通信工程专业导论_第二讲概况
北京邮电大学-通信工程导论 (2)
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北邮--历史沿革
北京邮电大学创建于1955年，原名北京邮电学院，是以天津大学电讯系、 电话电报通讯和无线电通信广播两个专业及重庆大学电机系电话电报通 讯专业为基础组建的，是新中国第一所邮电高等学府，隶属原邮电部。
1959年和1960年北京电信学院及其附属中技部、邮电科技大学先后并入 北京邮电学院。1960年北京邮电学院被确定为全国64所重点院校之一。
• 2000年3月23日，贝尔实验室在北京成立了一个新的 研究机构――贝尔实验室基础科学研究院。由李大 维博士出任研究院院长。该机构先后与北京大学、 清华大学、复旦大学及中国科学院建立了 6 个联合 实验室。
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贝尔实验室
下一步发展目标 • 下一代光网络和数据网络 • 新一代通信软件 • 纳米技术 • 网络技术节能模式，网络能效
北邮—辉煌成就
2006年 宽带无线移动TDD-OFDM-MIMO技术
•概述：目前中国第1个实现峰值速率高达100 Mbit/s传输速率的宽带 TDD技术；第1个采用宽带TDD-OFDM-MIMO技术的E3G技术；同时, 基于该技术的硬件演示平台是国内首次研制完成的宽带TDDOFDM-MIMO技术演示平台。
邮电部科技进步一等奖 1992年 现代密码学基础理论研究 邮电部科技进步一等奖 1995年 彩色图像编码设备 邮电部科技进步一等奖 1999年 电信管理网基础软件测试系统 信产部科技奖一等奖 1999年 2.5G全光通信系统 信产部科技奖一等奖 1999年 VPN业务管理的研究 信产部科技奖一等奖
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贝尔实验室
成功之道
•自主创新精神 •科学精神 •团队精神 •宽松的研究环境 •技术商业化
通信工程专业导论概况课件
信号调制与解调
介绍幅度调制、频率调制、相位调制等基本原理，以及各 种调制方式的应用场景和性能比较。
信号传输与处理
讲述信号在信道中的传输特性，如衰减、失真、噪声等， 以及相应的信号处理技术，如滤波、放大、均衡等。
多路复用与多址接入
介绍频分复用、时分复用、码分复用等多种多路复用技术 ，以及FDMA、TDMA、CDMA等多种多址接入方式， 分析比较它们的优缺点和适用场景。
通信工程专业导论概况课件
目录
• 通信工程专业概述 • 通信工程基础知识 • 通信工程核心课程与技能 • 通信工程专业发展前沿动态 • 通信工程专业学习方法与技巧 • 通信工程专业职业规划与发展方向
01
通信工程专业概述
专业定义与历史发展
定义
通信工程专业是一门研究如何有效、快速、准确地传输信息的工程技术学科。 它涉及电信、广播电视、计算机网络等领域，是现代信息社会的基石。
应用前景
物联网技术可应用于智能家居、 智慧城市、农业智能化等领域， 将推动数字化、网络化、智能化 的融合发展。
人工智能在通信领域的应用与挑战
应用：人工智能可应用于通信信号处理、网络优化、智能客服等方面，将提高通信网络的效 率、智能性和安全性。
挑战：人工智能在通信领域的应用面临着数据隐私、算法复杂度、安全性等方面的挑战。此 外，还需要解决与现有通信技术的集成问题。
验技能。
通信原理实验
通过实验操作，深入理解通信 系统的原理与性能分析。
无线通信实验
实践无线通信系统的搭建、调 试与优化等。
网络技术实验
熟悉各种网络协议，进行网络 编程和实验室网络设备的配置
与管理。
专业技能培养与要求
系统分析与设计能力
《通信工程学科导论》PPT课件
本章内容 l 光纤通信概述 l 光纤与光缆 l 光纤通信系统
光纤通信
指利用光导纤维(简称光纤)传输光波信号的一种 通信方式。
电磁波：长波、中波、微波、¤、红外线、可见 光、紫外线。
使用光(激光器)信号，使用光缆作为传输介质。
波长是
0.8～1.8μm
衰减的单位
dB(分贝)：描述功率相对比值的单位 dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout：输出功率；Pin：输入功率
7.1.2 数字微波通信系统的组成
终端站、 分路站、 枢纽站和 中继站
7.1.3 微波站设备
微波收、发信设备
工作频段：1.7GHz~12GHz 发信：输出功率(1瓦左右)、频率稳定度(10-5) 收信：通频带
微波天线设备 中继设备 电源设备 监测设备
7.1.4 微波传输
损耗 衰减 衰落
8.1 接入网概述
接入网(AN)
ITU-T建议G.963 接口
用户线
将用户终端设备连接到所属端局交换机的线对，称为用户线路(或用户 环路)。
主干电缆、配线电缆、用户引入线及附属设备
交换机
3~5Km 馈线
10~300m
500m~1Km
配线
交接箱
分线盒
用户线路
接入网的特点
