Eg，公用电信网，电话 Telecomms Components：subscriber, subscriber line, exchange, tranks 空分交换的多级网络：减少交叉点，从一个入线到多个出线有多条线路（增加了 可用性） ，控制更复杂，可能有阻塞 时分交换：使用数字时分技术建立和保持虚拟环路共享一个高速流 Routing 路由：很多连接需要多余一个交换，静态路由总用相同路线，动态路由 可能改变路线 交替路由：事先预定好可能的路线，发端动态选择合适的路由，可能根据时间不 同选择不同 Signaling：exchange of messages among network entities to enable to connection 控制信号功能：supervisory 监视，address 地址， call information 呼叫信息 控制信号对于网络管理信号，后者用于网络维护，错误检修及网络整体操作 信令位置：1.用户和网络间 2.网络内部：管理用户呼叫和网络，更复杂 In channel signaling 随路信令：1.inband：可无限制在网络中使用 2.out of band:利用话音为占据的带宽（优点：不论苦啊因信号是否在线都可发送 控制信号，但是数据率低） Common channel signaling 共路信令： 控制信号由独立于话音信道外的通路运载， 可服务于多个用户 1.Assosiate mode 2.disassosiate mode（优点：可建立一个 或多个中央控制点） 7 号信令：实施控制的网络是电路交换网络，但控制信令是用分组交换网络实现 三种实体：SP 信令点， STP 信号传送点，signaling link 信令链路,SP 和 STP 在 控制平面 决定 7 号信令网络设计的参数： 1, 。 STP capacities work performance 3.Availability and reliability 软交换：增加媒体网关，传统网络封闭在一个箱子中，软交换将其分离独立发展 软交换同传统电路相比，不仅大大节省了费用，而且可以提供共多的功能，特别 是除了处理传统的电路交换功能外， 软交换还能够将数字化的话音比特流转换成 分组。在软交换中，物理交换功能由媒体网关执行，而呼叫处理逻辑则位于媒体 网关控制器 分组交换： 分组交换优点：1. Line efficiency 2.Data rate conversion 3.Packets are accepts even when network is busy(只是传递时延增加) 4.Priorities can be used 两种方式：数据报和虚电路 数据报：分组间独立，每个 node 选择下一 node，分组并不按相同路由前进，在 出口时由终点排序 虚电路：分组间确定路由，所有分组按顺序通过，但并不是专用电路（与分组交 换区别）优点：可由节点重发数据，不用节点选择路由所以速度快 分组交换电路交换对比：1.Propogation delay 2.Transmission Time 3.Node delay X．25：功能性定义有三层：物理层（station 和 link 接口） ，链路层（LAPB） ， 分组层（任何用户都能与其他用户建立名为虚电路的逻辑连接）
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
２4
（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
蜂窝移动通信概论-精品
第1章 蜂窝移动通信概论
A f1
T 天线 共用器
R f2
B f2
T
R f1
图 1 - 2 半双工通信方式
第1章 蜂窝移动通信概论
3. 双工制 双工制指通信双方的收发信机均同时工作， 任一方 在发话的同时， 也能听到对方的语音， 如图1 - 3所示。
第1章 蜂窝移动通信概论
A f1
T
天线 共用器
第1章 蜂窝移动通信概论
(i) 二 频 组 (ii) 三 频 组
f1
f2
f1
f2
A
B
A
B
f1
f2
f3
f1
f2
f3
A
B
C
A
B
C
(a)
图1 - 6 小区覆盖以及频率复用的示意图 (a) 链状覆盖； (b) 面状覆盖
第1章 蜂窝移动通信概论
4
3
1
2
4
1
3
1
4
2
3
1
2
N＝4
12
1 2 34 5
34 5 67 12
第1章 蜂窝移动通信概论
蜂窝结构和频率复用带来了如下的新问题。 ① 蜂窝结构、 蜂窝小区的分裂、 微小区及微微小 区的问题。 ② 频率复用使相邻同频小区之间引起同道干扰的 问题。 ③ 为避免区群内各小区间的干扰， 通常的做法是 各小区采用不同的频道， 这样， 将带来越区切换 (Hand-off)的问题。 ④ 当移动台从一个交换服务区进入相邻的交换服 务区时， 所发生的信道切换叫做漫游(Roaming)切换。
第1章 蜂窝移动通信概论
