数字与数据通信技术 教学课件 ppt 作者 周英 第2章
77页1、第2章 数字与数据通信概论,本章学习的目标: 1了解通信系统的组成 2掌握数字通信系统的特性 3了解信息及其度量、香农公式 4掌握数字通信系统的性能指标 5掌握通信的方式 本章的重点: 1数字通信系统构成及特点 2通信方式 3数字通信的主要性能指标 本章的难点: 1信息及其度量 2数字通信的主要性能指标 课前预习相关的内容: 预习电路基础中的正弦信号、传输函数及数学中的对数运算。,通信跟随人类诞生就出现,在人类的社会生活和各种社会生产中都离不开通信。古代的人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、击鼓等方式进行信息传递。而今,随着科学技术水平的飞速发展,相继出现了无线电,固定电话,手机,互联网、可视电话等各种通信方式来传递信息。 “通信”是在相距的两点或多点之间进行信息的传递和交换。在自然科学中所涉及的“通信”这一术语是指电通信(光通信也属于此类)。电通信是利用“电”来传递信息的通信方式。通过电通信几乎能使信息在任意的通信距离上实现传递快速、准确、可靠和安全。,2.1通信的基本概念,2.1.1 通信的定义,2.1.2 通信分类,2.按传输媒质分类 按消息由一地向另一地传递时传输媒质的不同,通信
2、可分为:有线通信和无线通信。 何谓有线通信,是指传输媒质为架空明线、电缆、光缆、波导等传输媒质的通信,其特点是媒质能看得见,摸得着。有线通信可进一步再分类,如明线通信、电缆通信、光缆通信等。 何谓无线通信,是指传输消息的媒质为看不见、摸不着的媒质(如电磁波)的一种通信形式。无线通信常见的形式有微波通信、短波通信、移动通信、卫星通信、散射通信和激光通信等,其形式较多。,1.按通信的业务分类 根据通信的业务的不同可分为:语音通信和非语音通信两大类。电话业务在电信领域一直占有主导地位。非语音业务包括电报通信、数据通信、图像通信等,比如短信、数据库检索、电子邮件、传真存储转发、可视图文及电视会议等。,3. 按信道中所传信号的特征分类 按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号,可以相应地把通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。 4. 按工作频段分类 按通信设备的工作频率不同,通信系统可分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。,通信中工作频率和工作波长可互换,公式为,其中:为波长,f 为信号频率,c为光速c=3108 m/s,(2.1),表2.1 通信频段与常用传输媒质,5.按调制方式分类
3、根据是否采用调制,可将通信系统分为基带传输和频带(调制)传输。表2.2列出一些常见调制方式及其主要用途。,6.按复用方式分类 在同一信道上传递多路信号时采用复用技术。常用的复用方式有时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)、空分复用(SDM)等。,表2.2 常见的调制方式,2.2.1 通信系统的模型,2.2通信系统与通信方式,通信的目的将信息从一地传递到另外一地,因此,将用于完成通信这一过程的全部设备和传输介质称为通信系统。 实现通信的方法很多,具体的通信系统种类比较多,虽然不同的通信系统有不同的用途和具体的电路结构,但都有相同的基本结构。图2.1(a)为有线长途电话系统示意图,图2.1(b)为广播通信系统示意图。,从图2.1的示意图可知通信系统一般模型图2.2,由信源、发送设备、信道和噪声、接收设备、信宿四大部分组成。,信源的作用是产生(形成)消息,并完成非电信号转换为电信号。信源可能是人也可能是机器,信源输出的是待传输的信号,它可以是模拟信号也可以是数字信号。例如电话的送话器产生的语音信号、电视摄像机的图像信号、各种传感器的检测信号等输出的是模拟信号。计算机数据输
4、出的信号为数字信号。,1.信源,发送设备的作用是使传输的信号与信道相匹配,因此它将基带信号转换为适合信道传输的电信号或光信号。如编码器、调制器、复用器等。,2发送设备,信道是信号传递所通过的通道即传输媒质,有无线信道和有线信道。不同的信道其传输特性不同。,3.信道和噪声,噪声是信号在传输过程中不可避免混入的各种干扰信号,它散布在整个通信系统各点,为分析方便折合到信道并集中表示,如热噪声、脉冲干扰等,信宿是接收信号的人或机器,它的作用是将基带信号恢复为原始信号。如听筒、屏幕等。,4.接收设备,接收设备的作用将接收到的带有干扰的信号进行处理以恢复出基带信号。如译码器、解调器等。,5.信宿,2.2.2 模拟通信系统,模拟通信系统是利用模拟信号传递信息的通信系统,图2.3为模拟通信系统的模型。信号在模拟通信系统中传递时噪声是叠加在信号上,并随传输距离的增加而噪声增加,接收端很难将噪声从信号中分离。因此,模拟通信系统抗干扰能力较差而且不适合长距离传输,不易保密、也不便于与计算机连接。,2.2.3 数字通信系统,信道中传输数字信号的通信系统称为数字通信系统,如图2.4为频带传输的数字通信系统模型。
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