现代通信技术
现代通信技术简介
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历史：
1492年哥伦布发现了新大陆，但派他去探险的西班 牙皇后半年后才得此消息。然而，在1969年7月20日美 国“阿波罗” l1号把人类第一次送上月球时，仅在1.3 s 内，这一振奋人心的消息就传遍了全世界。自20世纪50 年代以来，半导体技术和电子计算机技术的迅速发展，开 创了现代通信技术的新纪元。那么，现代通信技术包含哪 些技术？现代通信手段有哪些？
三、GPS全球定位系统
GPS是 “全球定位系统”。它由人造卫星、地面监 控系统以及用户手中具有接收和发送功能的仪器三部分组 成。使用全球定位系统时，人造卫星、地面监控系统和用 户手中的接收器确定用户在地球上所处的相对位置，并将 结果返回给用户，这样用户就可以知道自己所处的位置了。
信息化是社会发展的必然趋势，而光通信和光网络则 是未来通信网的必然选择。目前通信领域有三个发展趋势： 一是无线通信；二是通信网络，尤其是因特网的具体应用； 三是光网络的基础建设，可以使网络速度更快、容量更高、 使用更方便、价格更便宜。
3. 移动通信 移动通信又称无线通信，如随身携 带的对讲机 、移动电话等。移动通信使用的无线电波频率 一般在1～40 GHz之间(属微波段)。目前，常用的有无线 寻呼系统、蜂窝式移动电话通信系统等无线通信系统。
通信卫星按运行轨道分为同步轨道通信卫星和低轨道通 信卫星。同步轨道通信卫星是在地球同步轨道上运行的。 因为与地球的运转同步，所以在地球上任何一点看到的通 信卫星都是相对静止的。
2. 光纤通信 激光在光导纤维中传输有两大特点： 一是能量损失极少；二是带频极宽。用很小的功率(大约几 个毫瓦)的激光源，以一根很细(直径为二万分之一米以下， 比头发丝还细)的光导纤维为信道, 就可以传输几千几万路 的电话。
现代通信技术导论笔记
现代通信技术导论笔记
【原创版】
目录
1.现代通信技术的概念与分类
2.现代通信技术的发展历程
3.现代通信技术的主要特点
4.现代通信技术的应用领域
5.现代通信技术的未来发展趋势
正文
【1.现代通信技术的概念与分类】
现代通信技术是指在现代社会中，用于传递信息的技术手段。
它包括了多种技术，如电话、电报、传真、电视、广播、卫星通信、光纤通信等。
现代通信技术可以根据传输媒介的不同，分为有线通信和无线通信两大类。
【2.现代通信技术的发展历程】
现代通信技术的发展历程可以追溯到 19 世纪初，随着电报、电话等通信方式的出现，通信技术开始迅速发展。
20 世纪中后期，无线通信、
卫星通信、光纤通信等技术的出现，使得通信技术进入了一个新的发展阶段。
【3.现代通信技术的主要特点】
现代通信技术的主要特点包括高速、高效、高可靠性和全球化。
高速指的是通信速度快，信息传递及时；高效指的是通信成本低，效益高；高可靠性指的是通信系统稳定，不易出现故障；全球化指的是通信技术使得全球各地的信息传递变得更加方便。
【4.现代通信技术的应用领域】
现代通信技术在各个领域都有广泛的应用，如在商业领域的电子商务、远程办公；在教育领域的网络教育；在医疗领域的远程医疗等。
【5.现代通信技术的未来发展趋势】
随着科技的发展，现代通信技术将会有更大的发展空间。
未来的通信技术将会更加智能化、集成化、高速化和安全化。
现代通信技术应用案例
现代通信技术应用案例
现代通信技术已经广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用案例：
1. 移动通信：移动通信技术已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，包括手机、平板电脑、智能手表等设备都可以通过移动通信网络进行通信和数据传输。
