《通信技术基础》课件_第1章 通信系统.pptx

1.1通信的基本概念

1.2通信系统的组成和分类

1.3通信系统的主要性能指标;1.1通信的基本概念;人类在生产和社会活动中总是伴随着信息的传递和交换,通常把这种信息的传递和交换过程称为通信。从传统意义上说,通信克服了距离上的障碍,能迅速而准确地实现远距离的信息传输。现阶段,通信已成为现代文明的标志之一,对人们的日常生活和社会活动及发展起着日益重要的作用。

通信的目的是传递和交换信息,那么什么是信息呢?

1.信息

信息就是对客观事物的反映。从本质上看,信息是对社会、自然界的事物特征、现象、本质及规律的描述。信息所描述的内容通常用信号来表示和传递。

2.信号

信号是信息的载体,可以在介质中传输。根据信号的表现形式不同,常见的信号有语音、符号、文字、数据、图像等。信号可以用表达式来表示,也可以用波形图来表示。描述信号特征的物理参量有幅度、频率、相位、时间等。

;按幅度取值不同,信号可以分为模拟信号和数字信号,如图1—1所示。

(1)模拟信号的特点是幅度取值随时间连续变化,如图1—1(a)所示。连续的含义是在某一取值范围内幅度可以取无限个值。

(2)数字信号的特点是幅度取值是离散变化的,如图1—1(b)所示。离散的含义是幅度取值是有限个值,如二进制数字信号的幅度取值只有两个,四进制数字信号的幅度取值可以有四个等。

按时间取值不同,信号可以分为连续信号和离散信号。连续信号的特点是时间连续,

如图1—2(a)所示;离散信号的特点是时间断开,如图1—2(b)所示。

;1.2通信系统的组成和分类;1.2.1通信系统的组成

通信是将信息从一端传到另一端。完成通信任务所需要的各种技术设备和传输介质构成的总体称为通信系统。典型的通信系统由信源、变换器、信道、反变换器、信宿等五个基本部分组成,其模型框图如图1—3所示。

;3.信道

信道是指传输信号的通道。目前,信道主要有两种类型:一种是有线信道,如双绞线、同轴电缆、光纤光缆等;另一种是无线信道,如可以传输电磁信号的自由空间等。由于信道的固有特性,信号在信道中传输时会存在衰减,也会产生时延,还会存在各种噪声和干扰。

4.反变换器

反变换器具有与变换器???反的功能,即从信道中接收信号,并把带有干扰的信号正确恢复,然后转换为信宿能接收的信号格式。

5.信宿

信宿是指信息传送的终点,也就是信息接收者。

6.噪声源

噪声源不是一个人为实现的实体,但在实际通信系统中又是客观存在的,它直接影响信号在信道中的传输质量。实际上,从信源到信宿的每个位置都可能存在干扰和噪声,为分析方便,在模型中以集中形式将噪声源加在信道上。;2.按信道中传输的信号类型分类

按信道中传输的信号类型不同,通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统两大类。模拟通信系统是指在信道中传输模拟信号的通信系统。典型的模拟通信系统为传统的模拟电话通信系统,如图14所示。数字通信系统是指在信道中传输数字信号的通信系统。典型的数字通信系统为数字电话通信系统,如图1—5所示。;

在数字通信系统中,信号在信道中传输时虽然也会出现衰减,也要叠加噪声,但由于数字信号是以脉冲有无的组合来表示信息的(以二进制为例),只要噪声的大小不影响接收端的正确判决,利用再生电路就可以将接收到的信号再生成原发送的信号,如图1—6(b)所示,因此数字通信方式可以做到无噪声积累,可实现长距离、高质量的传输。;(2)可靠性高。数字信号通过差错控制编码,可采用纠错和检错技术提高通信的可靠性。

(3)智能化程度高。因为数字通信传输一般采用二进制码,所以可使用计算机对数字信号进行处理,实现复杂的、远距离的、大规模的自动控制系统和自动数据处理系统,实现以计算机为中心的通信网。

(4)必威体育官网网址性强。当前,信息传输的安全性和必威体育官网网址性受到越来越多的重视,数字信号可采用高必威体育官网网址性能的数字加密技术,易于加密处理。

(5)设备便于集成化。数字通信系统中大部分电路是由数字电路实现的,微电子技术的发展使得数字通信系统可使用大规模、超大规模集成电路来实现。、

数字通信系统有以下两方面的缺点:

(1)数字通信系统设备比较复杂,同步要求较高。数字通信系统及设备一般都比较复杂,要准确地恢复信号,接收端需要严格的同步系统。

(2)占用的频带宽,频带利用率不高。一路数字电话频带一般为64kHz,而一路模拟电话所占的频带仅为4kHz,前者是后者的16倍。然而随着光纤通信的飞速发展,带宽已不成问题。;3.按传输媒介分类

按传输媒介不同,通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。有线通信系统中所用的传输媒介主要有两大类:一类是铜线,另一类是光纤。目前,通信中常用的铜线有双绞线和同轴电缆。光纤由于具有损耗小、容量大、必威体育官网网址性能好、资源丰富等优点逐渐代替铜线在通信网中广泛应用。为了使读者对通信中所使用的传输媒介有所了