通信概论知识点梳理

精品文档精品文档--------------------------------------------------------------------------------------------------------精品文档----------------------------------------------------普通电话线路带宽约3KHz，在保证不失真的情况下，其最大码元速率是多少？如果采用16进制调制方式，最大信息传输速率是多少？根据P18的公式2.1有：RB=2fN=2BN则有：RB＝2×3＝6KB如果采用16进制调制方式，根据P11的公式1.3有：Rb=RBlog2N则有：Rb＝RBlog2N=6×log216＝24Kb/s答：最大码元速率是6KHz。最大信息传输速率是24Kb/s设在200µS内传输了500个二进制码元，求比特率是多少？如果在10S内有8个误码，其误码率是多少？解：RB=500×106÷200＝2.5×106BRb=RBlog2N＝2.5×106bit/sPe=8/(10×2.5×106)=3.2×10-7＝3.2×10-5％答：比特率是2.5×106bit/s。如果在10S内有8个误码，其误码率是3.2×10-5％。12分）1.空分交换——在数字交换网络中，任一输入线与任一输出线（或任一复用线与任一复用线）之间的信息交换，称为空分交换。2移动通信——移动通信是指通信的双方，至少有一方是在移动中进行信息交换的。3.分组交换——分组交换是用分组来传输和交换信息的。它是将用户传送的数据划分成一定长度，每个部分叫一个分组，在每个分组的前面加一个分组头。4．多址连接——多址连接是指在卫星的覆盖区内，各地球站通过同一个卫星，能同时实现多个方向多个地球站之间相互联系通信的一种方式。5同步卫星——卫星的运转周期与地球自转周期相同，与地球上任一点都保持相对静止这样的卫星称为同步卫星2、什么是WAP技术？它有什么特点？答：WAP技术是将移动电话与互联网结合起来，使人们可以通过移动终端随时随地的接入互联网，它是专门为窄带宽、高延时、小屏幕、有限存储容量、低处理能力的无线环境量身定做的。它的特点是：（1）独立于网络标准（可以在GSM、GPRS、CDMA上运行）（2）适用于无线数据的传输机制。（3）开放的标准，独立于生产厂商。（4）WAP可以从服务器上下载应用，能快速提供新的服务。（5）移动互联网可以通过掌上服务，把用户和互联网结合在一起。3、GPRS是什么？它有什么优点？GPRS服务会怎样收费？答：GPRS是通用分组无线业务，它是GSM标准化组织制定的一套标准，以实现移动分组数据业务。GPRS的优点是：①速度快。最高可达171Kbit/s，支持IP，与数据网络建立连接的时间仅几秒钟。②利用率高。GPRS具有按需分配频率资源和网络传输资源，用户时间利用率高，资金利用率高。③GPR可以充分利用现有的无线网络覆盖，投资少，功能强。GPRS服务是按流量计费的。4、简述卫星通信系统的基本工作过程。答：地球站A与地球站B传送电话信号的卫星通信系统基本工作过程如下：（1）当甲地用户与乙地用户通话时，要把甲地的市内通信线路送来的电话信号在发端地球站A的终端设备中进行多路复用，成为多路复用电话的基带信号，在发信设备的调制器中对中频载波（如70MHz）进行调制、中频滤波，然后再由发信设备进行上变频，把70MHz的已调波变换成微波载频（f1）的已调波。载频为f1的已调波在经射频功率放大送入地球站A的发射天线发向空间的通信卫星。（2）通信卫星把经天线接收的信号首先进行低噪声放大，然后变成另一微波载频（f2）的已调波，在经卫星发信机功率放大，再由卫星发射天线发回接乙地收地球站B。（3）接收地球站B将收到卫星发回的微弱信号用高增益天线接收后首先由地球站B接收设备的低噪声放大器进行放大，在将载频为f2的已调波进行下变频，变成载频为中频（如70MHz）的已调波后，再中频滤波、解调成为多路复用的基带信号，该信号再终端设备中进行多路分解后，经市内通信线路送给收端用户。