通信原理基礎知識演示

（優(yōu)選）通信原理基礎知識第一頁，共三十八頁。第一章：數據通信概論第一節(jié)：通信系統(tǒng)模型一、通信系統(tǒng)模型

信息源發(fā)信機輸入數據d或信號d(t)圖1-1通信系統(tǒng)模型傳輸媒質發(fā)送信號s(t)收信機接收信號r(t)受信者輸出數據d’或信號d’(t)噪聲源噪聲N(t)第二頁，共三十八頁。二、模擬通信、數字通信和數據通信通信所傳輸消息由多種形式：符號、文字、數據、語音、圖形、圖象等。通信所傳輸消息的類型：連續(xù)、離散。模擬信號、數字信號、模擬傳輸、數字傳輸1．模擬通信：是以模擬信號方式傳送消息的通信方式?；鶐M通信、調制模擬通信。模擬通信優(yōu)點：信道利用率高。模擬通信缺點：抗干擾能力弱、保密性差等。第三頁，共三十八頁。信息源調制器(發(fā)信機)傳輸媒質噪聲源受信者解調器(收信機)圖1-3模擬通信系統(tǒng)模型第四頁，共三十八頁。2．數字通信：是以數字信號方式傳送消息的通信方式。(圖1-4)信息源信源編碼器信道編碼器調制器傳輸媒質噪聲源解調器信道譯碼器信源譯碼器受信者第五頁，共三十八頁。數字通信的優(yōu)點：抗干擾性強、保密性好。數字通信的缺點：信道頻帶比模擬信道寬，信道利用率低。3．數據通信：依據通信協(xié)議，利用數據傳輸技術在兩個功能單元之間傳遞信息。第六頁，共三十八頁。第二節(jié)：數據通信研究的內容一、傳輸

研究傳輸通路和所適應的信號形式。二、通信接口研究把發(fā)送端的信號變換為適合傳輸通路的信號；把接收端的信號變換為終端設備可接收的形式。三、通信處理

通訊處理可分為三類

1．編輯：差錯控制、格式化處理和編輯

2．轉換：速度轉換和代碼轉換

3．控制：網絡控制、查詢和路由

第七頁，共三十八頁。第三節(jié)：數據通信系統(tǒng)的組成圖1-5數據通訊系統(tǒng)的組成第八頁，共三十八頁。一、終端設備子系統(tǒng)（數據的轉換）二、數據傳輸子系統(tǒng)三、數據處理子系統(tǒng)第九頁，共三十八頁。第四節(jié)：數據通信網TTHHHH交換節(jié)點圖1-6數據通信網數據通信網終端計算機第十頁，共三十八頁。

一、按網絡拓撲結構分類第十一頁，共三十八頁。1．交換網絡電路交換：要求輸入線與輸出線建立一條物理通道?？辗种齐娐方粨Q：

二、按傳輸技術分類123n...圖1-8空分電路交換示意圖1’2’3’n’入出...第十二頁，共三十八頁。

時分制電路交換：t1t2tn12n入t’1t’2t’n1’2’n’出圖1-9時分電路交換示意圖輸入控制門輸出控制門公用通信線路第十三頁，共三十八頁。存儲轉換交換：把待傳信息存儲起來，等到輸出線路空閑時再轉發(fā)出去。報文交換：發(fā)送端將發(fā)往收信端的報文正文，連同地址等輔助信息構成完整的報文，先發(fā)送給本地交換局存儲起來。MMMMN1N2N3N4N5N6HSHD圖1-10報文交換示意圖

第十四頁，共三十八頁。

分組交換：分組交換又稱包交換。在分組交換系統(tǒng)中，報文被分割成若干個定長的分組，并在每個分組前都加上報頭報尾。報頭中含有地址和分組號等，報尾是該分組的校驗碼。這些分組可以在網絡內沿不同的路徑并行進行傳輸。N1N2N3N4N5N6HSHDMM圖1-11分組交換示意圖

P3P3P3P1P1P1P2P2P2第十五頁，共三十八頁。2．廣播網絡：沒有設置用于路徑選擇的中間交換結點。每個通信站都設有一臺與其它通信站共享同一傳輸媒體進行通信的收/發(fā)信機。任一通信站以廣播式發(fā)送信號，可被其它所有通信站接收。由于各通信站共享同一傳輸媒體的原故，所以在同一時刻只許其中的一個通信站進行發(fā)送。

第十六頁，共三十八頁。第十七頁，共三十八頁。第五節(jié)：數據通信系統(tǒng)的質量指標一、傳輸速率：單位時間內傳輸信息單元的數量?？捎袃煞N表示形式二、差錯率:誤碼率=接收出現(xiàn)差錯的比特數/傳輸全部的比特數三、可靠性：=（正常工作時間/總工作時間）*100四、適應性：第十八頁，共三十八頁。五、使用維護性：六、經濟性：七、標準化程度：八、通信建立時間：第十九頁，共三十八頁。第六節(jié)：通信與網絡標準的指定機構一、制定標準的意義：二、制定標準的不利因素：三、制定標準的機構第二十頁，共三十八頁。第七節(jié)：數據通信的應用及發(fā)展前景一、數據通信的應用二、數據通信的發(fā)展前景

1．遠程信息業(yè)務

2．消息處理系統(tǒng)

