多媒体网络通信技术-徐正全PPT课件
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多媒体通信与网络(共24张PPT)
IP电话 解决多媒体实时同步问题
吞吐量(throughput)
数据量大、存储量大、传输带宽高、可压缩
分组实时视频会议 ITU将QoS定义为用户对服务的满意程度的一组性能参数，典型的有吞吐量、延时、延时抖动、差错率等。
RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。
10.3 多媒体通信协议
基于Internet的多媒体应用
目前主要有以下几种 在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。
CLS：被控负载服务(Controlled-Load Service)，提供有一定延迟量和数据丢失的服务，但延迟和数据丢失被限制在一定范围之内
现场声音和视频广播 当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。
由于Internet的特点，为保证多媒体业务实时性要 求，需要考虑
扩大链路带宽：但费用太大
改进Internet协议：对网络系统做较大变更来自10.3 多媒体通信协议
IP组播
单播(unicast)：点对点传输 广播(broadcast)：网上一点到所有其他点传输 组播(multicast)：也称多播，指网上一点到多个指定
统计型(Statistical)：在数据传输过程中，网络对 所承诺的QoS允许一定范围的波动，并且不会造成 不良的后果。一般用于软实时应用
尽力型(Best-Effort)：也称最佳效果传输，网络 不提供任何QoS保证，网络性能将随着负载的增加 而明显下降。由于受带宽的限制，现有Internet 上的分布式多媒体应用大多提供这种服务
RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的 开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实 时数据。
吞吐量(throughput)
数据量大、存储量大、传输带宽高、可压缩
分组实时视频会议 ITU将QoS定义为用户对服务的满意程度的一组性能参数，典型的有吞吐量、延时、延时抖动、差错率等。
RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。
10.3 多媒体通信协议
基于Internet的多媒体应用
目前主要有以下几种 在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。
CLS：被控负载服务(Controlled-Load Service)，提供有一定延迟量和数据丢失的服务，但延迟和数据丢失被限制在一定范围之内
现场声音和视频广播 当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。
由于Internet的特点，为保证多媒体业务实时性要 求，需要考虑
扩大链路带宽：但费用太大
改进Internet协议：对网络系统做较大变更来自10.3 多媒体通信协议
IP组播
单播(unicast)：点对点传输 广播(broadcast)：网上一点到所有其他点传输 组播(multicast)：也称多播，指网上一点到多个指定
统计型(Statistical)：在数据传输过程中，网络对 所承诺的QoS允许一定范围的波动，并且不会造成 不良的后果。一般用于软实时应用
尽力型(Best-Effort)：也称最佳效果传输，网络 不提供任何QoS保证，网络性能将随着负载的增加 而明显下降。由于受带宽的限制，现有Internet 上的分布式多媒体应用大多提供这种服务
RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的 开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实 时数据。
多媒体技术ppt课件完整版
图像识别
利用计算机视觉技术，对图像中的 目标进行自动识别和分类。
04
音频处理技术
音频采集