业务量密度低：利用率不到1% 相对成本高 成本差异大 成本与业务量无关 运行环境恶劣 技术变化慢
全反射
90º>θ>临
光纤的传光原理(全反射)
阶越型光纤性能参数
相对折射指数差： 数值孔径(NA)：
n12 n2 2 2n12
NA sin n12 n22
θ
接收锥
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中国移动3G 业务——TD-SCDMA 启动社会化业务测试及试商用已经整一年。据中国 移动4月公布统计数据显示，中国移动的 TD 客户从最初的几千户增长到目前的40多万户。 目前，已建设完成的10城市 TD 网络覆盖率达到同区域2G 网络覆盖的95%，语音接通率超 过95%，掉话率降到3.6%。
2008年11月4日，中国电信重点推出了“C+W”业务，它可实现在 CDMA 和 WIFI 网络 之间无缝切换，随时随地登录宽带上网。选择 C 网时，发送短信、拨打电话、备份电话簿 等服务，均可通过笔记本电脑操作。目前，120个城市的中国电信189、133、153用户均可 享受包括无线宽带、手机影视、爱音乐全曲下载、全球眼无线视频监控、综合办公等应用 服务在内的天翼3G 业务。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配，料置不试技仅卷术可要是以求指解，机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技，高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、，术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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移动通信
❖第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统 发
展和成熟时期。
• 模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问 题。例如，频谱利用率低，业务种类受限制等，最主 要的问题是其容量已不能满足日益增长的用户需求。
• 数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。 另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与 ISDN等兼容。
Frequency
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第二代数字蜂窝移动通信系统-GSM
历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统——欧洲的GSM （Global System for Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由 于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全 球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM 系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。
特点：
简单，容易实现，适用于模拟和数字信号
FDMA
以频率复用为基础，以频带划分各种小区
需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统
以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路
对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置
基站由多部不同载波频率的发射机同时工作
不适宜大容量系统使用
应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统
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第三代移动通信系统
❖第三代移动通信3G：
• 数字信令，结合移动卫星通信系统； • 业务具有全球性，可以实现全球无缝漫游； • 支持高质量的多媒体业务，支持服务等级； • 以数据通信为主，兼容第二代； • 传输速率：144Kb/s、384Kb/s、2Mb/s。
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我国的3G发展概况
❖TD-SCDMA 中国移动 用户4.5亿
通信工程专业导论-2010-2011-2
二、优先发展领域