5、试画出光波分复用（WDM）系统的示意图，并简述其基本原理。答：光波分复用（WDM）系统的示意图如下：波分复用是将不同波长的光载波信号（携带各种类型的信息）在发送端经复用器（亦称会波器）汇合在一起，并藕合到光线路的同一根光纤中传输；在接收端经分波器（亦称解复用器或去复用器）将各种波长的光载波分离后由光接收机相应的处理而恢复原信号，如图所示。二、名词解释1.解调:从已调信号中恢复出原调制信号的过程。2.扩频:扩展频谱通信（简称扩频通信）技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，并用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。3.信息：消息中的有效，其含量用信息量衡量。或以适合于通信，存储或处理的形式来表示的知识或消息4.复用：多个用户同时使用同一信道进行通信而不互相干扰。5.蓝牙技术：蓝牙（BlueTooth）是一种短距离无线通信技术，是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。其使用跳频（FH／SS）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等先进技术，在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。6.调制：调制是将基带信号的频谱搬移到某个载频频带再进行传输的方式。7.基带：基带是由消息转换而来的原始信号所固有的频带。8.接入网：由核心网和用户驻地网之间的所有实施设备与线路组成，是为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经维护管理（Q3）由电信管理网进行配置和管理，主要接口包括：用户网络接口（UNI）、业务节点接口（SNI）和维护管理接口（Q3）。三、简答题1.简述多普勒频移移动台（如超高速列车、超音速飞机等）的运动达到一定速度是，固定点接收到的载波频率将随运动速度不同而产生不同的频移，即产生多普勒效应3.简述MPLS的基本概念MPLS协议的关键是引入了标记（Lable）的概念。标记是一种短的易于处理的、不包含拓扑信息、只具有局部意义的信息内容。4.简述统计时分复用的概念。采用动态分配或按需分配资源的方式可以克服预分配资源方式的缺点，即当用户有数据需要传输是才分配线路资源，而当用户没有数据传输时，信道资源可以为其他用户所用，该方式成为统计时分复用。消息与信息的关系消息是信息的表现形式，而信息是消息中所包含的有意义的内容。2．信号的时域和频域特性信号的时域特性和频域特性分别从时间和频率两个角度对同一个信号的描述。通过“傅里叶分析理论”实现时域与频域的相互转换。3．信号的带宽一个信号所包含的最高频率fh与最低频率fl之差，称为信号的带宽，它反映了信号所拥有的频率范围。4．电平通信中常用电平表示某点信号的强弱，它是一个相对的概念。某点的功率电平定义为该点信号的功率与一个基准参考点的功率的比值。7．通信系统可分为信源、发送设备、传输媒介（信道）、噪声源、接收设备和信宿。信源的作用是把各种消息转换成原始电信号。发送设备的任务是把信源发出的原始电信号变换成适合在传输媒介上传输的传输信号，即完成信源与传输媒介之间的匹配。传输媒介用以传送信息。噪声源不是人为加入的设备，而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的。接收设备的作用是完成发送设备的反变换处理，以便恢复原始电信号。信宿的作用是将原始电信号转换成相应的消息。8．通信系统的质量指标（1）主要指标一个是有效性（指信息传输的速度），另一个是可靠性（指信息传输的质量）。对于数字系统，有效性可用传输速率来度量，传输速率一般用码元传输速率（传码率）和信息传输速率（传信率）表征。可靠性可用差错率来度量，一般用误码率和误信率表征。（2）码元传输速率、信息传输速率、误码率、误信率9．通信系统的分类及传输方式（1）按传输媒介可以分为有线通信系统和无线通信系统两大类。