通过麦克风等设备采集声音信号，转换为数 字音频数据。
音频特效
添加回声、混响、变声等特效，增加音频的 层次感和表现力。
音频编辑
对音频数据进行剪辑、拼接、降噪等操作， 以改善音质和效果。
音频压缩
采用MP3、AAC等压缩算法，减少音频文件 大小，便于存储和传输。
05
多媒体应用系统设计与开发
系统设计原则与方法
用户需求导向
深入了解用户需求，以用户为中心进行系统设计 ，确保系统满足用户需求。
可扩展性
设计时应考虑未来可能的扩展需求，便于系统升 级和扩展。
ABCD
先进性
采用先进的技术和算法，确保系统性能优越、稳 定可靠。
易用性
界面设计简洁明了，操作便捷，降低用户使用难 度。
有损压缩
通过去除数据中的部分冗余信息来减小 文件大小，但会损失一定的数据质量。
压缩算法
包括Huffman编码、LZ77、LZ78等 经典算法，以及近年来兴起的深度学
习压缩算法。
无损压缩
利用数据的统计特性进行压缩，可以 完全恢复原始数据而不损失任何信息 。
压缩标准
如JPEG、MPEG、H.264等，为多媒 体数据压缩提供了统一的规范和标准 。
其他领域应用案例
医学影像处理
01
多媒体技术可以对医学影像进行数字化处理和分析，提高医学
诊断和治疗的准确性和效率。
智能家居
02
通过多媒体技术实现家居设备的智能化控制和互联互通，提高
家居生活的便捷性和舒适度。
工业自动化
03
多媒体技术可以应用于工业自动化领域，实现生产过程的可视
利用计算机视觉技术，对图像中的 目标进行自动识别和分类。
04
音频处理技术
音频采集
通过麦克风等设备采集声音信号，转换为数 字音频数据。
音频特效
添加回声、混响、变声等特效，增加音频的 层次感和表现力。
音频编辑
对音频数据进行剪辑、拼接、降噪等操作， 以改善音质和效果。
音频压缩
采用MP3、AAC等压缩算法，减少音频文件 大小，便于存储和传输。
05
多媒体应用系统设计与开发
系统设计原则与方法
用户需求导向
深入了解用户需求，以用户为中心进行系统设计 ，确保系统满足用户需求。
可扩展性
设计时应考虑未来可能的扩展需求，便于系统升 级和扩展。
ABCD
先进性
采用先进的技术和算法，确保系统性能优越、稳 定可靠。
易用性
界面设计简洁明了，操作便捷，降低用户使用难 度。
有损压缩
通过去除数据中的部分冗余信息来减小 文件大小，但会损失一定的数据质量。
压缩算法
包括Huffman编码、LZ77、LZ78等 经典算法，以及近年来兴起的深度学
习压缩算法。
无损压缩
利用数据的统计特性进行压缩，可以 完全恢复原始数据而不损失任何信息 。
压缩标准
如JPEG、MPEG、H.264等，为多媒 体数据压缩提供了统一的规范和标准 。
其他领域应用案例
医学影像处理
01
多媒体技术可以对医学影像进行数字化处理和分析，提高医学
诊断和治疗的准确性和效率。
智能家居
02
通过多媒体技术实现家居设备的智能化控制和互联互通，提高
家居生活的便捷性和舒适度。
工业自动化
03
多媒体技术可以应用于工业自动化领域，实现生产过程的可视
多媒体通信技术第三章图像技术基础PPT课件
据资料显示，人眼分辨景物彩色细节的能力很 差。因此彩色电视系统在传输彩色图像时，细 节部分可以不传送彩色信息，而只传送黑白信 息，以此来节约传输频带资源。
14
人眼对不同波长的光有不同的色调感觉。将人 眼分辨出色调差别的最小波长变化值称为色调 分辨阈，它是随着波长的变化而变化的。
15
❖ 人眼的对比度特性
C Lmax L Lmin L
− 其中 L 为环境亮度。
17
○ 人眼的对比度灵敏度特性
− 亮度感觉 −在定义亮度时虽然考虑了人眼的光谱灵敏度， 但实际观察景物时所获得的亮度感觉，并不 仅由景物的亮度决定，而且与其所处的周围 环境亮度有关。亮度感觉是指能分辨出不同 的亮度层次。
18
− 人眼视觉的对比度灵敏度 −人眼区分某一给定空间频率的正弦光栅明暗 差别所需的最低对比度，称为分辨这一空间 频率的临界对比度，用Cr表示。临界对比度 的倒数1/Cr被称为人眼对于这一空间频率对 比度灵敏度。由以上定义可知，临界对比度 表示人眼在给定的亮度环境下所能区分景物 的最小亮度差别，通常称这一最小亮度差别 为一个亮度级（或灰度级）。
明，lm。光通量与面积无关。 发光强度是指单位立体角内辐射出的光通量，单