（9）低功耗艾级超级计算、新型计算系统 主要研究内容：艾级超级计算机的新型体系结构与基础 软件，艾级超级计算机的功耗分析与最优降耗方法研究 ，生物计算等新型计算模型与系统，云计算环境的核心 基础设施与支撑技术 （10）网络计算 主要研究内容：可扩展、低能耗的后IP网络拓扑与网络路 由关键技术；无线网络拓朴、演变与互连技术，信息物 理融合系统的机制与关键技术，面向网络的信息处理与 服务；智能网络与语义网络
二、优先发展领域
3. 跨科学部优先发展领域
（24）空间信息网络基础 核心科学问题：变时空异构网络体系结构；空 间网络信息传输；网络化空间信息感知，网络 化空间信息的时空一致性表示；空间信息网络 协同机制；空间信息网络自组织重构与应用
通信工程专业汇报内容
本学期的专业课程
信息科学的发展前沿
1 2 3 4
二、优先发展领域
（7）传感网络与仿生感知基础 主要研究内容：智能敏感材料及高性能微纳传感器；仿 生感知机理与实现方法；异构传感网络拓扑与网络协议 ；传感网络数据与能量管理；多源传感信息融合；传感 器网络可靠性、安全性 （8）未来无线通信理论与技术 主要研究内容：网络信道的建模与系统重构，网络信息 论；有限频谱资源与低能耗的高效宽带移动传输与协同 ；多域多网协同无线网络理论与网络自优化技术；移动 网络组织与智能管理；移动通信中频谱、天线、空间、 计算和网络等的认知及应用
二、优先发展领域
（11）软件技术基础 主要研究内容：面向多核体系结构的软件理论和关键技 术；面向高度并行分布式计算环境的软件设计；面向服 务计算的软件设计方法与技术；高可信软件理论与工程 方法；面向企业信息化的重大工程软件的技术基础 （12）网络数据挖掘与理解 主要研究内容：网络数据挖掘与机器学习；复杂环境的感 知与计算；数据表达、特征提取与分/聚类；自然语言理 解及知识服务；视听觉信息的认知计算与人机交互
通信工程专业概论
通信工程（专业）概论编著：张毅、郭亚利武汉理工大学出版社主讲：李阳安徽农业大学通信工程系2011年4月前言本课程的教学目的：1.明确通信的定义；2.了解通信的历史；3.掌握通信工程教学的体系结构；4.掌握几种典型的通信技术的应用；5.明确专业的基本内容、初步建立本专业的一些基本概念。
总之，解决通信工程在信息学科中的地位，怎样组织学习，如何学习的问题。
目录1.培养目标和专业素质要求1.1通信工程专业简介1.2通信工程专业历史演变1.3通信工程专业学科体系1.4通信工程专业培养目标1.4.1培养目标1.4.2培养要求1.4.3学科和方向1.4.4主要课程1.4.5本专业课程体系1.4.6主要实践教学环节1.4.7与相近专业的关系1.5通信工程专业对所培养人才的素质要求1.5.1基本认知和技能方面1.5.2思想和情感方面1.5.3意识和意志方面1.5.4其它方面思考题2.通信的历史演进和应用2.1通信发展简史2.1.1古代通信方式和特点2.1.2近代通信方式和特点2.1.3现代通信方式和特点2.1.4未来通信方式和特点2.2通信的地位和作用2.3通信在日常生活中的应用2.3.1电视广播通信2.3.2家庭信息网2.3.3校园网2.4通信在交通中的应用2.4.1城市交通监控网2.4.2高速公路信息网2.4.3系统及交通管理信息网2.5通信在电力系统中的应用2.5.1电力信息主干网2.5.2对电力的监控2.5.3用电力线组建小型专用信息网2.6通信在工业中的应用2.6.1工厂制动化网络体系结构2.6.2现场总线和工业以太网2.6.3天然气配管通信系统2.7通信在军事领域的应用2.7.1军事中的通信2.7.2军事通信新技术移动自组织网2.8通信在航空航天中的应用思考题3.通信的基本概念3.1通信的根本任务3.2通信的基本术语3.2.1通信中常用名称3.2.2通信的分类3.2.3通信工作方式3.3通信系统的基本模型和组成3.4通信系统的基本理论3.4.1香农理论3.4.2信源编码和信道编码3.4.3调制与解调3.5通信网的基本组成思考题4.信息终端4.1电话终端4.1.1常见电话机的种类4.1.2电话机的统一编号及说明4.1.3电话机的基本组成和功能4.1.4电话机的接入方式4.2移动终端4.2.1移动终端的基本组成和功能4.2.2移动终端的接入方式4.3计算机终端4.3.1计算机终端的组成4.3.2计算机终端的接入方式4.4电视终端思考题5.信息传输系统5.1传输系统的基本任务和作用5.2传输方式的种类5.3电缆传输系统5.3.1架空明线5.3.2对称电缆5.3.3同轴电缆5.4光纤传输系统5.4.1光纤通信的基本概念5.4.2光导纤维5.4.3光纤分类5.4.4光纤传输性质5.4.5光纤通信的特点5.4.6光纤通信系统5.5无线传输系统5.6微波传输系统5.6.1微波通信的基本概念5.6.2数字微波通信系统的组成及工作原理5.6.3微波通信的特点5.6.4微波通信的发展5.7卫星传输系统5.7.1卫星通信的基本概念5.7.2通信卫星的组成5.7.3通信卫星的种类5.7.4通信卫星工作的基本原理5.7.5通信卫星的特点5.7.6同步卫星通信系统5.8接入系统5.8.1接入网的概念5.8.2接入网的种类5.8.3有线接入方式5.8.4无线接入方式5.8.5以太网接入方式5.9移动通信系统5.9.1移动通信的基本概念5.9.2移动通信使用的频段5.9.3移动通信系统的分类5.9.4移动通信系统的组成5.9.5移动通信的发展5.10传输新技术及发展方向5.10.1骨干传输网的发展趋势5.10.2接入传输网的发展趋势思考题6.