对区群的划分提出如下条件： (1) 区群是由一组载波频率不同的小区组成的覆盖 区域； (2) 区群的几何形状应能构成无缝隙的更大的覆盖 区域， 并可无限扩展； (3) 覆盖区内的任何相邻小区的载波频率不相同； (4) 区群间的同频小区间的距离应保持相等， 且为 最大。
第12章闭路电视监控系统
信号与通信概论 第12章 闭路电视监控系统
28
在模拟视频监控系统中，最主要的 设备为视频网络控制设备和视频矩阵设 备。其中的视频网络控制设备接收本地 控制键盘控制指令和上级控制信号，该 设备根据控制信号的优先级（一般控制 中心调度员优先级高于车站值班员，行 车调度员的优先级高于其他调度员）， 控制视频矩阵设备选择输出图像；控制 一体化摄像机的动作；控制画面分割器 的分割画面数以及控制录像机的录、放 像。
信号与通信概论 第12章 闭路电视监控系统
14
信号与通信概论 第12章 闭路电视监控系统
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1)摄像机设备
摄像机是一种视频输入设备，在视频 监控系统中所采用的摄像机分为一体化 摄像机和固定摄像机两大类。其中的一 体化摄像机是受控摄像机，其摄像头安 装在云台上，可以上下左右四个方向受 控移动；另外摄像头上的镜头亦能受控 调节焦距与光圈。
9
(4)字符叠加编辑功能
各监视器显示的图像上应叠加有车站 名称、监控区域名称、摄像机编号以及 摄像日期和时间等信息，维护人员可以 更改以上信息。
摄像机输出的图像均应叠加上相应位 置的中文字符。字符位置可随意调整， 各站字符单元应为统一字库，可根据摄 像机的不同位置，随意变更位置名称的 字符。
信号与通信概论 第12章 闭路电视监控系统
信号与通信概论 第12章 闭路电视监控系统
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视频编码设备是将模拟图像作模／数转 换，MPEG -2数字压缩处理，将形成的数据流 接人传输系统，完成编码设备的功能。解码设 备是将从传输系统接收来的数据流作解压缩和 数／模转换，还原成需要的前端模拟图像，完 成解码设备的功能。
视频服务器的功能是管理编码设备和解 码设备，按照事先定义好的指令来控制和管理 系统内的各编码设备和解码设备。视频编解码 设备网管功能是对系统内各编解码设备的状态 进行查询，参数的配置，并形成日志，方便管 理。视频服务器通过指令对各车站编码设备、 控制中心解码设备进行控制，完成各车站图像 资源的调用和设备管理。
现代通信技术概论-完整版
精选ppt
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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 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
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
《通信网概论》课件(全)
— 光通信系统
1.1.3 通信系统的分类与通信方式
• 1．通信系统分类
• （4）按信号调制方式分类 • 根据信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系
统和带通（频带或调制）传输系统。基带传输是将未经调制的信号直 接传输，如市内电话、有线广播；带通传输是对各种信号调制后再送 到信道中传输。
1.1.2 通信系统的组成
• （3）信道
• 信道是一种物理介质，是从发送输出端到接收输入端之间传输信息的 通道，一般可以分为无线和有线两种形式。在无线信道中，信道是自 由空间；在有线信道中，信道可以是明线、电缆和光纤。信道为信号 的传输提供了通路，又会对信号产生各种干扰和噪声。信道的固有特 性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。
频段（含上限，不含下限） /Hz
3～30
30～300
300～3000
3k～30k
30k～300k 300k～3000k
3M～30M 30M～300M
300M～3000M
3G～30G
30G～300G
300G～3000G 43T～430T
频段名称
极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（UHF） 超高频（EHF） 极高频（EHF） 至高频 红外
作为传输介质完成通信的系统，如市内电话、有线电视、海底电缆通 信等通道系统。 • 无线通信系统是依靠电磁波在自由空间传播达到传递信息的目的的系 统，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继通信等。
1.1.3 通信系统的分类与通信方式
• 1．通信系统分类
• （2）按信号特征分类 • 按照信道中所传输的信号是模拟的还是数字的，通信系统可分成模拟
1.1.3 通信系统的分类与通信方式
• 1．通信系统分类
