PAGE1信號傳輸專業(yè)方向的學(xué)習(xí)總結(jié)報告摘要：通信技術(shù)日新月異，傳輸媒介有電纜、光纜、衛(wèi)星、無線微波等；交換技術(shù)從電路交換、分組交換、ATM交換到具有Qos保障的交換技術(shù)等；通信方式由人工、半自動朝向全自動和智能化發(fā)展。在全球信息化的趨勢下，Internet作為信息化的產(chǎn)物和代名詞，已逐漸深人人們的生活，并得到迅速發(fā)展。三網(wǎng)合一使得計算機(jī)、通信和廣播電視這3個獨立的技術(shù)領(lǐng)域相互融合，促使通信領(lǐng)域朝向信息領(lǐng)域融合與發(fā)展。關(guān)鍵詞：信息時代、通信技術(shù)、數(shù)字化引言人類正以驚人的速度走出工業(yè)文明，步入信息時代。信息時代的來臨不僅改變著人們的生產(chǎn)方式和生活方式，而且改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式。生活在二十一世紀(jì)的我們可以毫不猶豫的說：信息技術(shù)改變著我們的生活。信息技術(shù)對社會發(fā)展有著深刻的影響，它不僅大大提高了社會生產(chǎn)力的發(fā)展速度，而且對社會總體結(jié)構(gòu)和生活方式有全方位的影響，引發(fā)了史無前例的革命，使我們視野變得更加開闊，溝通更加便捷，人類進(jìn)入知識經(jīng)濟(jì)和信息化社會的步伐也因此而加快了。1重要地位、發(fā)展現(xiàn)狀信息技術(shù)可視為“四基元”即感測技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)組成，信息技術(shù)組成框圖如圖其中國，通信技術(shù)50年代以來發(fā)展尤為迅速。如50年代出現(xiàn)了同軸電纜和微波系統(tǒng)，使通信的容量大幅度增加，成本大幅度下降，促進(jìn)了長途通信的發(fā)展。60年代使用了海底電纜和衛(wèi)星通信，使國際通信得到迅速發(fā)展。70年代以來，大規(guī)模集成電路、光纖通信系統(tǒng)得到應(yīng)用，數(shù)字通信進(jìn)入全盛時期，包括語言、文本、數(shù)據(jù)、圖像等信息，傳輸?shù)木C合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)崛起，標(biāo)志世界開始進(jìn)入“信息時代”。通信技術(shù)日新月異，傳輸媒介有電纜、光纜、衛(wèi)星、無線微波等；交換技術(shù)從電路交換、分組交換、ATM交換到具有Qos保障的交換技術(shù)等；通信方式由人工、半自動朝向全自動和智能化發(fā)展。在全球信息化的趨勢下，Internet作為信息化的產(chǎn)物和代名詞，已逐漸深人人們的生活，并得到迅速發(fā)展。三網(wǎng)合一使得計算機(jī)、通信和廣播電視這3個獨立的技術(shù)領(lǐng)域相互融合，促使通信領(lǐng)域朝向信息領(lǐng)域融合與發(fā)展。2應(yīng)用領(lǐng)域通信在日常生活中應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，“在家里工作”一直是很多行業(yè)職工的夢想，現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實，在家里通過通信網(wǎng)絡(luò)與公司或企業(yè)工廠直接聯(lián)系；通過計算機(jī)終端的操作進(jìn)行遠(yuǎn)程辦工，處理各種公文。同時，通信在關(guān)乎國計民生的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也有著舉足輕重的作用，在信息時代通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的商品購物或商品交易，稱為電子購物又稱之為電子商務(wù)?，F(xiàn)如今，電子商務(wù)的發(fā)展速度之快讓人為之震驚。當(dāng)今信息時代，通信在軍事的作用某種意義上講起到了非常重要的作用，甚至可以說是起到了關(guān)鍵性的作用，也可以說沒有通信技術(shù)的應(yīng)用就不可能有現(xiàn)代的戰(zhàn)爭，有的稱之為信息戰(zhàn)爭、數(shù)字戰(zhàn)爭。3基本結(jié)構(gòu)1信源：是消息的產(chǎn)生地，其作用是把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(基帶信號)。電話機(jī)、電視攝像機(jī)和電傳機(jī)、計算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備就是信源。前者屬于模擬信源，輸出的是模擬信號；后者是數(shù)字信源，輸出離散的數(shù)字信號。2發(fā)送設(shè)備：是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的消息信號變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?如已調(diào)信號）。3信道信源：是指傳輸信號的物理媒質(zhì)。在無線信道中，信道可以是大氣（自由空間），在有線信道中，信道可以是明線、電纜、波導(dǎo)或光纖。4噪聲源：是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備以及信道中噪聲與干擾的集中表現(xiàn)。5接收設(shè)備：是完成發(fā)送設(shè)備的反變換，它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號中正確恢復(fù)出相應(yīng)的原始基帶信號來。6信宿：是傳輸信息的歸宿點，其作用是將復(fù)原的原始信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。