2. 互联网：互联网是现代通信技术的重要组成部分，它可以让人们在世界各地进行快速的数据传输和信息共享，包括电子邮件、在线聊天、视频会议、在线购物等。
3. 物联网：物联网是一种将物理设备与互联网连接起来的技术，通过通信技术实现设备之间的互联互通，包括智能家居、智能城市、智能交通等。
4. 卫星通信：卫星通信技术可以实现全球覆盖的通信网络，包括卫星电视、卫星电话、卫星导航等。
5. 5G通信：5G通信技术是当前通信技术的重要发展方向，它可以实现更快的数据传输速度、更低的延迟和更大的网络容量，将会推动物联网、自动驾驶、虚拟现实等领域的发展。
总之，现代通信技术已经深入到人们的日常生活和各个行业中，它不仅为人们带来了便利和效率，还将继续推动社会的发展和进步。
现代通信技术的定义
现代通信技术的定义现代通信技术是指利用现代电子技术、计算机技术以及相关的基础理论，实现信息传输、交换、处理等功能的技术体系。
1. 信息传输方面- 涵盖了多种传输介质和方式。
例如，通过光纤进行高速、大容量的数据传输。
光纤通信利用光在光纤中的全反射原理，将携带信息的光信号在光纤中进行远距离传输。
由于光的频率高，所以光纤通信能够提供极大的带宽，满足现代社会对海量数据传输的需求，如互联网数据中心之间的数据交互、高清视频的长距离传输等。
- 无线通信也是现代通信技术传输的重要组成部分。
像我们日常使用的移动通信技术（如4G、5G），通过无线电波在空气中传播信息。
4G技术实现了移动宽带化，让用户能够流畅地观看视频、进行视频通话等；而5G技术更是将传输速度提升到了一个新的高度，其峰值速率可达10 - 20Gbps，能够支持物联网、自动驾驶等对低时延和高带宽要求极高的应用场景。
2. 信息交换方面- 现代通信网络中的交换机起到了关键的信息交换作用。
在传统的电路交换网络中，交换机根据呼叫请求建立连接，在通信期间为通信双方独占物理线路，就像打电话时，电话交换机为通话双方建立起一条专用的电路通道，直到通话结束。
而现代的分组交换网络则不同，它将数据分成一个个小的分组（Packet）进行传输，每个分组独立地在网络中寻找路径到达目的地，然后再重新组合成原始数据。
这种方式提高了网络资源的利用率，例如在互联网中，数据以分组的形式在路由器等网络设备间进行交换，使得多个用户可以共享网络资源。
3. 信息处理方面- 现代通信技术包含了对信息的编码、加密、压缩等处理操作。
编码技术用于将原始信息转换为适合在通信信道中传输的信号形式。
例如，在数字电视广播中，视频和音频信号经过编码后才能通过无线或有线网络进行传输。
加密技术则是为了保证信息的安全性，防止信息在传输过程中被窃取或篡改。
如在网上银行交易中，用户的账户信息和交易数据会经过加密处理后再在网络中传输。
现代通信技术专业课程表
现代通信技术专业课程表摘要：一、现代通信技术专业概述二、现代通信技术专业课程设置1.基础课程2.专业核心课程3.实践课程4.选修课程三、现代通信技术专业发展方向四、现代通信技术行业前景分析五、如何规划学习现代通信技术专业正文：现代通信技术专业是一门涵盖广泛、实用性强的专业，旨在培养具备现代通信技术基础理论和实践能力的高素质技术技能人才。
本文将从专业概述、课程设置、发展方向、行业前景分析和学习规划五个方面进行全面介绍。
一、现代通信技术专业概述现代通信技术专业主要研究现代通信技术的基本理论、原理和应用，涉及信号与系统、数字信号处理、通信原理、信息与通信工程等多个领域。
毕业生将具备通信系统设计、调试、维护和管理的能力，可在通信行业及相关领域从事技术研发、工程管理等工作。
二、现代通信技术专业课程设置1.基础课程：包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学英语等课程，为学生打下扎实的数学和英语基础。
2.专业核心课程：包括信号与系统、数字信号处理、通信原理、电磁波与天线、移动通信、光纤通信等课程，培养学生掌握现代通信技术的基本理论和实践技能。
