通信基础通信概论PPT课件下载推荐.ppt

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消息的内涵。

信号（Signal）：

消息或信息的传输载体，如光、电、声,信息寄寓于消息之中消息以信号作为载体,2022/10/19,10,如今，在自然科学领域凡是涉及“通信”这一术语时，一般均指“电通信”（利用电传递信息）。

广义来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波。

1.2.1通信系统的一般模型（识记）,通信系统的作用是将信息从信源传送到一个或多个目的地。

我们把能够实现信息传输的一切技术设备和传输媒质（信道）的集合称为通信系统。

不管其具体的应用和结构如何，任何一种通信系统的核心包括：

信源、发送设备、传输媒质（信道）、接收设备、信宿5部分。

1.2通信系统的组成,2022/10/19,12,各组成单元的主要功能（识记）,信源,发送设备,信道,接收设备,信宿,噪声源,消息的发源地。

完成非电量-电量的转换,消息的目的地。

功能与信源相反,传输信号的通道,将信源和信道匹配起来,功能是放大和反变换,正确恢复出原始电信号。

信道中的噪声及各处的噪声的集中表示。

噪声通常是随机的。

1.2.2模拟通信模拟通信系统框图,调制器,解调器,1.2.3数字通信系统模型（识记）数字通信系统框图,信源,信宿,信源编码,信道编码,信源译码,信道译码,模拟信号,功能一：

模/数转换；

功能二：

去除冗余信息，提高传输有效性。

加入用于差错检测和控制的监督码，以提高数字传输系统的可靠性。

数字调制,数字解调,同步,1.2.4数字通信的优缺点数字通信的优点（识记）抗干扰能力强，且噪声不积累。

传输差错可控。

便于形成综合业务网。

易于集成化。

易于加密处理，且保密强度高。

通信方式从模拟通信向数字通信发展是通信技术发展的总趋势。

1.3通信系统的分类（识记）,2.按调制方式分类：

基带系统和调制（或带通）系统。

1.按通信业务分类：

电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统和综合业务数字通信网等。

2022/10/19,17,消息的分类：

连续消息（模拟消息）：

状态连续变化的消息；

离散消息（数字消息）：

状态变化为可数或离散型的消息。

信号的分类：

模拟信号：

幅度连续、时间连续或不连续的信号；

数字信号：

幅度和时间都离散的信号。

3.按信号特征分类：

模拟通信系统：

系统中传输的是模拟信号；

数字通信系统：

系统中传输的是二进制或多进制数字信号。

4.按传输媒介分类：

有线通信：

利用各种导线作为信道来传输信号的通信方式,无线通信：

依靠自由空间来传输电磁波的通信方式。

5.按工作波段分类各类通信使用的频段，分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信、和光通信系统。