4相關(guān)基本問題：1)信源編碼與譯碼信源編碼的作用之一是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，即模/數(shù)轉(zhuǎn)換。第6章中將討論模擬信號數(shù)字化傳輸?shù)膬煞N方式：脈沖編碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制(ΔM)。二是設(shè)法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。信源譯碼是信源編碼的逆過程。2）信道編碼與譯碼數(shù)字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰落以及人為干擾等，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進(jìn)行解碼，從解碼過程中發(fā)現(xiàn)錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實現(xiàn)可靠通信。3）加密與解密在需要實現(xiàn)保密通信的場合，為了保證所傳信息的安全，人為將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，即加上密碼，這種處理過程叫加密。在接收端利用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品對收到的數(shù)字序列進(jìn)行解密，恢復(fù)原來信息，叫解密。4）數(shù)字調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制就是把數(shù)字基帶信號的頻譜搬移到高頻處，形成適合在信道中傳輸?shù)念l帶信號。基本的數(shù)字調(diào)制方式有振幅鍵控ASK、頻移鍵控FSK、絕對相移鍵控PSK、相對（差分）相移鍵控DPSK。對這些信號可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)還原為數(shù)字基帶信號。對高斯噪聲下的信號檢測，一般用相關(guān)器接收機(jī)或匹配濾波器實現(xiàn)。5）同步與數(shù)字復(fù)接同步是保證數(shù)字通信系統(tǒng)有序、準(zhǔn)確、可靠工作的不可缺少的前提條件。同步是使收、發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致。按照同步的功用不同，可分為載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。5基本方法1．現(xiàn)代通信的基本特征——數(shù)字化 要實現(xiàn)信息化，數(shù)字技術(shù)是關(guān)鍵。綜觀我們已經(jīng)使用的信息產(chǎn)品，如數(shù)字光盤、數(shù)字家電、數(shù)字影碟機(jī)、數(shù)字聲響設(shè)備；通信技術(shù)與裝備，如數(shù)字交換機(jī)、數(shù)字傳輸設(shè)備……以及更廣泛的信息技術(shù)，如數(shù)字通信、數(shù)字光纖通信、數(shù)字衛(wèi)星通信、數(shù)字移動通信、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、數(shù)字電視系統(tǒng)等無不在這些通信技術(shù)前加上“數(shù)字”二字。因此可以說，現(xiàn)代通信姓“數(shù)”，顯而易見，現(xiàn)代通信的基本特征即為數(shù)字化，即在通信中采用了數(shù)字技術(shù)。 簡單地講，“數(shù)字技術(shù)”就是數(shù)字信號的采掘、加工、處理、運(yùn)算、傳遞、交流、存儲等所采用的技術(shù)的總稱。這里談到的數(shù)字信號，在通信原理中定義為，在時間上，瞬時幅值均離散，編為“1”和“0”。數(shù)字信號脈沖波形下圖所示數(shù)字信號及數(shù)字通信有許多獨特的優(yōu)點： 1)數(shù)字信號便于存儲、處理（加密等）。 2)數(shù)字信號便于交換和傳輸。 3)數(shù)字信號便于組成多路通信（系統(tǒng)）。 4)便于組成數(shù)字網(wǎng)。 5)數(shù)字化技術(shù)便于通信設(shè)備小型化、微型化。 6)數(shù)字通信抗干擾性強(qiáng)，噪聲不積累。 如下圖所示。在數(shù)字通信中，傳輸?shù)氖菙?shù)字脈沖信號，這些信號在傳輸過程中，也同樣會有能量損失，受到噪聲干擾，當(dāng)信噪比還未惡化到一定程度時，可在適當(dāng)距離或信號終端經(jīng)過再生的方法，使之恢復(fù)為原來的脈沖信號波形，如圖1.16（b）所示。消除了干擾和噪聲積累，就可實現(xiàn)長距離高質(zhì)量的通信。2．現(xiàn)代通信技術(shù)的基礎(chǔ)——微電子技術(shù) 一片芯片上集成上百億個元件，并正在向極限挑戰(zhàn)。將來會把整個通信設(shè)備集成在一塊芯片上，這為通信設(shè)備和計算機(jī)微型化奠定了基礎(chǔ)。3．現(xiàn)代通信技術(shù)的核心——計算機(jī)技術(shù) 通信與計算機(jī)融為一體，這使通信技術(shù)得到了飛躍發(fā)展，我們把數(shù)字通信與計算機(jī)技術(shù)的融合稱為現(xiàn)代通信。4.光纖通信基礎(chǔ)——光子技術(shù) 20世紀(jì)70年代，美國首先制成了實用的玻璃光導(dǎo)纖維—光纖，使光纖通信成為現(xiàn)實。5．衛(wèi)星通信基礎(chǔ)——空間技術(shù) 通信衛(wèi)星送到各種軌道的技術(shù)已經(jīng)成熟，三顆同步衛(wèi)星的通信范圍即可覆蓋全球。6代表性研究領(lǐng)域：1.