位：坎德拉，cd。 亮度与照度
亮度是指发光面在某一给定方向上的发光强度与 该发光面积在此方向上的投影之比，单位：尼特，nit。
照度是指单位面积上所接收到的光功率，单位：勒 司，lx。
6
❖ 彩色视觉和立体视觉 ○ 彩色的概念
− 在自然界中，当阳光照射到不同的景物上时， 所呈现的色彩不同，这是因为不同的景物在 太阳光的照射下，反射（或透射）了可见光 谱中的不同成分而吸收了其余部分，从而引 起人眼的不同彩色视觉。
4
14
人眼对不同波长的光有不同的色调感觉。将人 眼分辨出色调差别的最小波长变化值称为色调 分辨阈，它是随着波长的变化而变化的。
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❖ 人眼的对比度特性
C Lmax L Lmin L
− 其中 L 为环境亮度。
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○ 人眼的对比度灵敏度特性
− 亮度感觉 −在定义亮度时虽然考虑了人眼的光谱灵敏度， 但实际观察景物时所获得的亮度感觉，并不 仅由景物的亮度决定，而且与其所处的周围 环境亮度有关。亮度感觉是指能分辨出不同 的亮度层次。
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− 人眼视觉的对比度灵敏度 −人眼区分某一给定空间频率的正弦光栅明暗 差别所需的最低对比度，称为分辨这一空间 频率的临界对比度，用Cr表示。临界对比度 的倒数1/Cr被称为人眼对于这一空间频率对 比度灵敏度。由以上定义可知，临界对比度 表示人眼在给定的亮度环境下所能区分景物 的最小亮度差别，通常称这一最小亮度差别 为一个亮度级（或灰度级）。
明，lm。光通量与面积无关。 发光强度是指单位立体角内辐射出的光通量，单
位：坎德拉，cd。 亮度与照度
亮度是指发光面在某一给定方向上的发光强度与 该发光面积在此方向上的投影之比，单位：尼特，nit。
照度是指单位面积上所接收到的光功率，单位：勒 司，lx。
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❖ 彩色视觉和立体视觉 ○ 彩色的概念
− 在自然界中，当阳光照射到不同的景物上时， 所呈现的色彩不同，这是因为不同的景物在 太阳光的照射下，反射（或透射）了可见光 谱中的不同成分而吸收了其余部分，从而引 起人眼的不同彩色视觉。
4
多媒体网络通信技术-徐正全PPT课件
.
19
蜂窝数字移动通信系统
Um
MS
GSM系统组成
C,D
BTS
A BSC
MSC
/
BTS
VLR
HLR/AUC
ISDN PLMN PSTN PSDN
E
SC
A
F
BTS
BSC
OMC
MSC/VLR
EIR
HLR：本地用户位置寄存器 VLR：外来用户位置寄存器
OMC：操作维护中心 SC：短信中心
EIR：设备识别寄存器
1）若干个单位无线区群正六边形彼此邻接组成蜂窝式服务区 2）邻接单位无线区群中的同频无线小区的中心间距相等
72
7 26 1 3
6 135472
5 4 7 26 1 3
6 1354
.5 4
13
数字移动通信概述
移动通信中的切换、交接与漫游
切换、交接：当移动台在运动中，从一个小区向另一个小区运动时，
信道要发生转换，这就是移动通信中的切换，或称交接。切换可发生在
保密性与抗干扰性差，频谱利用率低，容量小， 与数字网难兼容
.
18
蜂窝数字移动通信系统
蜂窝数字移动通信（GSM）系统
目前的数字移动通信系统都是蜂窝式的系统，主要 有D-NIT、GSM、D-AMPS三种制式。GSM标准制 式的蜂窝数字移动制式主要在欧洲开发和使用， 1992年开始投入商用，我国也采用了这一制式。
同一基区的不同小区，也可发生在不同移动小区的不同频率组，也可发
生在不同的移动交换区。
72
6 13
354
漫游：是指移动在某地登记进网后，可在异地同样进行呼叫处理通信。
但是，这种漫游的无线信号，其覆盖还是小区制的蜂窝移动通信系统，
《通信技术完》PPT课件
1920路
ＰＣＭ各次群速率、容量表
2.3 同步数字系列（SDH）
定义：与ＰＤＨ不同，ＳＤＨ全网采用统一时钟。ＳＤＨ 具有速率高、容量大，可从高次群中直接提取低次群信号， 便于组网等优点。目前正在替代ＰＤＨ成为基础网中最广 泛采用的传输复用设备。