• （4）按信号调制方式分类 • 根据信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系
统和带通（频带或调制）传输系统。基带传输是将未经调制的信号直 接传输，如市内电话、有线广播；带通传输是对各种信号调制后再送 到信道中传输。
1.1.2 通信系统的组成
• （3）信道
• 信道是一种物理介质，是从发送输出端到接收输入端之间传输信息的 通道，一般可以分为无线和有线两种形式。在无线信道中，信道是自 由空间；在有线信道中，信道可以是明线、电缆和光纤。信道为信号 的传输提供了通路，又会对信号产生各种干扰和噪声。信道的固有特 性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。
频段（含上限，不含下限） /Hz
3～30
30～300
300～3000
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30k～300k 300k～3000k
3M～30M 30M～300M
300M～3000M
3G～30G
30G～300G
300G～3000G 43T～430T
频段名称
极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（UHF） 超高频（EHF） 极高频（EHF） 至高频 红外
作为传输介质完成通信的系统，如市内电话、有线电视、海底电缆通 信等通道系统。 • 无线通信系统是依靠电磁波在自由空间传播达到传递信息的目的的系 统，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继通信等。
1.1.3 通信系统的分类与通信方式
• 1．通信系统分类
• （2）按信号特征分类 • 按照信道中所传输的信号是模拟的还是数字的，通信系统可分成模拟
《通信概论》教学大纲
《通信概论》课程大纲课程编码：32104710课时：52 理论：42 实践：10学分：3.5 适用专业：通信大类招生专业一、课程性质与作用《通信概论》课程是通信大类招生专业的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握各种通信领域技术的基本概念、特点和简单应用以及各种通信网的结构，理解各种通信领域技术的基本原理和相关电信业务，了解电信新技术。
其后续课程包括《数据通信与计算机网》、《移动通信基础》等专业课程。
二、课程设计思路指导思想：本课程为是一门开启学生专业智慧的通信科普性的课程，激发学生学习兴趣。
开发的路径：本课程是通信类专业的专业先修课，为后续专业课程提供知识准备。
根据专业培养目标，结合通信工程类一线职业岗位能力需要，融合职业资格认证考试内容，并具体分析与其他课程的关系，确定课程和课程目标。
内容确定的依据：《通信概论》课程是通信大类招生专业的专业基础课程。
本课程主要是使学生对各种通信网的结构、分类、现状与发展趋势有一个整体的认识，建立通信系统的完整概念模型，树立全程全网的概念，掌握电信营业和各种电信业务，为后续专业课程的学习打下一定的专业基础，掌握一定的专业技能，并为学生的职业资格认证考试（电信机务员、线务员、电信业务员）提供基础知识。
教学内容组织排序原则：从通信系统认识入手，从业务到技术，从电话通信到数据通信，从固定通信到移动通信，从有线传输到无线传输，从传统业务到智能网业务，从电信到邮政，根据各个通信领域的典型工作任务确定教学内容。
教学模式及教学方法设计的总体思路：通信概论课程的设计思路是以各个通信领域的技术和业务为内容设置教学情境，配合实境教学，完成从感性认识到理性学习的教学过程。
在教学过程中，可以综合采用启发式、案例式、辩论式、互动式、体验式、教学做一体化等教学方式，适当的设计教学情境，安排参观考察和实训项目，采用多种形式实现教学目标。
三、课程目标1. 知识目标使学生掌握电信系统、电信业务、电话通信网、数据通信、移动通信系统、光纤通信、微波通信和卫星通信、接入网、智能网、电信新技术、邮政通信的基本理论知识，掌握电话新业务开通、电话安装与调测、手机信号测试、手机上网、ADSL安装与调测、智能业务使用、邮政信函分拣等操作技能。
通信概论
卫星通信卫星在空中起中继站的作用，即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。
地球站则是卫星系统形成的链路。
由于静止卫星在赤道上空36000千米，它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致,从地面看上去如同静止不动一样。
三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。
故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。
最适合卫星通信的频率是1一10GHz频段,即微波频段、为了满足越来越多的需求，已开始研究应用新的频段,如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。