3.实践课程：设置有多门实验课程，如信号与系统实验、通信原理实验、移动通信实验等，让学生在实际操作中提高实践能力。
4.选修课程：包括网络与信息安全、数字图像处理、卫星通信、通信网与交换原理等课程，拓宽学生的知识面，提高综合素质。
三、现代通信技术专业发展方向现代通信技术专业发展方向主要有五个方向：无线通信、光纤通信、网络通信、卫星通信和移动通信。
学生可根据个人兴趣和市场需求选择研究方向。
四、现代通信技术行业前景分析随着信息技术的迅速发展，现代通信技术在各行各业中的应用越来越广泛。
未来，5G、物联网、大数据等领域的发展将为现代通信技术专业毕业生提供广阔的就业前景。
据国家统计局数据显示，我国通信行业市场规模持续扩大，对通信技术人才的需求不断增加，现代通信技术专业毕业生就业前景看好。
现代通信技术的发展现状及发展方向
现代通信技术的发展现状及发展方向1. 现代通信技术的发展现状现代通信技术在过去几十年里取得了巨大的进步和发展。
以下是现代通信技术的一些主要发展现状：1.1 移动通信技术移动通信技术是现代通信技术的重要组成部分。
目前，全球范围内广泛使用的移动通信技术包括2G、3G、4G和5G。
这些技术的发展使得人们能够通过手机、平板电脑等设备进行语音通话、短信发送和互联网访问。
5G技术的出现将进一步提高通信速度和容量，并为物联网、自动驾驶等新兴应用提供支持。
1.2 光纤通信技术光纤通信技术是一种基于光纤传输信号的通信技术。
相比传统的铜线传输，光纤通信技术具有更高的传输速度和更大的带宽。
目前，光纤通信技术已经广泛应用于电信网络、有线电视和互联网接入等领域。
1.3 无线传感器网络无线传感器网络是一种由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络。
这些传感器节点可以感知和收集环境中的各种数据，并通过无线通信将数据传输到中心节点或其他节点。
无线传感器网络在农业、环境监测、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
1.4 云计算和大数据云计算和大数据技术的发展为通信技术提供了更强大的支持。
云计算使得用户可以通过互联网访问存储在远程服务器上的数据和应用程序，而无需在本地设备上进行安装和维护。
大数据技术则能够处理和分析海量的数据，为用户提供更准确、个性化的服务。
2. 现代通信技术的发展方向现代通信技术在不断发展的同时，也面临着一些挑战和机遇。
以下是现代通信技术的一些发展方向：2.1 5G技术的商用化5G技术是当前通信技术领域的热点和重点研发方向。
5G技术将提供更高的通信速度、更低的延迟和更大的容量，为人们提供更好的通信体验。
目前，全球各国都在积极推进5G技术的商用化进程，并加大对相关设备和应用的研发投入。
2.2 物联网的发展物联网是指通过互联网将各种物体连接起来并实现信息交换的网络。
随着传感器技术、通信技术和云计算技术的不断进步，物联网的应用领域将越来越广泛，包括智能家居、智能交通、智能制造等。
现代通信技术案例
现代通信技术案例
现代通信技术案例：
1. 5G通信技术：5G通信技术是当前最新的移动通信技术标准，相比于前一代技术，5G通信技术具有更高的数据传输速度、更低的延迟和更大的网络容量。
5G技术的应用场景非常广泛，包括智慧城市、自动驾驶、远程医疗等。
2. 卫星通信技术：卫星通信技术是指利用人造地球卫星作为中继站实现多个地球站之间的通信。
卫星通信技术可以实现全球覆盖，具有通信距离远、可靠性高等优点。
3. 量子通信技术：量子通信技术是一种新型的通信方式，它利用量子力学的原理进行信息传递。
量子通信技术具有高度的安全性，能够实现绝对安全的密钥分发和通信保密。
4. 物联网技术：物联网技术是指通过互联网将各种物理设备连接起来，实现智能化管理和控制的一种技术。
物联网技术的应用场景非常广泛，包括智能家居、智能交通、智能医疗等。