2.3.1 SDH各次群的速率
群次 STM-1 STM-4 STM-16 SYM-64 STM-256
3）ＳＤＨ帧中安排了丰富的用于网络运行、管理、维护 （ＯＡＭ）的比特，便于组网与网管。
4）ＳＤＨ向下兼容，ＳＤＨ通路中可以直接上下ＰＤＨ 信号。
2.4 光纤的波分复用（ＷＤＭ）
ＷＤＭ本质上是光域上的频分复用（ＦＤＭ）技术，因 为在光域上一般用波长代替频率，故光的频分复用一般 称为波分复用。ＷＤＭ在发送端采用合波器将不同波长 的光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端再 由分波器将不同波长的光载波分开，这样在一根光纤中 可实现多路光信号的复用传输。
2.1 传输复用设备的分类
（1）频分复用设备：多路信息调制在不同载频上进行复 用。如：有线电视、无线电广播、光纤的波分复用、频分 多址的ＴＡＣＳ制式模拟移动通信系统等。 （2）时分复用设备：多路信息占用不同时隙进行复用。 如：脉冲编码调制复用（ＰＣＭ）设备、同步数字序列 （ＳＤＨ）设备、时分多址的ＧＳＭ制式数字移动通信系 统等。 （3）码分复用设备：多路信息调制在不同的码型上进行 复用。如：码分多址（ＣＤＭＡ）数字移动通信系统等。
业务节 点设备
交 换 机
配线架 用户线
MDF
STM-4TM
ATM
STM-4ADM
155Mbit/s转换电路
配线架应用举例
宽带业务线
交 DDF 换 机
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小 区 制 移 动 通 信 示 意 图
MS1 BS4
12
BS1
BS2
5
BS5
4
3
MS5
MS4
BS3
无线小区
MS2 MS3
数字移动通信概述
蜂窝无线区移动通信网
通常在陆地公用无线移动通信网，都是由若干正六边邻接小区组成一个 无线覆盖区群，再由若干无线区群构成整个服务区。单位无线区群构成 应有两个基本条件：
1）若干个单位无线区群正六边形彼此邻接组成蜂窝式服务区 2）邻接单位无线区群中的同频无线小区的中心间距相等
72 7 26 1 3 6 135472 5 4 7 26 1 3
6 1354 54
数字移动通信概述
移动通信中的切换、交接与漫游
切换、交接：当移动台在运动中，从一个小区向另一个小区运动时，
信道要发生转换，这就是移动通信中的切换，或称交接。切换可发生在
微波通信系统、数字卫星通信系统、数字移动通信
系统等。
数字技术的优点：
1）便于存储、（计算机）处理 3）便于组成多路通信 5）便于设备小型化、微型化
2）便于交换和传输 4）便于组成数字网 6）抗干扰性强
现代数字通信技术概述
现代数字通信的主要特点：
综合化：技术综合化，数字传输与数字交换的综合 业务综合化，多种通信业务的综合
蜂窝数字移动通信系统
GSM系统的接口
GSM系统的陆地移动通信网（PLMN）接口分为： 1. A接口：MSC与BSS之间的接口 2. B接口：MSC与VLR之间的接口 3. C接口：MSC与HRC、HLR之间的接口 4. D接口：HLR与VLR之间的接口 5. E接口：MSC之间的接口 6. F接口：MSC与EIR之间的接口 7. G接口：VLR之间的接口 8. U接口：无线接口 9. MS接口：移动用户与移动网络接口（SIM卡）
同一基区的不同小区，也可发生在不同移动小区的不同频率组，也可发
生在不同的移动交换区。
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6 13
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漫游：是指移动在某地登记进网后，可在异地同样进行呼叫处理通信。
但是，这种漫游的无线信号，其覆盖还是小区制的蜂窝移动通信系统， 由移动通信网来实现的。
数字移动通信概述
移动通信分类
1）寻呼系统 2）集群移动通信：在一定范围内使用的专用移动通信系统，通常采用
蜂窝模拟移动通信系统
TACS制式信道结构
• TACS无线信道包含话音信道（VC）(模拟方式)、共控制信道 （CC）（数字方式）。每个小区配制15—30条VC信道，每个小 区内只有一条CC。 语音信道
控制信道