=c/f其中c3.0108m/s（光速）,1.4通信方式,单工通信含义：

消息只能单方向传输的工作方式，即在通信设备的双方中，一方只能设置发送设备，而另一方只能为接收设备。

1.4.1单工、半双工、全双工通信（领会）,半双工通信含义：

通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式，即在同一时间内仅能使信息在一个方向上传输。

接收,发送,全双工通信含义：

通信双方可同时进行收、发消息的工作方式。

分类：

二线全双工：

利用频分复用、时分复用或回波抵消技术实现同时双向通信；

四线全双工：

发、收向信息分别使用一对导线。

1.4.2传输方式,并行传输含义：

将代表信息的数据代码序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输。

如计算机和打印机之间数据的传输。

优点：

传送速率高，发收双方不存在字符同步问题。

缺点：

需要多个并行信道，增加了设备成本；

并行线路间的电平相互干扰会影响传输质量。

适用场合：

短距离通信，如计算机内部或在同一系统内设备间的通信。

串行传输含义：

将数据代码序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输。

远距离数字传输常采用这种方式。

只有一条信道，设备成本低，且易于实现。

必须解决收发双方如何保持码组或字符同步的问题；

比并行传输效率低。

2022/10/19,25,按通信设备与传输线路之间的连接类型，可分为点与点之间通信、一点到多点和多点之间通信。

按同步方式的不同，可分为同步通信和异步通信。

1.5信号与频谱,研究信号最直观的方法就是观察它的时域波形和频域频谱。

1.5.1信号的分类1.确知信号和随机信号确知信号可以预先知道其变化规律的信号，其在定义域的任何时刻都有确定的函数值。

可以用时间函数来描述。

随机信号为不确知信号，其在实际发生之前具有一定的不确定性。

没有确定的函数值。

用概率统计的方法来描述。

2.周期信号和非周期信号（识记特征）,周期信号每隔一定的时间间隔按相同规律重复变化的信号。

非周期信号是不具有重复性的信号。

3.模拟信号和数字信号（识记区别）模拟信号是指信号参量的取值是连续的。

数字信号是指信号的参量只可能取有限个、可数个值。

4.基带信号和带通信号（识记关系）,基带传输含义：

将编码信号直接在电路中传输。

特点：

基带信号的频带从0频到几百MHz，甚至几千MHz，要求信道有较宽（直流到高频）的频率特性；

传输线路的电容对传输信号的波形影响很大，使传输距离受到限制，一般不大于2.5km；

基带传输方式简单，设备费用少，适用于传输距离不长的场合。

频带传输（载波传输）含义：

将数字信号经过调制以后转换成可在长途信道上传输的模拟信号，再进行传输。

频带传输系统框图,调制器,信道,解调器,采样判决器,噪声,数字信号模拟信号,模拟信号数字信号,调制与解调是频带传输的最主要技术。

1.5.2信号举例,正弦波是一种最基本的周期信号。

它可以用3个参量来描述：

振幅、周期或频率、相位。

（应用：

其含义、关系和计算）振幅指信号的高度或强度。

周期指信号完成一个波形循环所要经历的时间。

周期和频率互为倒数。

相位描述了波形相对于时间零点的位置。

公式见P31研究正弦波的意义P32（应用）,1.5.3时域和频域,从时域角度，描述的是信号随时间变化的特性。

从频域角度，描述的是信号随频率变化的特性。

在实际中，信号的时域特性可以通过示波器观察其波形来分析研究；

频域特性可以通过频谱仪观察其频谱来分析研究。

1.5.4频谱和带宽信号频谱是指它包含的所有频率分量的集合，并且通过频域图表示。

换言之，频谱是描述信号幅度（或相位）随频率变化的关系图。

信号带宽是指信号占有的频率范围，信号带宽是信号的振幅频谱中正频率部分的宽度。

它等于信号的最高频分量与最低频分量的频率差。

一般来说，对于模拟信号，其带宽应该小于它占用的信道带宽，即信道带宽必须大于信号带宽；

对于数字信号，它占用的信道带宽可以小于信号带宽。

1.6信道和噪声1.6.1信道定义与分类,含义：

通信媒体又称传输媒介，是通信传输系统中发方与收方之间的物理路径。

常用通信媒体明线双绞线同轴电缆波导光纤微波无线电卫星通信,1.6.2有线信道,有线信道可分为：

明线、对称电缆（或称双绞线电缆）、同轴电缆、光纤等。

（识记）明线形式：

由电杆支持、架设在地面上的一种裸线。

应用场合：

早期的长途线路和市内公用电话电报网。

优点：

对话音信号衰耗小、施工技术简单；

易受气候和外界磁场的影响，传输频带窄、话路少。

双绞线形式：

将一对绝缘线扭绞在一起，任意拧成螺旋形，以减少对外部干扰和串音的敏感。

用户与本地中心站间及中心站与中心站间的连线。

价格便宜，使用方便，安装容易。

根据物理结构的不同，双绞线又分为两种：

非屏蔽双绞线（简称UTP）和屏蔽双绞线（简称STP）。

非屏蔽双绞线（UTP）,屏蔽双绞线（STP）,

（1）非屏蔽双绞线（UTP）特性阻抗为100由多对双绞线和一层塑料封装外皮组成为了减少线对之间的串扰以及来自外界的电磁干扰，线对间的绞和度以及线对内两根导线的绞和度都要经过精心设计。

同轴电缆结构：

由对地不对称的同轴管构成。

寿命长、通信容量大、质量稳定、外界干扰小、可靠性高和维护便利等。

光纤由非常透明的石英玻璃拉成细丝状。

物理结构和同轴电缆相似，但是没有网状屏蔽层。

中心是玻璃芯，称为纤芯，芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，称为包层。

再外面是一层薄的塑料外套，用来保护玻璃封套。

光纤结构示意图,光纤,光纤传输原理,按照传输的模数区分，可以分为单模光纤和多模光纤,在0.8微米1.8微米的波段中，光纤传输性能表现最佳，目前光纤的三个代表传输窗口分别为0.85微米、1.31微米和1.55微米。

光纤在实际使用时总是成对使用，一条发送，一条接收,按照折射率分布区分，可以分为均匀光纤和非均匀光纤,光纤,光纤优点：

传输频带宽，通信容量大；

传输损耗低，中继距离长；

抗雷电和电磁的干扰性好；

体积小、重量轻。

接续困难，光接口比较昂贵。

1.6.3无线信道,微波无线电形式：

将地球上的大气作为电磁波的长距离传送介质。

应用场合：

作为陆上无线电系统的传送介质。

跨越自然障碍和阻隔的能力强，最适合于移动通信；

成本低、中继距离远、传输质量比较稳定。

雨雪天气易产生吸收损耗，不利地形或环境易造成衰落现象，引起较高的误码率；

保密性差。

2022/10/19,44,根据通信距离、频率和位置的不同，电磁波的传播方式主要有3种：

地（面）波传播、天波传播和视线传播（识记）1）地波传播：

频率较低（2MHz以下）的电磁波。

地波是调幅广播的传播方式。

2）天波传播（或称电离层反射）。

高频（230MHz）波段。

反射高频电磁波的主要是F层。

这种利用电离层反射的传播方式称为天波传播。

3）视线传播。

频率高于30MHz的电磁波。

噪声是一种不需要的、有害的电信号。

它独立于有用信号并始终存在。

（领会其种类和危害）,1.6.4信道噪声,按照来源分类：

人为噪声：

电火花、家用电器自然噪声：

闪电、大气噪声、热噪声按照性质分类：

单频噪声/窄带噪声脉冲噪声起伏噪声今后讨论通信系统时主要涉及：

白噪声热噪声是一