1、第一章 通信系统概论 消息：在通信中，通常把语言和声音，音乐，文字和符号，数据，图像等统称为消息 信息:消息所给与受信者的新知识或信息中包含的有意义的内容。 信号：一般指与消息相对应的电信号，且信号是信息的载体。 信源;就是信息源，指发信者以产生信息。信宿；信息的接受者，他是信息到达的目的地。发送变换器:指把信息变成适合于信道传输的信号所需要的设备。接受变换器;将从信道上接受的信号再恢复成收信者可以接受的信息所需的设备。噪声源：指系统内各种干扰影响的等效结果。 变换器的作用：1.将非电信号转换为电信号 2 对电信号进行处理，变成适宜信道传输的信号。 通信系统模型;信源发送变换器信道接收变换器
2、信宿噪声 有线信道：1.明线，2.双绞线，3.同轴电缆。 减少长距离通信中继站的方法：尽可能减少传输线路损耗 数字信号的优点：1.电路易于集成化，是通信设备体积小，功耗低。2.抗干扰能力强，无噪声积累。3.便于采用各种数字信号处理技术，易于与计算机接口。4.便于实现多种业务综合通信 5.数字信号易于加密处理，保密性能强 6.占用信道频带较宽。 实用的通信系统：1.短波 2.微波 3.光纤 4.卫星 5.移动 按通信对象数量分类：1.点对点 2.点对多点 3.多点对多点 按消息传送方向与时间：1.单工通信，2.半双工通信，3.双工通信 按数字信号传输顺序：串行和并行 奈氏准则;v=2w,w 为理
3、想低通的带宽，v 最高码元传输速率 数字微波通信要求误码率 Ps=10-6;数字光纤通信; P s=10-1110-9 通信技术总的发展趋势：数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化、个人化第二章 电话通信 人的话音信号范围:80Hz-8kHz,2.电话语音信号：3003400HZ 3.人耳能听到的声音范围：2020000HZ 4.语音信号的能量主要集中在 400HZ-900HZ 的范围内（低频） ，从 700 开始随频率的增加能量下降，高频能量下降快。 语音还原评价;1.清晰度，2.自然度 炭精式送话器原理；课本 P24；电磁式受话器原理：课本 p27,本质：振动发声 受话器是具有完成话音电流
4、转换为话音的功能；按能量转换原理可分为 1.电磁式 2.压电陶瓷 3.动圈式 拨号盘分为两种：1.旋转式 2.按键式 拨号方式;1.直流脉冲拨号，2.双音多频式拨号 拨号盘脉冲参数：1.脉冲速度 2.脉冲断续比 3.脉冲串间最小间歇 电话交换: 是指交换机根据电话用户的要求、将主被叫传送话音的信道连接起来、以便相互交换信息的工作方式。 交换技术; 采用公共设备解决各用户间选择性连接的技术 电话通信的基本目标;在任何时刻，任意地点和任意用户之间进行通话。 构成电话网三要素; 终端设备（接和收）传输设备交换设备 多路复用技术：多路信号服用同一信道，可以提高信道利用率 1.频分复用（FDM）是按频率
5、分割多路信号。特点：所有用户可在同一时间占用总带宽的某一频段 2.时分复用（TDM）：按时间分割多路信号、划分为许多个不重叠的时隙。特点：所有用户可在不同时间占用信道全部带宽。频分复用的基本过程:一变，二分，三还原。1，频率变换过程，将音频信号的频率变换为高频信号，然后将多路信号合在一起送传输线路。 （调制过程）2.接收端将各路高频信号分开过程，上述高频信号到达收端后，为使各路信号与各自要求的对方进行通话而不受干扰，必须在收端将各个信号分开，这就是二分， （滤波过程）3.分开后的各路信号仍是高频信号，对方仍听不懂，还应通过反频率变换过程把高频信号恢复成原来的 300-3400 的低频信号，而后