在微波频带，整个通信卫星的工作频带约有50OMHz宽度，为了便于放大和发射及减少变调干扰，一般在卫星上设置若干个转发器。
每个转发器的工作频带宽度为36MHz或72MHL目前的卫星通信多采用频分多址技术，不同的地球站占用不同的频率,即采用不同的载波。
它对于点对点大容量的通信比较适合。
近年来,已逐渐采用时分多址技术，即每一地球站占用同一频带，但占用不同的时隙，它比频分多址有一系列优点，如不会产生互调干扰，不需用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信，可根据业务量的变化按需分配，可采用数字话音插空等新技术，使容量增加5倍。
另一种多址技术使码分多址(CDMA)，即不同的地球站占用同一频率和同一时间，但有不同的随机码来区分不同的地址。
它采用了扩展频谱通信技术，具有抗干扰能力强，有较好的保密通信能力，可灵活调度话路等优点。
其缺点使频谱利用率较低。
它比较适合于容量小，分布广，有一定保密要求的系统使用。
近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。
例如甚小口径天线地球站(VSAT)系统，中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。
卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。
它以其覆盖广、通信容量大。
通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，1972年在我国首次应用，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起，成为我国当代远距离通信的支柱。
通信概论第12章
Ellipso系统是一种混合轨道星座系统。 它使用17颗卫星便可实现全球覆盖。
通信概论第12章
5、Orbcomm系统 轨道通信系统Orbcomm是只能实现数
据业务全球通信的小卫星通信系统，该系 统具有投资小，周期短、兼备通信和定为 能力、卫星质量轻、用户终端为手 机、系 统运行自动化水平高和自主功能强等优点。 该系统由36颗小卫星及地面部分（含地面 信关站、网络控制中心和地面终端设施） 组成。
三、甚小天线地球站（VSAT）系统
1、概念 VSAT（very small aperture terminal）
即“甚小孔径终端”。
2、组成 VSAT由一个中心地面站、卫星和广泛
分布在各地的VSAT小站组成。 3、网络结构
⑴ 星型结构
⑵ 网状结构
⑶ 混合型结构
通信概论第12章
•VSAT的星型结 构
通信概论第12章
④ 编译码复杂度低，便于在手持设备中集成； ⑤ 功耗小，便于应用于依靠电池供电的手持设备。
2、无线资源管理 3、移动性管理
三、GSM移动通信系统
1、GSM概述 ⑴ 定义 GSM全称是Global System of Mobile Communication，即全球移动通信系统。
通信概论第12章
通信概论第12章
② 中轨道卫星通信系统（MEO） 距地面2000～20000km，传输延时要
大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型 的系统是国际海事卫星系统。从一定意义上 说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫 星移动通信系统较为优越的方案。 ③ 高轨道卫星通信系统（GEO）
距地面35800km，即同步静止轨道。 理论上,用三颗高轨道卫星即可实现全球覆盖。
⑵ GSM的技术特点 ① 采用时分多址/频分多址相结合的多址 方式； ② 采用数字化语音和数字化调制技术， 采用基本速率为13kbit/s的RPE-LTP 编码，采用最小高斯频移键控GMSK的 调制方式； ③ 以话音业务为主，也支持数据业务。
通信概论第12章
5、Orbcomm系统 轨道通信系统Orbcomm是只能实现数
据业务全球通信的小卫星通信系统，该系 统具有投资小，周期短、兼备通信和定为 能力、卫星质量轻、用户终端为手 机、系 统运行自动化水平高和自主功能强等优点。 该系统由36颗小卫星及地面部分（含地面 信关站、网络控制中心和地面终端设施） 组成。
三、甚小天线地球站（VSAT）系统
1、概念 VSAT（very small aperture terminal）
即“甚小孔径终端”。
2、组成 VSAT由一个中心地面站、卫星和广泛
分布在各地的VSAT小站组成。 3、网络结构
⑴ 星型结构
⑵ 网状结构
⑶ 混合型结构
通信概论第12章
•VSAT的星型结 构
通信概论第12章
④ 编译码复杂度低，便于在手持设备中集成； ⑤ 功耗小，便于应用于依靠电池供电的手持设备。
2、无线资源管理 3、移动性管理
三、GSM移动通信系统
1、GSM概述 ⑴ 定义 GSM全称是Global System of Mobile Communication，即全球移动通信系统。