電纜通信與架空明線相比同軸電纜抗干擾能力強(qiáng)，容量大，（能傳送數(shù)千乃致萬路載波），是長途干線的主要通信手段。同軸電纜有逐漸被光纖電纜取代的趨勢。典型的同軸電纜由一根內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線外加絕緣層、密集網(wǎng)狀編織導(dǎo)電金屬屏蔽層以及外包裝保護(hù)塑橡材料組成。2.光纖通信光纖通信70年代開始發(fā)展，工作頻率：105~107GHZ。容量大，成本低，不受電磁干擾。每路光纖通話路數(shù)可達(dá)百萬路，且由于其低損耗性，中繼距離將超過100公里。發(fā)展方向是長波長光纖通信，大容量數(shù)字傳輸技術(shù)和相干光通信。只要射到光纖表面的光線的入射角大于某一臨界角度，就可以產(chǎn)生全反射，并且可以存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸，這種光纖就稱為多模光纖。3.

微波中繼通信在一些電纜光纖難于通過或施工困難的場合，特別是通信距離很遠(yuǎn)，敷設(shè)電纜或光纖既昂貴又費時，若利用無線電波等無線傳輸介質(zhì)在自由空間傳播，就會有較大的機(jī)動靈活性，可以輕松實現(xiàn)多種通信。無線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)在長途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有及其重要的地位，其頻率范圍為300MHz～300GHz。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。微波在空間主要是直線傳播，并且能穿透電離層進(jìn)入宇宙空間，它不像短波那樣經(jīng)電離層反射傳播到地面上其他很遠(yuǎn)的地方，由于地球表面是個曲面，因此其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)，一般只有50km左右，長途通信時必須建立多個中繼站，中繼站把前一站發(fā)來的信號經(jīng)過放大后再發(fā)往下一站，類似于“接力”，如果中繼站采用100m高的天線塔，則接力距離可增大到100km。其發(fā)展方向是數(shù)字微波及采用多電平調(diào)制技術(shù)。4.衛(wèi)星通信短波通信容量小，不穩(wěn)定，微波中繼通信不能越洋，海底電纜費用太高。如在遠(yuǎn)離地球三萬六千公里的赤道上空的同步衛(wèi)星上設(shè)置一個“微波中繼站”，則通信距離可長達(dá)18000公里，范圍覆蓋地球表面的三分之一以上。在地球赤道上空均勻地分布三顆衛(wèi)星，基本上可實現(xiàn)全球范圍的通信。衛(wèi)星通信最大特點就是通信距離遠(yuǎn)，且通信費用與通信距離無關(guān)。衛(wèi)星通信的缺點是：傳播時延較長。其發(fā)展方向也是數(shù)字調(diào)制、時分多路及向更高頻段發(fā)展。地面系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是小型化。5.紅外線和激光通信紅外線通信和激光通信就是把要傳輸?shù)男盘柗謩e轉(zhuǎn)換成紅外光信號和激光信號直接在自由空間沿直線進(jìn)行傳播，它比微波通信具有更強(qiáng)的方向性，難以竊聽、插入數(shù)據(jù)和進(jìn)行干擾，但紅外線和激光對雨霧等環(huán)境干擾特別敏感。6.移動通信公用移動通信（移動電話、無線尋呼）和專用移動通信（導(dǎo)航、衛(wèi)星定位等）近幾年發(fā)展迅速。移動通信發(fā)展方向是數(shù)字化、微型化和標(biāo)準(zhǔn)化。人類對新技術(shù)的追求是無止境的，對新的通信系統(tǒng)和通信技術(shù)的研究仍在不斷進(jìn)行，新的通信系統(tǒng)和通信技術(shù)也將會不斷服務(wù)于人類。7結(jié)論信息時代的來臨不僅改變著人們的生產(chǎn)方式和生活方式，而且改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式通信