信息交换6.1交换的基本作用和目的6.2交换的发展过程6.3电路交换6.4分组交换6.4.1复用传输方式6.4.2分组交换的优点6.4.3分组交换的主要缺点6.5交换6.6交换6.7软交换6.8光交换思考题7.信息网络7.1网络基本概念7.1.1网络拓扑结构7.1.2网络的分类7.1.3通信网的分层结构7.1.4通信网的质量要求7.2电话网络7.2.1电话网络的基本结构7.2.2我国电话网的结构7.2.3国际长途电话网7.2.4电话网的编号计划7.3数据网络7.3.1数据网概述7.3.2数据通信系统的构成7.3.3数据网的构成7.3.4分组交换网7.3.5以太网7.3.6互联网和网络7.3.7电话网技术7.4专用信息网7.5支撑网7.5.1信令网7.5.2同步网7.5.3管理网思考题8.通信业务8.1通信业务的分类8.2电话业务8.2.1本地电话业务8.2.2国内长途电话业务8.2.3国际长途电话业务8.2.4电话业务8.3数据业务8.3.1第一类数据通信业务8.3.2第二类数据通信业务8.4移动业务8.4.1蜂窝移动通信业务8.4.2卫星移动通信业务8.5增值业务思考题9.现代通信及发展9.1现代通信的基本特征9.2现代通信的主要技术9.2.1现代通信的技术基础微电子技术9.2.2现代通信的核心计算机技术9.2.3光通信的基础光子技术9.2.4卫星通信技术的基础空间技术9.3技术9.3.1的定义9.3.2技术的内容9.3.3增值服务9.3.4热点技术9.4现代通信的发展方向9.5目前通信技术的热点思考题10.通信工程专业基础的教学计划及学习方略10.1高等院校的教学计划10.2公共课程的类型10.3通信工程专业的教学环节10.4学习方法建议10.5如何用好大学4年思考题1.培养目标和专业素质要求1.1通信工程专业简介通信：通信就是有目的的、及时、可靠地传递消息。
《通信工程导论》教学大纲
《通信工程导论》教学大纲《通信工程导论》教学大纲一、课程概述通信工程导论这门课是从系统总体的角度去介绍整个通信工程专业，引导新生正确理解专业相关问题的一门课程。
其目的是，通过该课程的学习，使学生认识所学专业的性质、特点以及所学技术的作用和地位，了解所学专业的培养目标和教学内容，树立正确的专业思想和学习观，为今后在校学习，激发自己的学习潜力，打下良好的思想和方法基础。
二、课程目标知道通信工程导论这门课的性质、重要性和该课程与通信专业其它学科的关系，知道这门课在整个通信专业的地位，知道这门课研究的对象、研究的方法和研究的范围，知道通信工程专业的基本情况、培养目标和所培养人才的素质要求，知道通信到底是怎么一回事，通信的应用范围和特点，知道通信发展的方向。
理解各种通信系统中的基本概念、基本技术，重点理解各种通信系统的构成、特征，理解各种通信系统的应用条件和范围。
掌握通信的一些基本原理，各种通信系统的通信的能力。
培养出学生学习通信专业的热情，养成专业学习的良好习惯。
养成学生使用所学的通信基础知识从系统的高度去研究、分析和改进现代通信的意识。
并为日后从事通信专业工作和通信研究下坚实的基础。
三、教学内容和教学要求通信工程导论这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道——是指对这门学科和教学现象的认知。
理解——是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。
掌握——是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。
学会——是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
教学内容及教学要求表四、课程实施（一）课时安排与教学建议《通信工程导论》课程是通信工程专业的选修课程。
通信工程导论课件1-6讲
通信工程导论课件1-6讲
•12
2010级通信工程专业本科培养方案
n 掌握数字信号处理系统的基本理论和基本设计 方法，具有设计DSP芯片、FPGA/CPLD芯片 与ARM芯片嵌入式系统软硬件的能力；
n 了解数字通信技术、计算机通信和嵌入式系统 的最新进展与发展动态；
另外这位美女逝世于2000年1月19日，无论是演员还是算科学家算是非
常长寿了。
通信工程导论课件1-6讲
•26
赫兹——无线通信之父
赫兹在1888年以充分的实验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。由 于赫兹于六年后(1894年)去世，因此没有看到无线电波(Radio wave)的广泛应用。如果他能活到20世纪初，他肯定会获得诺贝尔 奖的。