通信概论第12章
通信概论第12章
② 中轨道卫星通信系统（MEO） 距地面2000～20000km，传输延时要
大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型 的系统是国际海事卫星系统。从一定意义上 说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫 星移动通信系统较为优越的方案。 ③ 高轨道卫星通信系统（GEO）
距地面35800km，即同步静止轨道。 理论上,用三颗高轨道卫星即可实现全球覆盖。
⑵ GSM的技术特点 ① 采用时分多址/频分多址相结合的多址 方式； ② 采用数字化语音和数字化调制技术， 采用基本速率为13kbit/s的RPE-LTP 编码，采用最小高斯频移键控GMSK的 调制方式； ③ 以话音业务为主，也支持数据业务。
通信概论讲义-第十二章
18
移动通信的发展历程
19
移动通信的发展历程
20
移动通信系统的分类
按双工方式分：可分为单工、双工、半双工系统， 目前绝大多数移动通信均是双工系统，一般又可 分为时分双工(TDD)和频分双工(FDD)两种。其 中．频分双工的收发频率分开，接收和发送通过 滤波器来完成，能够合理的安排频率资源；时分 双工的收发共用同一个频率，接收和发送通过时 隙划分来完成，收发之间存在时间间隔。 按多址方式分：可分为FDMA、TDMA、CDMA 等几种，实际中使用的移动通信系统常采用以上 几种方式的组合。
第二代数字移动通信：以 TDMA、CDMA技术为基 础,窄带系统，数据提供能力可达115.2kbit／s
GSM 欧洲，全球移动通信系统（GSM）采用增强型数据 速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。 D-AMPS 美国 PDC 日本 CDMA 码分多址系统 WCDMA 欧洲、日本 cdma2000 北美 TD-SCDMA 欧洲、中国
22
蜂窝移动通信的关键技术
移动通信的工作频段 移动通信网络的组成 蜂窝移动通信的关键技术
23
移动通信的工作频段
24
移动通信的工作频段
25
移动通信网络的组成
• 移动通信无线服务区由许 多六边形蜂窝小区覆盖而 成，通过接口与公众通信 网（PSTN、PSDN）互联。
• 移动通信系统是一个完整 的信息传输系统，包括以 下几个部分： • 移动交换子系统（SS） • 操作维护管理子系统 （OMS） • 基站子系统（BSS） • 移动台（MS）
3
移动通信的定义
移动通信技术是一种综合技术，如基地台、移动台的收 发信机设备、移动通信交换局的程控交换机。基站与交 换局之间的联系可用有线或无线（采用微波）线路。由 于近几年来大规模集成电路、微处理器、射频单片硅及 砷化镓集成电路、声表面波（SAW）器件以及数字信号 处理、程控交换技术的进步，使移动通信趋于相当完善 的程度。 移动通信的定义：移动通信涉及的范围很广，凡是固定 点与移动体，或是移动体之间通过无线电波进行实时地 直接的通信联系，都属于移动通信范畴。
移动通信的发展历程
19
移动通信的发展历程
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移动通信系统的分类
按双工方式分：可分为单工、双工、半双工系统， 目前绝大多数移动通信均是双工系统，一般又可 分为时分双工(TDD)和频分双工(FDD)两种。其 中．频分双工的收发频率分开，接收和发送通过 滤波器来完成，能够合理的安排频率资源；时分 双工的收发共用同一个频率，接收和发送通过时 隙划分来完成，收发之间存在时间间隔。 按多址方式分：可分为FDMA、TDMA、CDMA 等几种，实际中使用的移动通信系统常采用以上 几种方式的组合。
第二代数字移动通信：以 TDMA、CDMA技术为基 础,窄带系统，数据提供能力可达115.2kbit／s
GSM 欧洲，全球移动通信系统（GSM）采用增强型数据 速率（EDGE）技术，速率可达384kbit／s。 D-AMPS 美国 PDC 日本 CDMA 码分多址系统 WCDMA 欧洲、日本 cdma2000 北美 TD-SCDMA 欧洲、中国
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蜂窝移动通信的关键技术
移动通信的工作频段 移动通信网络的组成 蜂窝移动通信的关键技术
23
移动通信的工作频段
24
移动通信的工作频段
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移动通信网络的组成
• 移动通信无线服务区由许 多六边形蜂窝小区覆盖而 成，通过接口与公众通信 网（PSTN、PSDN）互联。
• 移动通信系统是一个完整 的信息传输系统，包括以 下几个部分： • 移动交换子系统（SS） • 操作维护管理子系统 （OMS） • 基站子系统（BSS） • 移动台（MS）
3
移动通信的定义