5. 云计算技术：云计算技术是一种基于互联网的计算方式，它通过虚拟化技术将硬件资源（如服务器、存储设备等）和软件资源（如操作系统、应用程序等）集中起来，提供弹性的服务。
云计算技术的应用场景非常广泛，包括企业级应用、大数据分析、人工智能等。
以上是现代通信技术的几个案例，这些技术的应用正在改变着人们的生活和工作方式。
随着科技的不断进步和创新，相信未来会有更多令人惊叹的通信技术应用出现。
现代通信技术的发展现状及发展方向
现代通信技术的发展现状及发展方向引言概述：随着科技的不断进步，现代通信技术在过去几十年间取得了巨大的发展。
从最初的电话通信到如今的移动互联网，通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文将从五个方面详细阐述现代通信技术的发展现状及未来发展方向。
一、无线通信技术的发展现状及未来方向1.1 4G技术的发展：4G技术的推出使得移动通信速度大幅提升，用户可以更快地下载和上传数据。
同时，4G技术也支持更多的设备连接，为物联网的发展奠定了基础。
1.2 5G技术的前景：5G技术是未来通信技术的重要发展方向。
它将进一步提高通信速度和容量，实现更低的延迟和更稳定的连接，为人们提供更好的通信体验。
1.3 6G技术的研究：虽然5G技术还未完全普及，但已经有一些研究机构开始探索6G技术的可能性。
6G技术有望进一步提升通信速度和容量，实现更多智能设备的互联互通。
二、光纤通信技术的发展现状及未来方向2.1 光纤通信的优势：光纤通信具有大带宽、低损耗和高速度的优势，已经成为主要的通信传输媒介。
光纤通信技术的快速发展使得人们可以更快地传输数据和信息。
2.2 光纤通信技术的改进：为了满足日益增长的通信需求，光纤通信技术不断进行改进。
例如，采用多核光纤技术可以进一步提高传输速度和容量。
2.3 光无线通信技术的研究：光无线通信技术是未来的发展方向之一。
通过将光纤和无线通信技术相结合，可以实现更快速的宽带接入和更广覆盖的通信网络。
三、云计算与大数据技术的发展现状及未来方向3.1 云计算的应用：云计算技术已经广泛应用于各个领域，例如在线存储、数据分析和人工智能。
云计算提供了强大的计算和存储能力，为各种应用提供了支持。
3.2 大数据的挑战与机遇：大数据技术的发展使得人们可以处理和分析海量数据，从中获取有价值的信息。
然而，大数据也带来了数据隐私和安全等方面的挑战。
3.3 云边协同技术的研究：为了更好地支持大数据的处理和分析，云边协同技术成为了研究的热点。
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至公用电话网
手持机
移动电 话局
基站
公用移动电话系统结构示意图
2.移动通信网的区域覆盖 移动通信网的覆盖方式一般分为小容量的大区制 和大容量的小区制两类。 大区制:是指一个基站覆盖整个服务区。
小区制:将整个服务区划分为若干个小区,每一小 区设一基站,负责与小区内所有移动用户台无线通信。
3.GSM移动通信系统 当前GSM通信系统应用广泛，它主要采用了时分 多址(TDMA)技术。 TDMA的基本想法是系统中各移动台占用同一频 道，但占用不同的时隙。各移动台只在规定的时隙内 发送信号，这些信号通过基站的控制在时间上依次排
卫星
地面通信 网络
地面站
地面站
卫星通信系统示意图
地面通信 网络
卫星通信系统根据轨道的不同可分为同步轨道 和中、低轨道系统，但系统基本结构相同。
卫星 (空间系统)
跟踪遥测 监控 指令系统 管理系统
地面站 系统
…
地面站 系统
通信业务 控制中心
卫星通信系统结构示意图
同步轨道是卫星处于地球赤道上空 35860 km处 的圆形轨道,卫星在这个轨道上绕地球一周的时间恰 好为24h，卫星与地球处于相对静止状态，两者同步 运行，这种卫星也称为地球同步卫星。
