北京科技大学现代通信技术总复习ppt课件.ppt

总复习,现代通信技术,2,第1章 通信基础知识第2章 数字通信技术第3章 电话网技术第4章 数据通信技术第6章 多媒体通信技术第7章 无线通信技术第8章 下一代网络技术,3,通信基础知识,基本概念：通信，通信信号，通信信道，通信系统，通信网，协议通信信道恒参信道：有线信道、微波接力信道、卫星中继信道、微波散射信道等。变参信道：短波电离层反射信道、微波对流层散射信道等。,4,多径传播示意图,5,通信的工作方式,单工方式,半双工方式,全双工方式,6,信息传输方式,并行传输,串行传输,7,异步传输,同步传输,字符同步,帧同步,8,通信系统的组成及其分类模拟通信、数字通信和数据通信三者之间的区别与联系信源编码和信道编码各有什么作用？通信系统的主要性能指标模拟通信系统：有效传输带宽，输出信噪比数字通信系统：传输速率（码元传输速率、信息传输速率），频带利用率，传输差错率，信噪比,9,通信网的构成要素：终端设备、传输链路和交换设备。通信网的组网结构网状型网、网孔型网星型网复合型网总线型网树型网环型网线型网,10,通信网的分层结构,垂直描述,水平描述,11,一般通信网的质量要求 接通的任意性与快速性 信号传输的透明性与传输质量的一致性 网络的可靠性与经济合理性通信业务 模拟与数字视音频业务 数据通信业务 多媒体通信业务,12,OSI参考模型中传输层、网络层、数据链路层和物理层的功能标准化组织：ISO、ITU、IEEE、IETF、FCC现代通信技术的发展趋势通信技术数字化通信业务综合化网络互通融合化通信网络宽带化网络管理智能化通信服务个人化个人通信,13,数字通信技术,模拟信号数字化的常用方式PCM 抽样 量化 编码时分多路复用 位同步 帧同步,14,位同步的基本含义是收、发端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。在设计传输码型时，一般要考虑传输的码型中应含有发送端的时钟频率成分，这样，接收端从接收到的PCM码中提取发送端时钟频率来控制接收端时钟，就可以做到位同步。,位同步,15,帧同步,帧同步是为了保证收、发两端各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号。为了建立收、发两端的帧同步，需要在每一帧中的固定位置插入具体特定码型的帧同步码，这样，接收端只要能正确识别出这些帧同步码，就能正确识别出每一帧的首尾，从而正确区分出发送端送来的各路信号。,16,帧同步电路 PCM复用系统为了完成帧同步功能，在接收端还需要有两种装置：同步码识别装置：识别接收的PCM信号序列中的同步标志码的位置；调整装置：当收、发两端同步标志码位置不对应时，需对接收端进行调整，使二者的位置相对应。,17,不同步时输出误差校正信号,18,19,PCM30/32路系统,帧：抽样时各路信号每轮一次抽样的总时间（即开关旋转一周的时间，也就是一个抽样周期）内的全部信号构成的“图案”称为一帧。 路时隙：合路的PAM信号每个样值编码所允许占用的时间间隔。位时隙：1位码元占用的时间。,20,图2-9 PCM30/32路系统帧结构,同步：A1=0，A2=0失步：A1=1，A2=1,21,22,数字复接技术数字复接就是把2个或2个以上的分支数字信号按时分复用方式汇接成单一的复合数字信号。,23,24,同步复接和异步复接同步复接是用一个高稳定的主时钟来控制被复接的几个低次群，使它们的数码率统一在主时钟的频率上，这样就能达到系统同步的目的。异步复接是各低次群使用各自的时钟，这就使得各低次群的时钟速率不一定相等，因此先要进行码速调整，使各低次群同步后再实施同步复接。,25,同步复接的码速变换与恢复 为了满足在接收端分接的需要，并且使数字复接器、数字分接器正常工作 ，还需插入一定数量的附加码。 帧同步码 对端告警码 邻站监测和勤务联系等业务码 二次群数码率8.448Mb/s（4 2.112Mb/s） 一次群数码率2.048Mb/s 2.112Mb/s,26,异步复接的码速变换与恢复 一次群数码率2.048Mb/s 100b/s二次群数码率8.448Mb/s正码速调整 脉冲插入同步法的基本做法是人为地在各支路信号中插入一些脉冲，通过控制插入脉冲的多少来使各个支路信号的瞬时数码率达到一致。 正/负码速调整正/零/负码速调整,27,SDHSDH是指一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。SDH采用一套标准化的信息结构等级，称之为同步传送模块STM-N(N=1,4,16,),其中最基本的模块为STM-1,传输速率为155.520Mbps；将4个STM-1同步复用构成STM-4,传输速率为622.080Mbps，以此类推。SDH的最为核心的三大特点同步复用强大的网络管理能力统一的光接口和复用标准,28,SDH帧结构,29,SDH的基本复用映射结构由一系列基本复用映射单元组成，复用映射单元实际上是一种信息结构。