如微波中继通信系统、短波通信系统、卫星通信系统、移动通信系统都属于无线通信系统；而光纤通信系统属于有线通信系统。（2）根据传输媒介（信道）中传输的信号不同，可分为：模拟通信系统与数字通信系统模拟通信系统：信道中传输的是模拟信号。数字通信系统：信道中传输的是数字信号。（区分是模拟通信系统还是数字通信系统的标准是信道中传输的是什么信号）。根据基带信号的不同种类，数字通信可以分为两类：数据通信和模拟信号数字化通信。数字通信系统的特点（至少掌握三点）：1）抗干扰能力强。在中继通信中，数字信号通过再生，可以消除噪声积累；2）传输差错可以控制。通过信道编码技术使误码率降低，提高传输质量；3）占用较宽频带：同样一路电话信号，模拟系统需要4kHz带宽而数字系统需要64kHz；4）易于加密处理，且保密性强；5）技术较复杂（3）按照消息传递的方向与时间的关系，通信可以分为单工；半双工；全双工。单工通信是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道。半双工通信是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发。全双工通信是指通信双方可以同时进行收发消息的工作方式。（4）按收、发双方保持步调的方法，通信分为异步传输和同步传输。异步传输：收发双方的时钟各自独立并允许有一定的误差。同步传输：要求双方时钟严格一致。为求收发时钟严格一致，发送方的编码中隐含着供接收方提取的同步时钟频率。异步传输和同步传输的区别：1）异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧；2）异步传输对时钟要求较低，技术简单，但需要很多起始位和终止位，所以效率低，主要适用于低速数据传输。同步传输对双方时钟要求较高，技术实现较为复杂，但具有较高的传输效率，常用于高速数据传输。10．多路复用技术所谓“复用”，指将若干个彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的信号。多路复用可以提高线路利用率。多路复用技术可以分为频分复用系统（FrequencyDivisionMultiplexing，FDM，不用的信号占用不同的频率段进行传输）；时分复用系统（TimeDivisionMultiplexing，TDM，不用的信号占用不同的时间段进行传输）；码分复用系统（CodeDivisionMultiplexing，CDM，不用的信号占用不同的地址码进行传输）。11．调制与解调调制（modulation）就是用基带信号去控制高频载波的某个参数，使其随着基带信号的变化而变化。调制两点目的：（1）把基带信号调制成适合在信道中传输的信号；（2）实现信道的多路复用，提高线路利用率。原基带信号称为调制信号，高频信号称为载波信号，经过调制后的信号称为已调信号。第4章光纤通信系统主要内容光纤通信系统一、主要内容1．光的本质：光波是一种频率较高的电磁波，紫外线、可见光、红外线都属于光波。光通信：凡是利用光波作为载波的通信方式，均称为光通信。光纤通信：采用光导纤维（光纤）作为传输媒介的光通信。光纤通信的特点（至少掌握三点）：（1）频率高，频带宽，传输容量大；（2）损耗小、中继距离长；（3）保密性能好，泄露小；（4）抗干扰能力强；（5）线径细，重量轻；（6）不怕高温，防爆、防火性能强；（7）成本低、寿命长。2．光纤的结构和导光原理光纤由纤芯、包层和涂敷层三部分组成，核心部分是纤芯和包层，称为裸光纤。纤芯和包层的材料都是高纯度SiO2，并掺杂有微量的其他材料。对纤芯的掺杂是为了提高光折射率，对包层的掺杂是降低光折射率。纤芯的折射率比包层稍高。2．光纤的结构和导光原理光纤由纤芯、包层和涂敷层三部分组成，核心部分是纤芯和包层，称为裸光纤。纤芯和包层的材料都是高纯度SiO2，并掺杂有微量的其他材料。对纤芯的掺杂是为了提高光折射率，对包层的掺杂是降低光折射率。纤芯的折射率比包层稍高。光纤的导光原理：利用光的全反射来传输光信号。