6、送各自对应端，这就是三还原， （解调过程） 。 有效性上：幅度调制好 可靠性上：角度调制好 频分复用特点：优点：信道利用率高，允许复用路数多，分路方便。缺点：设备复杂，还必须提供本地载波，传输过程中有线性失真，抗干扰性能差。 原理图;调制器带通滤波器相加信滤波器调制器带通滤波器器 道 滤波器第三章 数字通信技术数字通信系统的组成： 1.非电/电转换和电/非电转换器：语音信号变成模拟电信号，后进入一次编码器2.一次编码器:模拟信号变成数字信号（一次译码器）3：加密器：为了保证信息安全，防止信息被非法者获得，篡改和假冒，需对传送的信息进行加密。 （解密器）4，二次编码器：信道差错控制编码。 （二次
7、解码器)5，调制器：调制的作用是将输入的信号变换成适合于信道传输的形式，使信号能较好的通过信道到达接收端。 （解调器）方框图：信源非电/电-一次编码器（信源编码）加密器-二次编码器（信道编码）-调制器-信道解码器-二次译码器-解密器-一次译码器-非电/电-信宿噪声源 模拟信号数字化过程;抽样、量化、编码2.语音的 pcm 技术PCM 系统模型;声信号-抽样-量化-编码-传输-译码-低通滤波-语声模拟数字 数字模拟 语音信号的抽样周期：频率为 300-3400,fm=3400.Ts=1/(2*3400）=1/(2*4000)=125us,fs=1/Ts=8000 量化：均匀量化:在量化区内，大小
8、信号的量化间隔相同（du=1)，信号无论大小其最大量化误差相同均为：0.5du=0.5V非均匀量化：量化间隔不相同的良好为非均匀量化。 解决均匀量化不利于小信号穿问题的方法：1.增大均匀量化分层数 N2.采用非均匀量化 时分多路复用通信原理;见课本 P69 時隙：每一路信号分配的一个时间间隔称为时隙；帧:在一个采样周期内，多个回咯的PCM 信号按时分复用方式顺序出现一次所形成的时分复用信号为帧 125us/32=3.9us。位時隙:每个码元占用的时间 3.9/8=0.488us.一帧 32 个時隙共传送 256bit 码元，因此，PCM30/32 路系统总数码率为 256bit/125us=2
9、048kb/s 或 8000 帧/s*32 時隙/帧*8bits/時隙=2.048Mb/s 在时分复用数字通信系统中; 扩大信道传输容量，提高信道传输效率，可进行数字复接。复接可分为：bit 复接和码组复接第四章 程控交换技术 自动交换机分类：（控制方式上）布控和程控:布控就是布线逻辑控制的简称，是指将交换机各控制部件包括机电或电子组件按所起作用和一定要求设计好电路，固定在一定的印制板上，通过机架布线使其具有一定的逻辑操作功能，在外来信号的作用下，完成一定的控制功能。程控：即存储控制功能的简称，它采用的是电子计算机中常用的存储过程控制方式即把交换机的各种控制功能，步骤，方法编成程序，放入存储器
10、，利用存储器内的程序来控制，交换机即能完成各项工作的一种控制方式。空分和时分；(话路系统构成方式）空分方式是指通过交换网络的每个连接通路各自具有的空间位置，占用一条对立的通路，而与其他用户的通话回路无关。时分方式，是指通过交换网络的多用户占用同一条通路，但按时间互相错开，多个话路轮流接通，即占用不同的时间位置(時隙）采用时分复用方式。模拟和数字:自动交换机从（信息传递方式上） 程控交换就是存储过程控制交换，通过处理机执行和处理存储的数据和程序，控制交换机完成交换的功能。 交换机的基本功能；终端接口功能，连接功能，信令功能，控制功能。 电话交换机基本组成：接口、交换网络（交换机核心部件） 、信令
11、设备、控制系统（交换机指挥中心） 交换技术五个阶段：人工电话交换机自动交换纵横制交换机电子式交换机-程控数字交换机 自动电话交换机的基本接续过程：摘机呼叫-交换机送拨号音-收号-号码分析-接至被叫用户-振铃-被叫应答、通话-挂机、话终拆线 信令：又称信号是各交换局在完成呼叫接续中的一种通信语言。 信令按信令信道与话音信道的关系分为:随路信令，共路信令（CCS） 。按传送区域：用户线信令和局间信令；按信令功能：监视、选择、管理；按传送方向：前向、后向。 用户集线器:将一群用户线经用户集线器后接出很少的 PCM 链路连到数字交换网络。可提高设备利用率 用户模块;完成用户线终端和数字交换网络之间的接
