《通信工程概论》课件.ppt

通信工程概论通信工程是现代信息社会的基础学科之一。它涵盖了信号处理、无线通信、网络技术等多个领域。

通信工程的定义和发展历程电报时代19世纪，电报技术的出现是通信工程发展的里程碑，标志着人类进入电气通信时代。无线电时代20世纪初，无线电技术的兴起，扩展了通信的范围，并为现代通信技术的發展奠定了基础。数字通信时代20世纪中期，电子计算机技术的进步，推动了数字通信技术的發展，为现代通信系统带来了更高效、更可靠的传输方式。移动互联网时代21世纪初，移动互联网技术的兴起，使通信方式更加便捷，并催生了各种新兴的通信应用。

通信工程的应用领域11.互联网与移动通信网络基础设施、数据传输、无线通信技术。22.广播电视与音视频信号处理、传输和接收技术，数字电视，网络直播。33.航空航天与卫星通信太空通信系统，导航定位，遥感数据传输。44.工业自动化与控制工业网络，数据采集，远程控制，机器人控制。

信号的基本特性信号的幅度信号的幅度表示信号强弱。幅度越大，信号越强。幅度可用电压、电流或功率表示。信号的频率信号的频率表示信号每秒变化的次数。频率越高，信号变化越快。频率的单位是赫兹（Hz）。信号的相位信号的相位表示信号在某一时刻的波形位置。相位通常用角度表示，单位是度或弧度。信号的周期信号的周期是指信号完成一个完整的变化周期所需的时间。周期与频率互为倒数，即周期等于1/频率。

模拟信号和数字信号模拟信号模拟信号是连续变化的信号，可以表示声音、图像等。数字信号数字信号是离散变化的信号，可以用数字表示，例如0和1。转换模拟信号和数字信号可以通过模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）相互转换。优势数字信号抗干扰能力强，易于存储和传输。

信号与噪声信号通信系统中传递信息的载体，包含所需的信息内容。噪声干扰信号，会影响信息传递的质量和清晰度。噪声来源自然噪声人为噪声设备噪声

编码和调制技术编码将信息转换为适合传输的数字信号。常见的编码方式包括脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）。调制将数字信号转换为模拟信号，以便在无线信道中传输。常见调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。编码与调制编码和调制是通信系统的重要组成部分，它们共同保证了信息传输的可靠性和有效性。

多路复用技术11.频率复用不同信道占用不同的频率，在频谱上互不重叠。22.时分复用不同信道在时间上交替使用同一传输介质，每个信道在时间上被分成许多时间片。33.码分复用不同信道使用不同的码片序列，每个信道分配一个唯一的码片序列，在接收端通过匹配码片序列进行分离。44.波分复用在光纤通信系统中，利用不同波长的光载波来传输不同的信号。

信道编码技术信道编码信道编码是将数据编码成更适合在信道上传输的形式。它能提高数据传输的可靠性，减少数据传输的误码率。常用的信道编码技术包括：线性分组码、卷积码、Turbo码等。编码原理信道编码通过在数据流中添加冗余信息，使接收端能够检测并纠正传输过程中的错误。编码器在发送端添加冗余信息，解码器在接收端提取冗余信息，并根据编码规则进行解码。

无线电波传播无线电波是电磁波的一种，由电磁场振荡产生，可以在真空中传播。无线电波传播方式分为直射波、地波、天波三种。直射波沿直线传播，适用于短距离通信，例如手机、无线网络。地波沿地球表面传播，适合于中短距离通信，例如广播、电视信号。天波利用电离层反射传播，适合于远距离通信，例如国际广播、卫星通信。无线电波传播过程中会受到多种因素的影响，例如大气层、电离层、地形、障碍物等等。这些因素会造成信号衰减、多径传播、干扰等等问题，影响通信质量和可靠性。

天线及其特性天线类型天线种类繁多，常见的类型包括：偶极天线、单极天线、螺旋天线、微带天线等，它们在形状、工作频率和方向性等方面各不相同。信号辐射和接收天线是无线通信系统的核心部件，它将电信号转换为无线电波，或将无线电波转换为电信号。方向性天线的辐射方向性和接收方向性是重要的特性，它们决定了信号传播的范围和方向。增益天线的增益是指天线在特定方向上的辐射功率与全向辐射功率之比。

无线通信系统无线通信系统是指利用无线电波进行信息传输的系统。它包括发射机、接收机、天线、传输信道等部分。常见的无线通信系统包括移动通信系统、卫星通信系统、无线局域网等。无线通信系统具有灵活、方便、易于部署等优点，在现代社会中得到广泛应用，例如手机通信、无线网络、无线监控等。

有线通信系统光纤通信光纤通信使用光纤作为传输介质，具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点。光纤通信系统广泛应用于长途通信、互联网接入和数据中心等领域。双绞线通信双绞线通信使用双绞线作为传输介质，价格低廉，易于安装。双绞线通信系统适用于短距离通信，例如电话线、网络连接等。同轴电缆通信同轴电缆通信使用同轴电缆