列，互不重叠；同样，各移动站只要在指定的时隙内 接收信号，就能从各路信号中把发给它的信号分出来。
移动台 基站
基站 移动台
MS BS
间隔20MHz
BS MS
890 900 910 915MHz
(a)
1
123
200kHz … 200kHz
935 940 950 960MHz
124 200kHz
25MHz
现
代
现代通信技术概述
通 通信实际上是由一地向另一地传送含有信息的消
信 息。通信中所传递的消息，有各种不同的形式，如
技 术 概
符号、文字、语言、数据等，因而根据所传递消息 的类别，在通信业务上中分为电报、电话、数据传
述 输及可视电话等。
信息
信号
信号
信息
信源
发信器
传输线路
受信器
信宿
干扰/噪声 通信系统的一般框图
其他国际局
国际局
长途/汇 接局
长途/汇 接局
本地市 话局
…
本地市 话局
本地市 话局
…
…
电话网络的一般结构
本地市 话局
…
二、程控交换机
交换机可分为局用交换机和用户交换机两类。局 用交换机用于所辖区域内用户电话的交换和局间电话 的交换一般的端局和汇接局内采用的都是局用交换机。 用户交换机也称小交换机，用于单位内的电话交换以 及内部电话与公用电话网的连接。
(2)损耗低、中继距离远 目前制造的石英玻璃纤维丝纯净度极高, 故其损 耗极低。从而在通信线路中可以减少中继站数量, 可 以达到100km以上的无中继传输距离。同样速率的同 轴电缆通信，无中继站距离仅为1.6km左右。 (3)抗干扰能力强、无串话 光纤是非导体、无电感，不受电磁干扰。因而 在光纤通信中就不存在串话现象。
一、电话交换网
电话交换网由电话终端设备、传输链路和电话机交 换设备三个基本部分组成。
电话终端设备即为电话机，是电话网的源点和终点。 终端设备的主要功能是把传送的话音信息和在信道上 传送的电信号相互转换，此外还能发出和接收控制信 息。
传输链路是网络节点的连接媒介，是信号与信息的 传输通路； 电话交换设备是电话网中的核心，它的 基本功能是完成话音信息汇集、转接续和分配。
3G网络有以下特点： (1)第二代移动通信系统一般为区域或国家标准， 而第三代移动通信系统将是一个在全球范围覆盖和使 用的系统。
(2)具有支持多媒体业务能力，特别是支持inter_ net业务。
(3)快速移动环境，最高速率达144kbit/s；步行环 境，最高速率可达384kbit/s-2Mbit/s。
程控交换机可分为集中控制、分级控制和全分散 控制三种方式。
(a)集中控制方式：整个程控交换机的控制功能有 一对处理器来完成，虽便于控制，但一般要配备大型 处理器。
(b)分级控制方式：在程控交换机里配备若干个处 理器作为区域处理器来完成如监视用户摘、挂机等比 较简单重复的工作，减轻中央处理器的大量处理工作。
(b) 图24.2.3 GSM频段分配与频道划分
4. 第三代（3G）移动通信系统 随着用户对移动通信的不断需求, 它不断发展, 第 三代移动通信系统已被提出,它将取代目前的GSMh或 窄带CDMA系统。 3G系统网络划分为核心网和接入网。接入网负责 将用户通过无线通信手段接入核心网，核心网负责
提供业务、鉴权等服务。
频段名称
甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF)
甚高频(VHF) 特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EFH)
2.按照传输信号分类 数字通信系统 模拟通信系统
(1)数字通信系统
变换器
噪声源
信源
信源 编码
信道 编码
调制
信道
信宿
信源 解码
信道 解码
解调
反变换器
数字通信系统
信源编码:尽可能压缩冗余信息，使要发送的信息 量减少。
低频调 制信号
uM
AM
uA
调幅后 信号
高频载 波信号
uC
(b)调频方式
低频信号将导致高
频载波瞬时频率的变化。