12、口功能；由用户电路、用户集线器和用户处理机组成。 用户电路功能：1.馈电 2.过压保护 3.振铃 4.监视 5.编译码和滤波 6.混合电路 7.测试 时隙交换：输入時隙 TS1,TS2 传送的信号，经数字交换网络后输出時隙内容发生了互换，我们称为時隙内容交换。 复用线之间的交换:在一个数字交换网上，为加大交换容量，输入和输出复用线都不止一条，对通话双方，占用不同的输入复用线中的不同时隙，这必然出现任一出/入复用线之间的交换，这就是复用线之间的交换。 程控交换机服务质量指标；呼损指标，接续时延 程控交换机软件三个基本特点：实时性、并发性和可靠性。第五章 无线电通信 无线电频率范围;3K300GH
13、Z 要产生无线电波必须有波源和天线 无线电波传播过程中的反射、绕射、折射和 散射 无线电波的传播方式 ：地波传播 天波传播 视距传播、散射传播 衰落现象：在接收端信号振幅呈现忽大忽小的随机变化的现象称为衰落 抗衰落技术 分集接收 尤其是克服多径传播引起快衰落的有效方法。分为空间分集和频率分集。 分集就是分散得到几个信号并集中（合并）这些信号 基本思想：在经常出现衰落的地段，用两套（或多套）收信设备接收同一个由发射设备发射的经两条（或多条）不同路径传播的，不会同时发生衰落的两路（或多路）信号，并经过某些处理后，在接收端以一定方式将其合并。这样，当其中一个信号发生衰落时，另外一个（或多个）信号不一
14、定也衰落，只要采用适当的信号合成方法就可保证一定的接收电平，克服或改善衰落的影响。 空间分集是在收端利用空间位置相距足够远的两副天线，同时接收同一个发射天线发出的信号。然后合并起来或选择其中一个强信号输出。有几幅接收天线就称为几重分集抗衰落性能好增加了天线馈电系统的复杂性和费用 短波通信的频率范围 实际使用的频率范围为 1.5 MHz30MHz 短波通信的特点通信距离远，设备便宜，使用起来灵活、方便 F2 层和其它层不同，在日落以后并没有完全消失，仍保持有剩余的电离。当电波入射到空气电离层界面时，由于电离层折射率小于空气折射率，折射角大于入射角，射线要向下偏折。 电离层密度 Ne和折射率 n
15、之间的关系：n= 1280.1eNf 天波传播时频率和入射角 和电波折回处的电子密度 Ni之间的关系：f= 008.seci 最高可用频率 MUF fmax= ,当 Ni=Nmax时08.seci 最佳工作频率 f opt=0.85fmax 微波频率范围;300M_300GHZ,波长很短，在空间只能做视距传播。 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，可实现两个或多个地球站之间的通信 卫星转发器功能：从发送地球站发出的上行频率信号，经卫星的接收天线接收及双工器后被送入低噪声放大器放大。然后经频率变换器变换成下行频率，再经功率放大器放大后通过双工器由同一通信天线发向地球站。 静止卫星
16、通信特点：1.通信覆盖范围广、作用距离远、不受地理条件限制。2.具有多址通信能力，卫星体系最为突出的特点 3.通信频带宽、传输容量大，适合多业务传输4.通信线路稳定可靠，通信质量高 5.通信电路灵活 6.机动性好 7.可以自发自收进行监测 卫星通信多址方式;频分多址 FDMA、时分多址 TDMA、码分多址 CDMA、空分多址 SDMA、混合多址第六章 移动通信 蜂窝系统可以依靠同一业务内多次重复使用可用信道组的方法来扩大系统容量。特点：减少基站覆盖区，同时使用大量无线基站小区来覆盖一个基站所覆盖的区域。 调制编码、交织、分集接收；交织的目的是误码离散化，把突发差错信道变为随机差错信道，从而改善