通信工程导论课件1-6讲
2020/12/19
通信工程导论课件1-6讲
什么是系统？
o 「系统」一词，其涵义最早可追溯到帕拉 图 （Philebus）、亚里士多德（ 政治学 ） 和欧几里德（ 几何原本）等。它的意思是 「总体」、「群体」或「联盟」。
通信工程导论课件1-6讲
•2
什么是系统？
o 在19世纪第一个发展自然科学中「系统」 概念的，是研究热力学的法国物理学家卡 诺 。1824年，他研究了蒸汽发动机中的 「工作物质」，即通常说的水蒸气，在一 个由锅炉、冷储（冷水流）、活塞组成的 体系中做功的能力。德国物理学家克劳修 斯扩展了系统的含义，使之包括了环境的 概念。
通信工程导论课件1-6讲
•3
什么是系统？
o 生物学家贝塔郎非是发展一般系统论的一 个先驱。1945年他引入了讨论广义系统或 它们的子类的模型和法则，而不纠缠于其 特定种类、性质、组成要素之间的关系或 相互作用等细节。
通信工程专业导论课程(第1-3章)
9日
佳 17日 筱 25日 有
10日
灰 18日 巧 26日 宥
11日
真 19日 皓 27日 感
12日
文 20日 号 28日 俭
13日
元 21日 马 29日 艳
14日
寒 22日 养 30日 卅
15日
删 23日 漾 31日 世
16日
铣 24日 敬
例如，1935年9月6日，张伯苓致电南京教育部部长王世杰， 电报全文：“为小站学田事，鱼抵京，虞晨晋谒”。电 11 文中“鱼”表示“6日”、“虞”表示“7日”。
下图中的矩形波包含许多（无穷多）个不同频率的正弦 波。
31
周期性信号的频谱：
周期性信号的定义： f (t) = f (t + T), ≤ t ≤ 注意：在上式中 t 的条件是从负无穷大到正无穷大。 周期性信号的频谱是离散的：
例：周期性矩形脉冲的波形和频谱
32
非周期性信号的频谱是连续的：
不需要两个电报员，只需要一个打字员 可以利用凿孔纸带保存报文 可以和计算机连接
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2.8 电话通信的发明
2.8.1 电话机的发明
1876年3月7日，美国人贝尔申请的电话装置发明专利获 得批准。 初期的电话机称作磁石电话机：壁挂式、台式
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2.8.2 电话交换机的发明
利用交换机可以减少线路数量 人工交换机：由话务员将线路进行人工连接
第1章 绪 论
1.1 早期的运动通信
运动通信 —用人力、驿马、信鸽等传送信件 驿站—传递文书人员中途暂息和住宿的地方
信鸽
1
• 1.2 早期的光通信
– 烽火台 – 信号墙
表1.2.1 波利比奥斯用的希腊字母编码表 左
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7
铱星计划
铱星系统是美国摩托罗拉 公司设计的全球移动通信系 统。它的天上部分是运行在7 条轨道上的卫星，每条轨道 上均匀分布着 11 颗卫星，组 成一个完整的星座。它们就 像化学元素铱 (Ir) 原子核外 的 77 个电子围绕其运转一样， 因此被称为铱星。后来经过 计算证实，6条轨道就够了， 于是，卫星总数减少到 66 颗， 但仍习惯称为铱星。
基站由多部不同载波频率的发射机同时工作 不适宜大容量系统使用
应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统
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第二代数字蜂窝移动通信系统-GSM
历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统——欧洲的GSM （Global System for Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由 于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全 球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM 系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。
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第二代移动通信系统
GSM系统： • Global System of Mobile，1990年 复用方式： • 时分多址复用TDMA； 开放性标准： • 没有设立专利障碍； • 100多个国家采用、能够国际漫游。 我国概况： • 第一个GSM系统建于1993年
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第三代移动通信系统
窄带CDMA：
3
卫星通信
