第4章 通讯技术基础

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时间:2019-06-26

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1、通讯技术基础现代的信息社会,人们已经通过因特网、手机等方式从事各种商务、教育、医疗、以及办公等事务活动。这些都是由计算机技术与通信技术相结合形成的网络带来的结果。通信技术的进步,丰富了人与人沟通的方式,也改变着人们的日常生活。4.1通信技术概述4.1.1通信系统的基本概念与原理1.通信系统的组成所有的通信系统都包括一个发射器、一个接收器和传输介质。信息源(信源):把各种消息转换成原始电信号。信源可分为模拟信源和数字信源。发射器:产生适合于在信道中传输的信号。信道:将发送设备的信号传送到接收端的物理介质。分为有线

2、信道和无线信道两大类。噪声源:分布于通信系统中各处的噪声。接收器:从受减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。受信者(信宿):把原始电信号还原成相应的消息,如扬声器等。2.数据、信号、信道数据:定义为有意义的实体,是表征事物的形式,如文字、声音和图像等。数据可分为模拟数据(如声音的大小)和数字数据(如文本信息)两类。信号:是数据的电磁或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和数字信号。3.模拟通信与数字通信信道:用来表示向某一个方向传送信息的媒体。信道也分为传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。

3、相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。编码与译码的目的:提高信息传输的有效性,完成模/数转换。加密与解密的目的:保证所传输信息的安全。数字调制与解调的目的:形成适合在信道中传输的基带信号。4.1.2数字通信技术1.数据传输方式⑴并行传输与串行传输并行传输:指数据以成组的方式,在多条并行信道上同时进行传输。并行传输适用于计算机和其他高速数据系统的近距离传输。串行传输:指数据流以串行方式,在一条信道上传输。串行

4、传输只需要一条传输信道,传输速度慢于并行传输,但易于实现、费用低,是目前主要采用的一种传输方式。⑵单工、半双工和全双工数据传输根据数据电路的传输能力,数据通信可以有单工、半双工和全双工三种传输方式。单工数据传输:半双工:全双工:2.多路复用技术多路复用技术就是在发送端将多路信号进行组合,然后在一条专用的物理信道上实现传输,接收端再将复合信号分离出来。⑴频分多路复用把每个要传输的信号以不同的载波频率进行调制,且各个载波频率是完全独立互不重叠,然后在传输介质上进行传输。⑵时分多路复用利用每个信号在时间上交叉,在一个

5、传输通路上传输多个数字信号,这种交叉可以是位一级的,也可以是由字节组成的块或更大量的信息。时分多路复用既可传输数字信号,又能同时交叉传输模拟信号。另外,对于模拟信号,可将时分多路复用和频分多路复用结合起来使用,一个传输系统可以频分许多条通道,每条通道再用时分多路复用来细分。4.1.3主要评价技术指标有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“速度”问题。可靠性:指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。对于模拟通信系统,有效性用有效传输频带宽度来度量,可靠性用接收端最

6、终输出信噪比来度量;对于数字通信系统,有效性用传输速率和频带利用率来衡量。1.数据传输速率指每秒能传输的比特数,又称比特率,单位是位/秒(b/s或bps)。例如:1000bps表示每秒钟传输1000二进制位常说的“倍速”数,就是说的数据传输速率。单倍数传输时,传输速率为150kbps;四倍速传输时,传输速率为600kbps;40倍速传输时,传输速率为6Mbps。2.频带利用率频带利用率是数据传输速率与系统带宽之间的比值,它是单位时间内所能传输的信息速率,即单位带宽(1Hz)内的传输速率。频带宽度(带宽)是指允许

7、传送的信号的最高频率与允许传送的信号的最低频率之间的频率范围,即最高频率减最低频率的值,单位为赫兹(Hz)。3.频带宽度4.误码率在比较不同通信系统的效率时,只看它们的数据传输速率是不够的,或者说,即使两个系统的数据传输速率相同,它们的效率也可能不同,所以还要看传输这样的数据所占的频带宽度。通信系统占用的频带愈宽,其传输数据的能力应该越强。指在给定时间段内,错误位数与总传输位数之比。一般计算机网络要求误码率低于10-6,而有线网要求低于10-9。5.信噪比信噪比是指在规定的条件下,传输信道特定点上的有用功率与和

8、它同时存在的噪声功率之比,即数据传输时受干扰的程度,通常以分贝为单位。它与传输速率有关,信噪比大了会影响传输速率。4.2数字信号的传输计算机输出的二进制序列、电传机输出的代码、来自模拟信号经数字化处理后的PCM码组等都是数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量,甚至直流分量,称为数字基带信号。在某些有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下,数字基带信号可以直接传输,称为数字基带传输。而

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