3．分組無線網PRNET及分組衛(wèi)星網PSNET4．綜合業(yè)務數字網ISDN5．利用各種通信網絡的消息系統(tǒng)

6．應用于計算機綜合制造（CIM）

第二十一頁，共三十八頁。第二章數據通信基礎知識第一節(jié)信息、數據和信號一、信息信息：是人們通過施加于數據的一些規(guī)定而賦予數據的特定含義（ISO定義）。通信就是在信源和信宿之間傳遞信息。信息和消息的關系：消息中包含信息，消息不等于信息。消息所包含信息的多少，與在收到消息前對某事件存在的不確定性有關。第二十二頁，共三十八頁。

信息量的度量：香農規(guī)定，一個消息所荷載信息量I，等于它所表示事件發(fā)生的概率P的倒數的對數。信息量的計算公式：I=log2(1/P)=-log2(P)信息量的單位：如果對數以2為底，單位為比特（B）。如果對數以e為底，單位為奈特（nat)。如果對數以10為底，單位為哈特萊（Hartley）。事件發(fā)生的概率越高，信息量越少。不可混淆信息量單位與2進制的位。第二十三頁，共三十八頁。二、數據數據：是任何描述物體、概念、情況、形式的事實、數字、字母和符號。數據可以在物理介質上記錄或傳輸并通過外圍設備被計算機接受，經過處理而得到結果。數據是信息的載體，用來表示信息。信息交換就是訪問數據及傳輸數據。第二十四頁，共三十八頁。三、信號數據是借助信號來傳輸的，是通信中傳輸的主體，是數據的具體表現(xiàn)形式。第二十五頁，共三十八頁。四、信號的頻率、頻譜和帶寬1.信號時間范疇的概念連續(xù)信號和離散信號信號是確定的時間函數。如果在某一時間間隔內，對一切的時間值，除若干不連續(xù)的點外，該函數都給出確定的函數值，這種信號就稱為連續(xù)信號。離散信號的時間函數只在某些不連續(xù)的瞬間給出函數值。第二十六頁，共三十八頁。第二十七頁，共三十八頁。隨機信號和確定信號隨機信號是指在它出現(xiàn)以前，總有某種程度的不確定性的一種信號。確定信號是一種沒有不確定值的信號。第二十八頁，共三十八頁。周期信號和非周期信號如果用時間函數表示的信號s(t)滿足s(t+T)=s(t)則該信號為周期信號。T為信號的周期。如不滿足s(t+T)=s(t)則該信號為非周期信號。第二十九頁，共三十八頁。第三十頁，共三十八頁。重要特征：信號的幅值、頻率、相位。幅值是信號各個時刻的瞬時值。頻率是周期的倒數，用赫茲來表示。相位是描述周期信號在時間軸上的相對位置，用弧度表示。第三十一頁，共三十八頁。第三十二頁，共三十八頁。2.信號的頻率范圍概念信號也可以看成是頻率的函數（如圖2-4）。根據傅氏分析，滿足一定條件的周期函數g(t),可以用若干正弦和余弦函數的和表示。若函數的周期為T，其倒數稱為函數的基波頻率，用符號f1表，則f1=1/T。上式中的an和bn分別為第n次諧波的正弦及余弦函數的幅值。1/2C為直流分量。這一分解稱為傅氏級數。第三十三頁，共三十八頁。第三十四頁，共三十八頁。頻譜：是一個信號所含有的頻率范圍。周期信號頻譜：其頻譜由離散的頻率成分，即基波和諧波構成。非周期信號頻譜：（圖2-5）信號的頻率范圍為無窮大。根據信號能量衰減的程度來確定其頻譜，當頻率上升或下降到某一極限頻率而使信號能量降低為信號能量最大值一半時，該頻率就是頻譜的邊界。信號的帶寬：頻譜的寬度（包含信號大部分功率的那部分頻譜的寬度）第三十五頁，共三十八頁。第二節(jié)傳輸系統(tǒng)的帶寬對傳輸性能的影響帶寬是描述信號的一個重要參數，帶寬同時也是描述傳輸系統(tǒng)的一個重要參數，信號的帶寬是指信號含有的頻帶寬度，傳輸系統(tǒng)的帶寬是指該系統(tǒng)不失真?zhèn)鬏斝盘柕念l率范圍。如傳輸系統(tǒng)的帶寬超過傳輸信號的頻帶寬度，在傳輸過程中就不會引起信號失真。信號的數據率越高，信號的帶寬也就越寬。如果信號的傳輸率為X比特/秒（即Xbps）,傳輸系統(tǒng)的帶寬應大于2XHz。第三十六頁，共三十八頁。第三節(jié)衰減、增益和失真衰耗：信號電能經過傳輸系統(tǒng)傳輸后，系統(tǒng)輸出的電功率小于輸入端的電功率。增益：信號電能經過傳輸系統(tǒng)傳輸后，系統(tǒng)輸出的電功率大于輸入端的電功率。通常用分貝來表示衰耗和增益。分貝是兩個功率電平差別的度量，是無量綱的量。D=10lg(p2/p1)dBD=10lg(p出/p入)dB第三十七頁，共三十八頁。例:如果10mW功率的信號加到傳輸線上，而在某距離上測得的功率是5mW則在這