克拉克设想，把中继 站用火箭发射到赤道 上空的静止轨道上， 每隔120度设一个静止 卫星，这样不仅能够 实现远距离通信，而 且还能够实现全球通 信。
4
卫星通信
卫 星 通 信 原 理 示 意 图
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卫星通信
诞生： •1957年人类第一颗人造卫星上天。
第一代： •1965年第一颗地球同步卫星“蓝鸟1号” 发射成功，开创了卫星通信的新纪元。 第二代：国际海事卫星（七十年代） 第三代：VSAT（八十年代） 第四代：移动卫星通信（九十年代）
HSDPA HSUPA 1xEV-DO 1xEV-DV
2010
2015
LTE AIE
时间
高
GSM cdmaOne
E3G
IMT-Advanced 4G
中
1G
AMPS TACS
2G
3G
3G+
WCDMA cdma2000 TD-SCDMA
BWA
802.16/WiMAX
MBWA
802.20
WLAN
低
<10kbps <200kbps
因特网的发展
1988年：时为田纳西州参议员的戈尔(Albert Gore)提出建立 国家科研与教育网，为科技界和学校提供高级计算 设施 1991年：明尼苏达大学推出“明州居民”文献检索系统 1992年：全球万维网(WWW)诞生，由迪姆·伯奈斯—李(Tim Berners Lee)推出，互联网首次播出音频和视频 1993年：互联网浏览器MOSAIC由伊利诺斯大学的安德里森推出 1994年：“真音频”Real Audio进入互联网，它使人能够听 到近乎实时的广播。香港电台(Radio HK)—每天24 小时只在互联网广播的第一个无线电台开始广播 1996年：1996年的电信条约取消了对数据网络传输的限制 1999年：互联网拥有1.5亿用户，8亿多个网页可以访问 ……
中国联通 用户1.3亿
中国电信 收购联通C网 用户2797万 固网用户 2.1亿
27
Enhanced 3G－E3G
Short Term Evolution：可以保持2～4年的竞争力 3GPP
R5：HSDPA、IP RAN R6：HSUPA、MBMS、IMS、WiFi（UMA） R7：HSPA+、研究MIMO和OFDM
15
移动通信
第五阶段从80年代中期开始。这是数字移动通信系统发 展和成熟时期。 • 模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问 题。例如，频谱利用率低，业务种类受限制等，最主 要的问题是其容量已不能满足日益增长的用户需求。 • 数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。 另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与 ISDN等兼容。 • 80年代中期，欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网 (GSM)的体系。随后，美国和日本也制定了各自的数字 移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商 用，数字蜂窝移动通信已经成为陆地公用移动通信的 主要系统。
通信工程专业导论
1
提纲
一. 关于通信：从认知开始
二. 通信发展历史及趋势（续）：历史照亮
未来 三. 科研机构和学术团体：成就与责任同在
2
卫星通信
概念的产生 • 时间—1945年10月； • 人物—英国物理学家、 空军雷达军官克拉克； 克拉克设想 • 把中继站用火箭发射到赤道上空的静止轨道 上，每隔120度设一个静止卫星，这样不仅 能够实现远距离通信，而且还能够实现全球 通信。
16
频分多址（FDMA）技术
Power Time
含义：每个用户占用一个频率
用户识别：频道号 特点：
简单，容易实现，适用于模拟和数字信号 以频率复用为基础，以频带划分各种小区 需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统 以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路
FDMA
Frequency
对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置
6
卫星通信
1982年 国际海事通信组织开通由四颗地球同步 卫星组成的INMARSAT系统，实现全球移 动通信。 1998年 中、低轨道的卫星系统得以研究成功并 陆续开通，其中有 • 美国Motorala公司的铱星(Iridium)系统 • 美国LORAL公司的全球星(Global Star)系统 • 国际海事通信组织的ICO系统
移动通信就是通信双方至少有一方在运动状态中进行信 息交换。它包括移动用户之间的通信，固定用户与移动 用户的通信。
卫星
宏蜂窝
微蜂窝
微微蜂窝
12
移动通信
现代移动通信技术的发展始于本 世纪20年代，大致经历了五个发展阶段。