因此必须使得纤芯为光密媒质，而包层为光疏媒质，使进入光纤的光有可能全部限制在纤芯内部传输。3．光纤的类型（1）按折射率分布不同，光纤可以分为阶跃型光纤（Step-IndexOpticalFiber，SIF）和渐变型光纤（Graded-IndexOpticalFiber，GIF）。在阶跃型光纤中，纤芯和包层的折射率各自沿半径方向保持一定，且在纤芯和包层交界处折射率呈阶跃型变化。在渐变型光纤中，纤芯的折射率随半径增大而逐渐减小，包层的折射率保持均匀，并且在纤芯与包层的交界处，两者的折射率相等。（2）按传输模式不同，光纤可以分为多模光纤和单模光纤。多模光纤是指能传输多个模式的光纤，其折射率可以是阶跃型也可以是渐变型，单模光纤是指光纤中只传输一种模式的光纤，其折射率分布为阶跃型的。（3）按使用波长分类：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤等短波长光纤是指波长为850nm的光纤。长波长光纤是指波长为1310nm的光纤。超长波长光纤是指波长为1550nm的光纤。微波通信是指利用微波作为载波的通信技术。微波是指频率在300MHz~300GHz无线电波。根据波长或频率的不同，微波可以分为分米波（UHF）、厘米波和毫米波。微波通信的分类：微波中继通信、卫星通信、移动通信、散射通信。3．微波中继通信微波中继通信：借助于地面架设的微波中继站进行远距离通信的一种通信方式，又称为微波接力通信。微波中继通信只是微波通信的一种。为什么地面微波通信需要使用中继？（1）传播有损耗（2）微波的直线传播和地面的曲面表面。微波中继通信的特点（至少掌握三点）：（1）频带宽，容量大；（2）受外界干扰影响小；（3）天线增益高，方向性强；（4）通信灵活性大；（5）投资少，见效快4．微波的视距传播特性（2）等效地球半径对于不同高度的大气，随着压力、温度和湿度不同，大气的折射率也不同。因此实际电磁波传播时会不断地发生折射现象，使得传播轨迹不是直线而是曲线。如果按照电磁波的曲线传播轨迹来进行有关分析和计算，将带来极大不便，因此人为引入等效地球半径的概念。引入等效地球半径的概念后，大气折射的最后效果可以看成电磁波在一个等效半径为0RKRe的地球上空沿着直线传播，K为等效地球半径系数。5．微波中继通信系统（1）系统组成微波站可分为终端站、中继站、分路站和枢纽站四种。终端站是处于微波线路两端的微波站，是系统的终端。中继站是线路的中间转接站，只对微波信号进行放大和转发，不能上、下话路（插入或分出信号）。分路站除了具有中继站的功能外，还可以实现上、下话路。当要实现两个方向以上的分出或插入微波信号时需要枢纽站。（2）微波波道及其频率配置微波波道：一套对通的微波收发信机构成的一条微波通信通道。常见的有两种频率配置：单波道频率配置，多波道频率配置。多波道频率配置的两种配置：交错制和分割制。第6章卫星通信一、主要内容1．概念卫星通信是指利用人造卫星作为中继站，以实现两个或多个地球站之间通信的一种无线通信方式。卫星通信使用微波频段，频率分配：C波段（6/4GHz）；Ku波段（14/12GHz）；Ka波段（30/20GHz）。卫星通信的特点（至少掌握三点）：（1）覆盖区域大，通信距离远；（2）频带宽，通信容量大；（3）便于多址连接；（4）通信质量好，可靠性高；（5）通信机动灵活；（6）电路使用费用与通信距离无关2．卫星的分类（1）按卫星的结构分类可分为无源卫星和有源卫星两类.无源卫星：没有任何电子设备，通过其金属表面对无线电波进行反射来完成中继任务。有源卫星：一般采用太阳能电池和化学能电池作为能源,这种卫星装有收、发信机等电子设备.（2）按卫星的运行轨道分类赤道轨道卫星：其轨道平面与赤道平面重合。极轨道卫星：其轨道平面与赤道平面垂直，这种卫星穿过地球南、北两极上空。倾斜轨道卫星：其轨道平面相对于赤道平面是倾斜的。（3）按卫星离地面最大高度分类低轨卫星（LowEarthOrbitSatellite，简称LEO）：h<5000km，运行周期为2~4小时。中轨卫星（MiddleEarthOrbitSatellite，简称MEO）：5000km