蜂窝模拟移动通信系统
模拟移动通信的优缺点 优点：
技术成熟，成本低，价格便宜 缺点：
保密性与抗干扰性差，频谱利用率低，容量小， 与数字网难兼容
制交换、纵横交换到后
来的程控交换，从电信
网络（广域网）中时分、 人
空分交换发展到局域网
工
中的总线、令牌交换。
交
换
交换技术
模拟交换 数字交换
自动 交 换
机
程
信
电
控
息
包
交
交
交
换
换
换
现代数字通信技术概述
数字交换技术：对数字信号进行交换处理的技术，主要分为： 电路交换技术和分组交换技术。
电路交换：将信息表示为由若干时序组成的帧周期，以一定 周期重复出现的时序组成信道通路，通过时序的分配和切换 实现交换。主要指数字程控交换。
大区制覆盖的独立系统如公安、交警使用的系统。 3）无绳电话系统：市话网延伸的双工无线通信系统，如小灵通等。 4）陆地蜂窝移动通信系统 5）卫星移动通信系统 6）其他移动通信系统
蜂窝模拟移动通信系统
第一代移动通信（TACS）系统，目前在我国已停止使用，其特点是： 1. 话音采用模拟制式，带宽为3kHz，FM方式调制； 2. 数字公共控制通道，速率为8kb/s，FSK频移键控方式调制； 3. 三频监控音（SAT），单频，分别为5970Hz，6000Hz，6030Hz； 4. 频段900MHz，信道间隔为25MHz。
A BSC
MSC
/
BTS
VLR
HLR/AUC
ISDN PLMN PSTN PSDN
E
SC
A
F
BTS
BSC
OMC
MSC/VLR
EIR
HLR：本地用户位置寄存器 VLR：外来用户位置寄存器
OMC：操作维护中心 SC：短信中心
EIR：设备识别寄存器
BSC：基站控制器 BTS：基站收/发信台 AUC：鉴权中心
道
源
息
编编ຫໍສະໝຸດ 调解解解
信
码
码
制
调
码
码
源
器
器
器
道
器
器
器
者
噪声源
数字通信系统模型
数字移动通信
▪ 概述 ▪ 蜂窝模拟移动通信系统 ▪ GSM移动通信系统 ▪ CDMA移动通信系统 ▪ 第三代移动通信
数字移动通信概述
移动通信概念
移动通信是指通信的双方，至少有一方在移动中进行信息的交换。这里 的信息应包括：数据、语音、文字、图像、视频或多媒体信息。这里的 双方应包括人与交通工具之间、人与机器之间或人与人之间
宽带化：网络、业务、服务的日益宽带化 智能化：计算机和软件技术的应用使之日益智能化 个人化：在任何地方、任何时间进行个人各种业务
的交流 全球化：全球网络、全球服务
现代数字通信技术概述
交换是电信网络中至关 U1 重要的一部分，是完成 U2
电信网络任意两点之间 的通信的保证。交换从 U6
最初的人工交换、步进
分组交换：将信息分成一些可变长度的信息包（分组），在 每个包的前面是包头以指明传送的地址，通过包头的指示将 信息包转发至目的地实现交换。主要包括：分组交换、IP交 换、ATM交换等
现代数字通信技术概述
数字通信系统：完成数字信号产生、变换、传递及接受全过程的系统
数字传输系统
信
信
信
数
信
数
信
信
受
源
道
字
字
蜂窝数字移动通信系统
蜂窝数字移动通信（GSM）系统
目前的数字移动通信系统都是蜂窝式的系统，主要 有D-NIT、GSM、D-AMPS三种制式。GSM标准制 式的蜂窝数字移动制式主要在欧洲开发和使用， 1992年开始投入商用，我国也采用了这一制式。
蜂窝数字移动通信系统
Um
MS
GSM系统组成
C,D
BTS
3S集成与多媒体网络通信技术
徐正全
多媒体网络通信技术
多宽现
媒
带
代 数
体
通 信
字 通
通
网
信 技
信络术
现代数字通信技术
• 概述 • 数字移动通信 • 数字光纤通信 • 数字卫星通信 • 数据与计算机通信
现代数字通信技术概述
现代数字通信系统是指以数字技术为核心构成的各
种现代通信系统，包括：数字光纤通信系统、数字
固定点
活动的 人
移动通信图
数字移动通信概述
市话网
移动网
（PSTN）
（PLMN）
BS
无线小区
中继线 移动
市话局
交换中心
(MS C)
“有线”
移
基站
动 台
(BS) MS
BS
MS
移动通信系统的组成
数字移动通信概述
小区制移动通信
将整个业务区划分为若干小区，在小区中分别设置基站，负责本小区移 动通信的联络控制。小区制通信中各基站的频率组配备，一定要使相邻 基站间的频率互不相同以免引起干扰。