13
移动通信
第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。
• 美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统 工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz。 • 特点是专用系统开发，工作频率较低。
30
因特网的发展
四位网络之父
•列奥纳德· 克莱因饶克（Leonard Kleinrock，1934-） •劳瑞· 罗伯茨（Lawrence G. Roberts，1937-） •温顿· 瑟夫（Vinton G. Cerf，1943-） •罗伯特· 卡恩（Robert E. Kahn，1938-）
31
• 数字信令，结合移动卫星通信系统； • 业务具有全球性，可以实现全球无缝漫游； • 支持高质量的多媒体业务，支持服务等级； • 以数据通信为主，兼容第二代； • 传输速率：144Kb/s、384Kb/s、2Mb/s。
26
我国的3G发展概况
TD-SCDMA
中国移动 用户4.5亿
WCDMA
CDMA2000
3GPP2
EV-DO Release A EV-DO Release B 3X、6X、9X ……（多载波）
Long Term Evolution：可以保持4年以上的竞争力 3GPP
LTE：革命！
3GPP2
UMB：革命！
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TD-SCDMA后续发展与标准化
移动性
1985 1995 2000 2005
• 美国高通公司是将CDMA技术民用化的创始者。 • 由高通公司制订的IS－95窄带CDMA被认定为国际上 第一个CDMA的使用标准。
CDMA的优点：
• • • • • 频谱效率高（GSM的3～4倍）； 话音质量好； 掉话率低； 基站覆盖面广等优点； 保密性好；
25
第三代移动通信系统
第三代移动通信3G：
N-CDMA系统
典型代表
目标
过渡代（2.5G）
第三代（3G） 第四代（4G）
高速传输
全球漫游，高质量多媒体业务， 系统容量、管理能力、保密性 和服务质量均有很大改善 高速率，各种数据话音业务，全 IP，多协议，新技术
GPRS, CDMA20001X系统
欧洲WCDMA系统，北美 CDMA2000系统，中国TDSCDMA系统 LTE-A
第二阶段从40年代中期至60年代初期公用移动通信业 务开始问世。
• 根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在 圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称 为“城市系统”。 • 这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡， 接续方式为人工，网络容量较小。
14
移动通信
第三阶段从60年代中期至70年代中期。 • 美国推出了改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz 和450MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线 频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。 第四阶段从70年代中期至80年代中期。 • 这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔实 验室研制成功先进移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝 状移动通信网。1983年，首次在芝加哥投入商用。 • 日本，英国，瑞典等国也各自开发了自己的系统。 • 这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统， 并在世界各地迅速发展。
802.11/WiFi 300kbps-10Mbps
数据速率
<100Mbps 100M-1Gbps
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29
因特网的发展
1958年：艾森豪威尔总统意识到成立“美国国防部高级 研究计划署”(ARPA)的必要性，以保持美国在 技术前沿位置 1962年：克列因若克(Leonard Kleinrock)发明束交换技术 1963年：先进研究工程局计算机研究组组长利克莱德尔(JCR Licklider)提出全球网络设想 1967年：罗伯特(Larry Roberts)发表论文，提出建立ARPA 网的建议 1968年：美国国防部开始开发ARPANET 1969年：ARPANET在加州大学公诸于众 1972年：汤姆林森(Ray Tomlinson)推出电子邮件