移动通信技术是一种综合技术，如基地台、移动台的收 发信机设备、移动通信交换局的程控交换机。基站与交 换局之间的联系可用有线或无线（采用微波）线路。由 于近几年来大规模集成电路、微处理器、射频单片硅及 砷化镓集成电路、声表面波（SAW）器件以及数字信号 处理、程控交换技术的进步，使移动通信趋于相当完善 的程度。 移动通信的定义：移动通信涉及的范围很广，凡是固定 点与移动体，或是移动体之间通过无线电波进行实时地 直接的通信联系，都属于移动通信范畴。
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② 中轨道卫星通信系统（MEO） 距地面2000～20000km，传输延时要
大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型 的系统是国际海事卫星系统。从一定意义上 说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫 星移动通信系统较为优越的方案。 ③ 高轨道卫星通信系统（GEO）
距地面35800km，即同步静止轨道。 理论上,用三颗高轨道卫星即可实现全球覆盖。
2、Globalstar系统
由48颗卫星组成，均匀分布在8个轨道
面上，轨道高度1389km。
9
3、ICO全球通信系统 ICO全球通信系统ICO系统采用大卫星，
运行于10390km的中轨道，共有10颗卫星 和2颗备份星，提供的数据传输速率为 140kbit/s，有上升到384kbit/s的能力。 4、Ellipso系统
11
6、Teledesic系统 Teledesic系统是一个着眼于宽带业务发
展的低轨道卫星移动通信系统。由840颗卫 星组成，均匀分布在21个轨道平面上。
该系统不仅可以提供高质量的话音通信， 同时还能支持电视会议，互交式多媒体通信， 以及实现双向高速数据通信等宽带业务。
12
三、甚小天线地球站（VSAT）系统
1、概念 VSAT（very small aperture terminal）
即“甚小孔径终端”。
2、组成 VSAT由一个中心地面站、卫星和广泛
分布在各地的VSAT小站组成。 3、网络结构
⑴ 星型结构
⑵ 网状结构
⑶ 混合型结构 13
VSAT的星型结构
VSAT的网状网结构
VSAT的混合结构
14
四、卫星通信系统的发展趋势 （ 1）地球同步轨道通信卫星向多波束、大容量、 智能化发展； （2）低规卫星群蜂窝通信技术相结合、实现全球 个人通信； （3）小型卫星通信地面站将得到广泛应用； （4）通过卫星通信系统承载数字视频直播 （DVB）和数字音频广播（DAB）； （5）卫星通信系统与IP技术结合，用于提供多媒 体通信和因特网接入； （6）微小卫星和纳米卫星将广泛应用于数据存储 转发通信以及星间组网通信 。
⑶ 通信质量好
⑷ 网络建设速度快、成本低
⑸ 信号传输时延大 高轨道可达秒级
⑹ 控制复杂
8
二、典型的卫星移动通信系统
1、铱星系统
铱星系统低轨道卫星移动通信系统， 由分布在六个轨道平面上的66颗卫星组成， 轨道高度为780km。铱星系统除了提供电 话业务外，还提供传真、全球定位无线电 定为及全球呼叫业务。
第12章 卫星和蜂窝移动通信
主要内容： 1、卫星通信 2、蜂窝移动通信
1
§12.1 卫星通信
一、卫星通信概述
1、卫星通信的基本概念 ⑴ 概念 卫星通信实际上也是一种微波通信，
它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个 地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实 现对地面的“无缝隙”覆盖。
2
⑵ 结构 ① 卫星段 在空中起中继站的作用，即把地面段
6
⑵ 按通信范围区分 ① 国际通信卫星 ② 区域性通信卫星 ③ 国内通信卫星
⑶ 按照用途区分 ① 综合业务通信卫星 ② 军事通信卫星 ③ 海事通信卫星 ④ 电视直播卫星
7
⑷ 按照转发能力区分
① 无星上处理能力卫星
② 有星上处理能力卫星
3、卫星通信系统的特点
⑴ 下行广播，覆盖范围广
⑵ 工作频带宽
150MHz～30GHz
15
§12.2 蜂窝移动通信
一、蜂窝移动通信概述
1、基本概念 目前移动通信业务主要是话音业务和简
单的数据业务，未来的移动通信的目标是 能够提供包括多媒体业务在内的所有固定 通信业务。 2、基本特点 ⑴ 必须利用无线信道传输
16
⑵ 在强干扰环境下工作
⑶ 可供使用的频谱资源有限
⑷ 移动性带来的复杂管理
⑸ 网络结构多种多样
3、移动通信网络的组成 ⑴ 移动交换中心（MSC） ⑵ 基站（BS） ⑶ 移动终端（MS）
＊系统的管理功能一般由移动交换中心和基 站分担实现，基站与移动终端之间是无线 链路，移动交换中心与基站换中心
移动终端
移动通信网络的基本组成
基站
18
4、蜂窝移动通信系统的分类 ⑴ 按双工方式分 单工、双工、半双工 一般为时分双工（TDD）和频分（FDD） ⑵ 按多址方式分 FDMA、TDMA、CDMA ⑶ 按信号类型分 模拟移动通信系统、数字移动通信系统