两种调制方式 相比, 调频方式载 波幅度恒定，在传 输中抗干扰特性优 于调幅方式。
无线通信中频段的划分:
无线频段划分
波段名称
波长范围
频率范围
超长波 长波
10,000m~100 000m
1000~10 000m
现 一、通信系统的分类 代 通 1.按照传输媒质分类 信 (1)有线通信
技 消息的传输是用“导线”作为传输媒质来进行通
术 信的。
概
信号
信号
述
变换 网络接口
网络接口 变换
有线通道
将话筒的微弱电 信号进行放大， 使之符合一定的 标准要求。
将该信号继续进 行必要的转换， 使之符合网络或 信道的传输。
接收端进行 相反的转换 工作，恢复 原始信号。
在接收端收到已调制的高频信号时，要将有用的 低频语音信号分离出来(解调)，再经扬声器的声电转 换恢复为原始语音信号。由于信号较弱，在两端均有 放大环节。 调制方式分类：
幅度调制：也称调幅 (AM) 调制 角度调制 调频(FM)
调相(PM) (a)调幅方式
调幅方式是将低频信号“加”到高频载波信号 的幅度上。
中继线接口，通过局间的中继线与其它交换机联 结所传送的信号一般为多路复用信号，即频带信号。
(2)交换网络
交换网络的作用为话音信号提供接续通路并完成 交换过程。
(3)控制系统 控制系统的作用是对呼叫进行处理，并对交换机 的运行进行管理、监测和维护。
控制系统包括中央处理器(CPU)、扫描器、存储 器和输入/输出设备等。
1.程控交换机基本结构 程控交换机实质上是通过计算机的 “存储程序控 制” 来实现各种接口的电路接续、信息交换及其它的 控制、维护管理功能。基本结构如图：
用户电路
交
用
换
户…
网
线 用户电路
络
扫描与控 制接口
中继器 中 继 线
中继器
中央处理器
中央处理器
中央处理器
程控交换机的基本结构
(1)外围接口单元 外围接口单元包括模拟用户线电路(ALC)、数字 用户线电路(DLC)、模拟中继线单元(ATU)、数字中 继线单元(DTU)及各种其它接口单元。 用户线接口电路(简称用户电路)的作用是实现各 种用户线与交换网络直间的连接。
公用 电话网
无线寻呼中心 以及发射台
389574
发射台
389574
发射台
无线电寻呼系统结构示意图
寻呼中心与市公用电话网相连,市话用户要寻找外 出用户时,通过寻呼中心发出被呼用户的号码,用户的 接收机就显示呼叫用户的电话号码,以及简单的内容。
2. 公用移动电话系统 1. 公用移动电话系统的组成
车载台
分利用频率资源和信道设备。 4. 无绳电话系统
普通电话机 不能随便移动，
利用无绳电话
公用电话网
可以使打电话 手持机 的人在一定范
接续器
图24.2.4 无绳电话系统结构示意图
围内自由的移 动进行通话。
程控交换机
所谓程控，就是“存储程序控制”,设计者预先把电 话交换功能编制成相应的程序。存储在存储器中,当进 行电话接续时由程序的自动执行来控制交换机的操作， 已完成电话的接续任务。这种交换机成为程控交换机。
移动通信
移动通信是的现代通信中发展最为迅速的一种通 信手段，它是固定通信的延伸，也是实现人类理想通 信必不可少的手段。
一、无线电寻呼系统
无线寻呼系统(Radio Paging System)是一种单向 传输指令的选择呼叫系统，属于一种费用低廉，使用 方便，易于普及的个人移动通信业务系统。
1. 无线电寻呼系统
三、光纤通信
光纤通信与电缆通信相比具有容量大、传输距离 长、抗电磁干扰性能好，并可以大量节省有色金属。
光纤的全称是光导纤维，是用石英玻璃制成的纤维 丝(直径约0.1mm) 在实际应用上是几条或几百条光线 绞合成光缆其结构如图所示。
光纤
加强 构件
光纤
单位
塑料 光纤 骨架
加强
构件
光纤带
(a)层绞式
防热层
信道编码:针对信道的干扰和噪声，对要传输的信 息进行编码，提高信息传输的可靠性。
信道解码:负责按照编码规则进行检查和纠正错误。
信源解码:负责恢复原始信息。 (2)模拟通信系统