SDH复用原理映射定位复用,30,说明复用和复接之间的关系。复用的过程是通过复用单元将多个用户的信号组成一个基本传输单元。复接是将多个基本传输单元组合成高一级的传输单元。复接可以看作是对用户信息复用后得到的信息传输单元的进一步复用。,31,电话网技术,基本概念 路由 路由选择 路由选择方式 固定选路方式 动态选路方式,32,信令的基本概念 通信系统中除了通信时的用户信息以外的各种控 制命令，它可以在指定的终端之间建立、维持和 解除通信信道，并维护网络本身的正常运行。信令的分类,33,信令网的组成和分类时隙交换和空分交换的原理时分接线器和空分接线器的工作方式程控数字交换机的构成话路子系统：数字交换网络、信令设备以及各种接口设备组成。控制子系统：处理机和存储器、外部设备和远端接口等部件组成。,34,N-ISDNISDN是以电话IDN为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，提供包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户能够通过一组有限的、标准的多用途用户-网络接口接入网内，并按统一的规程进行通信。基本特性：端到端的数字连接，综合业务，标准的用户-网络接口。,35,N-ISDN的主要功能,36,ISDN在用户-网络接口处向用户提供的信道类型B信道：速率是64kbit/s，用来传送用户信息。D信道：速率是16kbit/s或64kbit/s可以传送公共信道信令，这些信令用来控制同一接口上的B信道上的呼叫。当没有信令信息需要传送时，D信道可用来传送分组数据或低速的遥测、遥控数据。H信道：用来传送高速的用户信息，如高速传真、图像、高速数据、高质量音响和分组交换信息等。,37,N-ISDN的用户-网络接口基本接口2B+D，即由2条传输速率为64kbit/s的B信道和1条16kbit/s的D信道组成，它们时分复用在一对用户线上，用户可以用的最高速率是192kbit/s。基群速率接口基群速率接口是一次群速率接口，它有两种速率1.544Mbit/s和2.048Mbit/s。基群速率接口可用来支持H信道。,38,智能网最大特点是将网络的交换功能与控制功能相分离,39,智能网的概念模型,业务使用者,网络开发者,业务设计者,网络运营者,40,数据通信技术,数据是预先约定的具有某种含义的数字信号的组合，如数字、字母和符号等。数据通信指的是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息的通信方式，它可实现计算机与计算机、计算机与终端或终端与终端之间的数据信息传递。数据通信包括数据传输和数据传输前后的数据处理2方面的内容 。,41,数据通信系统的构成,42,数据信号及传输信道数据信号传输的基本方法 基带传输 频带传输 宽带传输 数字数据传输,43,差错控制噪声对信号的干扰是造成传输差错的主要原因，需要采取相关的差错控制技术予以解决，以提高传输的可靠性，满足通信质量的要求。差错控制编码是差错控制的核心，其基本思想是在待传送的信息码元序列中按照一定的规则插入一定数量的新码元（即监督码元），使原来彼此独立、不相关的信息码元序列经过变换后产生某种规律性或相关性，在接收端可以根据这种规律性来检查传输序列中的差错，乃至纠正差错。,44,差错控制编码的纠检错能力差错控制编码的能力与差错控制编码的特性有关汉明重量码间距离最小码距最小码距与编码的纠检错能力要检测e个错码，要求最小码距为dmin = e + 1要纠正t个错码，要求最小码距为dmin = 2t + 1 要纠正t个错码，同时检测e（et）个错码，要求最小码距为dmin = t + e + 1,45,差错控制方式,常用的差错控制码 奇偶校验码 矩阵码 循环码 卷积码,46,数据链路控制规程指的是数据链路的通信操作规则，其目的是在已经形成的物理电路上建立起相对无差错的逻辑链路，以便在DTE和网络之间、DTE和DTE之间有效可靠地传送数据信息。数据链路控制规程的主要功能：帧同步、差错控制、流量控制、数据链路管理。数据链路控制规程的种类 面向字符（字节）型传输控制规程：BSC 面向比特型传输控制规程：HDLC,47,面向字符（字节）型传输控制规程：BSC 规程特性 适用环境与操作方式 帧格式数据帧控制帧：正向控制帧、反向控制帧数据链路控制步骤：建立传输线路的物理连接；建立数据链路；信息传输阶段；拆除数据链路；切断物理连接。,48,面向字符比特型传输控制规程：HDLC 规程特性 站点类型：主站、从站、组合站 链路结构,49,面向字符比特型传输控制规程：HDLC 操作方式正常应答方式（NRM）异步响应方式（ARM）异步平衡方式（ABM）帧结构,50,数据通信的交换技术 电路交换、报文交换、分组交换的基本原理分组的传输方式 数据报方式 虚电路方式帧方式 帧中继 帧交换,51,52,数据网是以传输数据为主的网络，可以进行数据交换和远程信息的处理，其交换方式普遍采用存储-转发方式的分组交换。