发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站， 卫星星体包括星载设备和卫星母体。
② 地面段 卫星系统与地面公众网的接口，包括：
卫星控制中心、及其跟踪遥 测和指令站。
③ 用户段 各种用户终端。
3
卫星通信系统的结构
低轨道卫星
中轨道卫星
高轨道卫星
4
2、卫星通信系统的分类 ⑴ 按工作轨道分类 ① 低轨道卫星通信系统（LEO）。距地 面500～2000km，传输时延和功耗都比 较小，但每颗卫星的覆盖范围也比较小， 典型系统有Motorola的铱星系统。低轨 卫星通信系统的系统构成和控制复杂、技 术风险大、建设成本也相对较高。
⑵ 要求 ① 编码速率低，语音质量好； ② 有较强的抗噪声干扰和抗误码性能； ③ 编译码过程的总延时小；
21
④ 编译码复杂度低，便于在手持设备中集成； ⑤ 功耗小，便于应用于依靠电池供电的手持设备。
2、无线资源管理 3、移动性管理
三、GSM移动通信系统
1、GSM概述 ⑴ 定义 GSM全称是Global System of Mobile Communication，即全球移动通信系统。
19
⑷ 按覆盖范围分 城域、局域、全国、全球
⑸ 按业务类型分 电话网、数据网、综合业务网
⑹ 按服务对象分 可分为专用移动系统和公用移动系统
20
二、蜂窝移动通信的关键技术
1、话音编码技术
⑴ 目的 ① 提高纠错能力，提高通话质量； ② 对模拟信号的带宽进行压缩以提高频谱 利用率； ③ 提高系统容量。
Ellipso系统是一种混合轨道星座系统。 它使用17颗卫星便可实现全球覆盖。
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5、Orbcomm系统
轨道通信系统Orbcomm是只能实现数 据业务全球通信的小卫星通信系统，该系
统具有投资小，周期短、兼备通信和定为 能力、卫星质量轻、用户终端为手 机、系 统运行自动化水平高和自主功能强等优点。 该系统由36颗小卫星及地面部分（含地面 信关站、网络控制中心和地面终端设施） 组成。
② 中轨道卫星通信系统（MEO） 距地面2000～20000km，传输延时要
大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型 的系统是国际海事卫星系统。从一定意义上 说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫 星移动通信系统较为优越的方案。 ③ 高轨道卫星通信系统（GEO）
距地面35800km，即同步静止轨道。 理论上,用三颗高轨道卫星即可实现全球覆盖。
2、Globalstar系统
由48颗卫星组成，均匀分布在8个轨道
面上，轨道高度1389km。
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3、ICO全球通信系统 ICO全球通信系统ICO系统采用大卫星，
运行于10390km的中轨道，共有10颗卫星 和2颗备份星，提供的数据传输速率为 140kbit/s，有上升到384kbit/s的能力。 4、Ellipso系统
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6、Teledesic系统 Teledesic系统是一个着眼于宽带业务发
展的低轨道卫星移动通信系统。由840颗卫 星组成，均匀分布在21个轨道平面上。
该系统不仅可以提供高质量的话音通信， 同时还能支持电视会议，互交式多媒体通信， 以及实现双向高速数据通信等宽带业务。
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三、甚小天线地球站（VSAT）系统
1、概念 VSAT（very small aperture terminal）
即“甚小孔径终端”。
2、组成 VSAT由一个中心地面站、卫星和广泛
分布在各地的VSAT小站组成。 3、网络结构
⑴ 星型结构
⑵ 网状结构
⑶ 混合型结构 13
VSAT的星型结构
VSAT的网状网结构
VSAT的混合结构
14
四、卫星通信系统的发展趋势 （ 1）地球同步轨道通信卫星向多波束、大容量、 智能化发展； （2）低规卫星群蜂窝通信技术相结合、实现全球 个人通信； （3）小型卫星通信地面站将得到广泛应用； （4）通过卫星通信系统承载数字视频直播 （DVB）和数字音频广播（DAB）； （5）卫星通信系统与IP技术结合，用于提供多媒 体通信和因特网接入； （6）微小卫星和纳米卫星将广泛应用于数据存储 转发通信以及星间组网通信 。
⑶ 通信质量好
⑷ 网络建设速度快、成本低
⑸ 信号传输时延大 高轨道可达秒级
⑹ 控制复杂
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二、典型的卫星移动通信系统
1、铱星系统
铱星系统低轨道卫星移动通信系统， 由分布在六个轨道平面上的66颗卫星组成， 轨道高度为780km。铱星系统除了提供电 话业务外，还提供传真、全球定位无线电 定为及全球呼叫业务。
