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通信系统概述汇报人：AA2024-01-24通信系统基本概念传输媒介与信号处理技术通信设备与器件通信协议与标准通信系统性能指标评价方法现代通信技术应用领域及挑战目录01通信系统基本概念定义与分类定义通信系统是实现信息传递所需的一系列设备、传输媒介和通信协议的总称。分类根据传输媒介的不同，通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统；根据信号性质的不同，可分为模拟通信系统和数字通信系统。发展历程及现状发展历程从早期的烽火台、驿站等简单通信方式，到电报、电话的出现，再到现代的光纤通信、卫星通信、移动通信等高科技通信手段，通信系统经历了漫长的发展历程。现状当前，随着互联网的普及和信息技术的发展，通信系统已经渗透到社会的各个领域，成为人们生产生活中不可或缺的一部分。通信系统组成要素信源噪声源产生消息或信息的设备或人，如话筒、摄像头等。在信号传输过程中引入噪声或干扰的因素，如电磁干扰、热噪声等。变换器变换器将信源产生的消息或信息转换成适合在传输媒介中传输的信号，如调制器、编码器等。将传输媒介中接收到的信号转换成适合信宿处理的信号，如解调器、解码器等。传输媒介信宿承载信号传输的物理媒介，如电线、光纤、空气等。接收并处理消息或信息的设备或人，如扬声器、显示器等。02传输媒介与信号处理技术有线传输媒介同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体和护套组成，具有较高的带宽和抗干扰能力，用于电视信号传输和宽带接入等。双绞线由两根互相绞合的导线组成，用于低速或短距离通信，如电话线。光纤以光波为载体进行信息传输的媒介，具有极高的带宽、低损耗和抗干扰能力，是现代通信网的主要传输媒介。无线传输媒介电磁波通过自由空间传播的电磁波，包括无线电波、微波、红外线等，用于无线通信、广播、电视等。光波通过大气或真空传播的光波，包括可见光、激光等，用于光纤通信、空间光通信等。信号处理技拟信号处理数字信号处理混合信号处理信号压缩与编码对连续时间模拟信号进行放大、滤波、调制等处理，如音频信号处理。对离散时间数字信号进行采样、量化、编码等处理，如数字音频、数字图像等。同时处理模拟信号和数字信号，实现模拟与数字信号的转换和交互。通过去除信号中的冗余信息，降低信号传输和存储的成本，如音频和视频压缩编码。03通信设备与器件发送设备与接收设备发送设备将信源产生的信息转换为适合在信道中传输的信号，包括调制器、放大器等。接收设备将从信道中接收到的信号还原为原始信息，包括解调器、放大器等。交换设备与路由设备交换设备实现通信网中信息交换的设备，如电话交换机、分组交换机等。路由设备用于确定数据传输路径的设备，如路由器、交换机等。关键器件介绍调制器与解调器放大器滤波器天线调制器将基带信号转换为适合在信道中传输的已调信号，解调器则将已调信号还原为基带信号。用于放大信号功率，提高信号的传输距离和抗干扰能力。用于从接收到的信号中分离出有用信号和无用信号，提高信号的信噪比。用于将电磁波能量转换为导行波能量，或将导行波能量转换为电磁波能量，实现无线通信中的信号传输。04通信协议与标准OSI七层模型及TCP/IP协议栈OSI七层模型物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层TCP/IP协议栈网络接口层、网络层（IP）、传输层（TCP/UDP）、应用层（HTTP/FTP等）无线通信协议（如4G、5G等）4G通信协议5G通信协议LTE（长期演进技术）及其演进版本，包括LTE-A（高级长期演进技术）NR（新空口）技术，包括毫米波通信、大规模MIMO（多输入多输出）技术等VS行业应用标准（如IoT、工业互联网等）IoT通信标准工业互联网通信标准MQTT（消息队列遥测传输协议）、CoAP（受限应用协议）等OPCUA（统一架构）、TSN（时间敏感网络）等05通信系统性能指标评价方法误码率、误信率和误帧率误码率（BitErrorRate,BER）衡量传输过程中发生错误的比特数与总比特数之比，用于评估通信系统的传输质量。误信率（SymbolErrorRate,SER）衡量传输过程中发生错误的符号数与总符号数之比，用于评估数字通信系统的性能。误帧率（FrameErrorRate,FER）衡量传输过程中发生错误的帧数与总帧数之比，用于评估数据通信系统的性能。吞吐量、时延和抖动吞吐量（Throughput）指单位时间内成功传输的数据量，用于衡量通信系统的传输效率。01时延（Delay）指数据从发送端传输到接收端所需的时间，包括传播时延、处理时延等，用于评估通信系统的实时性。02抖动（Jitter）03指数据传输过程中时延的变化程度，用于衡量通信系统传输稳定性的指标。可靠性、可用性和可维护性可靠性（Reliability）指通信系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，包括硬件可靠性