数据网分类DDN中没有交换设备，它采用数字交叉连接设备(DXC)作为数据传输链路的转接设备。广播式数据网中也没有交换设备，它采用多址访问技术来共享传输媒体。,53,以太网核心思想是利用共享的公共传输媒体。核心技术是CSMA/CD技术。CSMA/CD的工作规则如果媒体空闲，则传输；如果媒体忙，一直监听直到信道空闲，马上传输；如果在传输过程中检测到冲突，则立即取消传输；发生冲突以后，等待一段随机时间，然后再试图传输（重复第一步）。,54,以太网的协议结构,55,ATMATM信元,用于表征信元去向的逻辑地址、优先级等控制信息,用来承载来自不同用户、不同业务的信息,56,ATM信元结构,57,虚通路与虚信道,58,VP交换和VC交换,59,ATM交换基本原理,60,多媒体通信技术,媒体指的是信息的载体，是信息传输、交换和存取的基本手段和技术。多媒体通信技术特征 信息载体的多样性 集成性 交互性 同步性 实时性,61,多媒体通信体系结构,62,音频信息处理技术人耳朵的听觉特性 人耳对声音强弱的感觉 人耳对声音频率的感觉 人耳听觉的频响特性 人耳的听觉频带为20Hz 20kHz，在此频 率范围内的声音称为“可闻声”；高于20kHz的声音称为“超声”；低于20Hz的声音称为“次声”。人耳对3 5kHz频率的声音最为敏感。 人耳听觉的掩蔽效应,63,音频信号特性一般人讲话声音的主要能量分布较窄,以频带下降25dB计大概为100Hz 5kHz，因此在电话通信中每一话路的频带一般限制在0.3kHz 3.4kHz。电声设备的频带下限一般要到20Hz 40Hz，上限一般要到16kHz 20kHz以上。音频信息压缩编码技术 波形编码 参数编码 混合编码,64,图像信息处理技术彩色图像信号的分量表示,RGB空间红绿蓝,彩色空间YUVYIQYCbCr,RGB空间红绿蓝,65,彩色图像信号的分量编码复合编码：直接对复合图像信号进行抽样、编码和传输。分量编码：首先把复合图像中的亮度和色差信号分离出来，然后分别进行抽样、编码和传输。,66,图像数据压缩编码技术熵编码：霍夫曼编码、算术编码、游程长度编码预测编码：帧内预测编码、帧间预测编码变换编码：卡南-洛伊夫（K-L）变换、傅里叶变换、余弦变换、沃尔什变换和小波变换等,67,多媒体通信同步技术多媒体同步就是保持和维护各个媒体对象之间和各个媒体对象内部存在的时态关系，组织多种媒体序列实现某种特定的表现任务。多媒体同步的类型 上层同步 中层同步 底层同步多媒体同步参考模型参考点同步模型时间轴同步模型层次同步模型,68,层次同步模型,69,多媒体同步控制机制 多媒体同步机制的作用就是将各个媒体的同步误差控制在它所能容忍的范围内。多路复用同步技术同步标记技术辅助同步信道法插入同步标记法基于全局时钟的时间戳同步技术基于反馈的同步控制技术基于RTP协议的同步机制,70,基于IP的宽带多媒体网络IP over ATMIP over SDHIP over WDM/DWDM,71,无线通信技术,无线电波传播损耗 路径损耗 慢衰落 快衰落电波传播对接收点信号产生的效应 阴影效应 多径效应 远近效应 多普勒效应,72,数字微波通信技术微波是指波长为1m 1nm或频率为300MHz 300GHz的电磁波。微波通信指的是利用微波波段的电磁波进行的通信。一条数字微波中继通信线路由两端的终端站、若干中继站和电波的传播空间构成。微波中继站的中继方式：直接中继（射频转接）、外差中继（中频转接）和基带中继（再生中继）。,73,通信卫星,74,75,下一代网络技术,NGN的含义、主要特点、基于软交换的NGN网络体系结构软交换技术IPv6技术 地址类型：单播地址、组播地址、任播地址 IPv4向IPv6的过渡技术：双协议栈、 隧道技术、网络地址转换-协议转换（NAT-PT）,76,考试题型,填空题单项选择题判断题名词解释计算题问答题,77,考试时间和地点,时间 2012年10月30日9:5011:30地点 信息楼203 通信091-2 信息楼821 通信F091 信息楼 617 通信F092,78,P168-6解：信息多项式为m(x)=x3+1， xn-k m(x)=x3(x3+1)=x6+x3 xn-k m(x)/G(x)=(x6+x3)/(x3+x+1)， 其余式为r(x)=x2+x 因而码多项式为C(x)=xn-km(x)+r(x) =(x6+x3)+(x2+x) 相应的码字为（1001110）。,79,P168-7解：n-k=5，该循环码为（15，10）码 信息多项式为m(x)=x9+x7+x3+x2+1， xn-k m(x)=x5(x9+x7+x3+x2+1) =x14+x12+x8+x7+x5 xn-k m(x)/G(x) =(x14+x12+x8+x7+x5)/(x5+x4+x2+1) 其余式为r(x)=x3+x2+x 则循环校验码为（01110）。,