第12章 卫星和蜂窝移动通信
主要内容： 1、卫星通信 2、蜂窝移动通信
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§12.1 卫星通信
一、卫星通信概述
1、卫星通信的基本概念 ⑴ 概念 卫星通信实际上也是一种微波通信，
它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个 地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实 现对地面的“无缝隙”覆盖。
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⑵ 结构 ① 卫星段 在空中起中继站的作用，即把地面段
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⑵ 按通信范围区分 ① 国际通信卫星 ② 区域性通信卫星 ③ 国内通信卫星
⑶ 按照用途区分 ① 综合业务通信卫星 ② 军事通信卫星 ③ 海事通信卫星 ④ 电视直播卫星
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⑷ 按照转发能力区分
① 无星上处理能力卫星
② 有星上处理能力卫星
3、卫星通信系统的特点
⑴ 下行广播，覆盖范围广
⑵ 工作频带宽
150MHz～30GHz
15
§12.2 蜂窝移动通信
一、蜂窝移动通信概述
1、基本概念 目前移动通信业务主要是话音业务和简
单的数据业务，未来的移动通信的目标是 能够提供包括多媒体业务在内的所有固定 通信业务。 2、基本特点 ⑴ 必须利用无线信道传输
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⑵ 在强干扰环境下工作
⑶ 可供使用的频谱资源有限
⑷ 移动性带来的复杂管理
⑸ 网络结构多种多样
3、移动通信网络的组成 ⑴ 移动交换中心（MSC） ⑵ 基站（BS） ⑶ 移动终端（MS）
＊系统的管理功能一般由移动交换中心和基 站分担实现，基站与移动终端之间是无线 链路，移动交换中心与基站换中心
移动终端
移动通信网络的基本组成
基站
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4、蜂窝移动通信系统的分类 ⑴ 按双工方式分 单工、双工、半双工 一般为时分双工（TDD）和频分（FDD） ⑵ 按多址方式分 FDMA、TDMA、CDMA ⑶ 按信号类型分 模拟移动通信系统、数字移动通信系统
发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站， 卫星星体包括星载设备和卫星母体。
② 地面段 卫星系统与地面公众网的接口，包括：
卫星控制中心、及其跟踪遥 测和指令站。
③ 用户段 各种用户终端。
3
卫星通信系统的结构
低轨道卫星
中轨道卫星
高轨道卫星
4
2、卫星通信系统的分类 ⑴ 按工作轨道分类 ① 低轨道卫星通信系统（LEO）。距地 面500～2000km，传输时延和功耗都比 较小，但每颗卫星的覆盖范围也比较小， 典型系统有Motorola的铱星系统。低轨 卫星通信系统的系统构成和控制复杂、技 术风险大、建设成本也相对较高。
⑵ 要求 ① 编码速率低，语音质量好； ② 有较强的抗噪声干扰和抗误码性能； ③ 编译码过程的总延时小；
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④ 编译码复杂度低，便于在手持设备中集成； ⑤ 功耗小，便于应用于依靠电池供电的手持设备。
2、无线资源管理 3、移动性管理
三、GSM移动通信系统
1、GSM概述 ⑴ 定义 GSM全称是Global System of Mobile Communication，即全球移动通信系统。
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⑷ 按覆盖范围分 城域、局域、全国、全球
⑸ 按业务类型分 电话网、数据网、综合业务网
⑹ 按服务对象分 可分为专用移动系统和公用移动系统
20
二、蜂窝移动通信的关键技术
1、话音编码技术
⑴ 目的 ① 提高纠错能力，提高通话质量； ② 对模拟信号的带宽进行压缩以提高频谱 利用率； ③ 提高系统容量。
Ellipso系统是一种混合轨道星座系统。 它使用17颗卫星便可实现全球覆盖。
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5、Orbcomm系统
轨道通信系统Orbcomm是只能实现数 据业务全球通信的小卫星通信系统，该系
统具有投资小，周期短、兼备通信和定为 能力、卫星质量轻、用户终端为手 机、系 统运行自动化水平高和自主功能强等优点。 该系统由36颗小卫星及地面部分（含地面 信关站、网络控制中心和地面终端设施） 组成。