第二章 通信基礎(chǔ)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1通信系統(tǒng)2.2模擬信號(hào)傳輸技術(shù)2.2數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.1 通信系統(tǒng)構(gòu)成通信-信息的傳遞方法就是通信 。信息的表達(dá)方式-語(yǔ) 言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等通信方式 -很多，目前使用最廣泛的方式是電通信方 式用電信號(hào)控制攜帶所要傳遞的信息，然后經(jīng)過(guò)各種傳輸介質(zhì)也就是信道進(jìn)行傳輸，達(dá)到通信的目的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳遞與處理 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào) 專(zhuān)指控制、攜帶、傳遞信息的電信號(hào)模擬信號(hào)主要的特征 是時(shí)間上連續(xù)，任意時(shí)刻的信號(hào)值都 是它的一部分；其次是狀態(tài)連續(xù)，即模擬信號(hào)的值對(duì)時(shí)間的導(dǎo) 數(shù)（dv/dt）總存在 。如話音信號(hào)、電視圖

2、像信號(hào)以及來(lái)自各 種傳感器的檢測(cè)信號(hào)等數(shù)字信號(hào) 具有離散且有限的狀態(tài) 。目前常見(jiàn)的數(shù)字信號(hào)多 為二進(jìn)制信號(hào)模擬信號(hào)比較適合傳輸，數(shù)字信號(hào)則比較適合于處 理。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)是可以相互轉(zhuǎn)換的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo) 衡量通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的基本指標(biāo)有兩個(gè)：系統(tǒng)的有 效性和可靠性有效性指的是傳輸一定的信息量所消耗的時(shí)間可靠性指的是接收信息的準(zhǔn)確程度。有效 性和可靠性這兩個(gè)指標(biāo)通常是矛盾計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬通信系統(tǒng)的有效性用傳輸帶寬度量模擬通信系統(tǒng)的可靠性用接收端最終輸出的信號(hào)平均功 率與噪聲平均功率的比(即信噪比)度量。信噪比越大， 通信質(zhì)量越高普通電話要求信噪比在20dB以上，電 視圖像則要求信噪

3、比在40dB以上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸速率來(lái)衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性用差錯(cuò)率來(lái)衡量差錯(cuò)率用誤比特率P b 表示 P b =錯(cuò)誤比特?cái)?shù)/傳輸總比特?cái)?shù)差錯(cuò)率越小，通信的可靠性越高傳輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)要求P b 10 -9計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.2 模擬信號(hào)傳輸技術(shù)模擬信號(hào)的基帶傳輸 信號(hào)以基帶（未經(jīng)調(diào)制的低頻原始 信號(hào)）形式在通信線路上的傳輸模擬信號(hào)的頻帶傳輸 信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后（如調(diào)幅、角度調(diào) 制），以頻帶信號(hào)的形式在有線或無(wú)線信道中的傳輸模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字信號(hào)形 式在數(shù)字通信系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬信號(hào)的基帶傳輸通信中最常見(jiàn)的模擬基帶信號(hào)是電話信號(hào)，人耳所能感覺(jué)的 聲波

4、頻率范圍（音頻）大約在20Hz到20kHz，對(duì)3004000Hz 話音感覺(jué)比較靈敏計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬信號(hào)的頻帶傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)調(diào)頻廣播的頻率范圍是88108MHz短波通信的頻率范圍 是330MHz基帶信號(hào)的頻率范圍在3003400Hz（話音信 號(hào)）為了有效地利用信道的頻率資源，必須將基帶信號(hào)的 頻率搬移至適合于信道傳輸?shù)钠渌l率范圍，而在接收之后 再搬移至原來(lái)的頻率范圍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸文本:ASCII碼圖像:像素化聲音:取樣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2.3 數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)數(shù)字編碼有三種類(lèi)型信源編碼信道編碼差錯(cuò)編碼 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信源編碼可以被定義為將信息或信號(hào)接一定的規(guī)則進(jìn)行數(shù)字化的過(guò)程對(duì)于本身具有離散的

5、特點(diǎn)的信息，文字、符號(hào)等可以用一組一定長(zhǎng)度的二進(jìn)制代碼來(lái)表示，稱(chēng)其為 信息碼對(duì)于連續(xù)信號(hào)如話音等，其數(shù)字編碼與解碼過(guò)程，實(shí)際上就是模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）和數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道編碼是為了讓數(shù)字基帶信號(hào)能夠適應(yīng)傳輸信道的特性 所進(jìn)行的碼型轉(zhuǎn)換差錯(cuò)控制編碼是為了讓誤碼所產(chǎn)生的影響降至最 低所進(jìn)行的碼型變換對(duì)數(shù)字信號(hào)的加密與解 密，技術(shù)上與差錯(cuò)控制編碼有很大的相似之處計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息碼-如ASCII碼計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)話音信號(hào)數(shù)字化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖像與視頻信號(hào)數(shù)字化圖像或視頻信號(hào)的頻帶較寬、數(shù)據(jù)量較大一幅分辨率為 10241024的真彩色圖像，其數(shù)據(jù)量約為25Mbit經(jīng)數(shù)字化 后的速率很高，通常超過(guò)100Mbits計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)目前用于圖像壓縮的方法主要有：無(wú)損編碼和有損編碼無(wú)損編碼利用信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮有損編碼利用人的視覺(jué)特性進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，可使得解壓縮后的圖 像看起來(lái)逼近于原圖像信號(hào)，但無(wú)法完全無(wú)失真地恢復(fù)它常用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：JPEG標(biāo)準(zhǔn) 、MPEG標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)基帶傳輸對(duì)原始信號(hào)只進(jìn)行碼型變換（信道編碼）而未經(jīng)調(diào)制 的數(shù)字信號(hào)所占據(jù)的頻帶大致與原數(shù)字脈沖的相同， 一般從直流或低頻開(kāi)始，稱(chēng)之為數(shù)字基帶信號(hào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾種典型的基帶波形計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道編碼信源編碼信道編碼以適合傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)編碼信源編碼1 0 1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)從通信的角度來(lái)描述字符串”CHINA”是