17、整个数据序列传输质量。频率复用是蜂窝系统中的一个核心概念，蜂窝结构的价值借助于频率复用来实现。小区分裂是提高蜂窝网容量及频谱效率的又一重要概念。 越区切换：软切换 硬切换 GSM 系统分为：移动台 MS 基站子系统 BSS 网络子系统 NSS第七章 光纤通信 光纤通信的优点：1.传输频带宽，通信容量大 2.损耗低 ，可增大无中继传输距离 3.抗电磁干扰能力强 4.光缆重量轻，体积小，便于铺设和运输 5. 材料丰富，成本低 单模光纤：当光纤的纤心直径很小时，只允许通过一个基模，我们称这种只允许传输一个基模的光纤为单模光纤。难对接，传输频带宽，传输容量大，距离远多模光纤：纤心直径大，易对接，带宽比
18、较窄，传输容量小，距离近 按光纤横截面上折射率分不同：阶跃型和渐变型。 光波分复用是一根光纤中传输多波长光信号 光双向波分复用中按信道间波长间隔又分为密集波分复用 DWDM、稀疏波分复用、光的频分复用 OFDM第八章数据交换技术 交换方式：电话交换 报文交换 分组交换的不同 电话交换。在数据传输之前必须先设置一条完全的通路。在线路拆除之前，该通路有一对用户完全占用。电路交换效率不高，适合于较轻和间接式负载使用租用的线路进行通信。 报文交换：报文从源点传送到目的地采用存储转发的方式，报文需要排队。因此报文交换不适合用于交互式通信，不能满足实时通信的要求。 分组交换：分组交换方式和报文交换方式类似
19、，但报文被分成组传送，并规定了最大长度。分组交换技术是在数据网中最广泛使用的一种交换技术，适用于交换中等或大于数据的情况。分组交换又分为数据报分组交换和虚电路分组交换 进行差错控制的基本步骤：差错检测 接受应答 出错重传 差错控制编码的基本思想。答：是在发送端被传输的信息序列后附加上一些多余的检验码元或监督码元，以形成新的数字信号，使随机的不带规律性的原始数字信号变换成有一定规律性的编码数字，一旦新的数字信号发生差错，接收端就会按照同样的规律自动检查出来或进行自动纠正。 差错检错常用的两种编码方法：奇偶校验码和循环冗余校验码 循环冗余校验采用在要发送的比特串后面添加一个称为循环冗余校验码的比特
20、串来实现数据传输的差错检测。 1.停止等待自动请求重发协议（停等 ARQ 协议）基本思想：发送方在发出一个数据分组后，就停下来等待接收方的确认消息。接收方收到一个信息帧之后，按照一定的差错检验方法对信息帧检验。如果没有差错，就向发送方发回一个确认的应答帧；如果出现差错，则不发应答帧。发送方在收到应答帧之后，继续发送下面的一帧；如果一直收不到应答帧，当超过一定时间，就自动重发刚才的那一帧。重发时间是一个计时器控制的，发送方发出一个信息帧之后就会启动计时器，计时器超时，发送方就进行重发。由于发送方重发出错的帧是自动进行的，所以将这种差错控制方式称为停等 ARQ 协议2.连续 ARQ 协议和选择重传
21、 ARQ 协议 3.滑动窗口协议。课本 P235 帧校验序列字段（FCS）P242第九章 计算机网络 计算机网络三个发展阶段：面向终端的网络、计算机-计算机的网络、开放式标准化网络。 OSI 包括了体系结构、服务定义和协议规范 物理层：完成相邻点之间原始比特流传输 数据链路层：如何在不可靠的物理线路上进行可靠的数据传输 网络层：完成网络中主机间的报文传输 传输层：完成网络中不同主机上的用户进程之间可靠通信 应用层：支持运行于不同计算机的进程进行通信 局域网互联：中继器 工作在 OSI/RM 的物理层 功能:放大通过网络传输的数据信号，用于扩展局域网的作用范围； 网桥 数据链路层; 路由器 网络层；网关 工作在OSI/RM 的高三层，对话层，表示层，应用层。 地址转换协议 ARP：把目的站的 32 位 IP 地址转换成 48 位以太网目的地址。 IP 地址由网络标识和主机标识组成 A 类最高位为 0、B 类最高位为 10、C 类为 110 IP 地址：A 类 1126 B 类 128191 C 类 192223
