項(xiàng)目一

通信技術(shù)概論

任務(wù)1通信技術(shù)的一般概念通信是指由一地向另一地進(jìn)行信息的有效傳遞。通信從本質(zhì)上講就是實(shí)現(xiàn)信息傳遞功能的一門科學(xué)技術(shù)，它要將大量有用的信息無失真、高效率地進(jìn)行傳輸，同時(shí)還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息屏蔽掉。通信不僅要有效地傳遞信息，而且還要有存儲、處理、采集及顯示等功能。廣義上：通信是指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下采用任意方法，任意媒質(zhì)，將信息從某一方準(zhǔn)確安全地傳送到一方或另外多方。狹義上：通信就是信息的傳輸與交換，即信息的傳遞。1、什么是通信？通信技術(shù)伴隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷進(jìn)步通信技術(shù)的發(fā)展1.1通信技術(shù)的一般概念“烽火戲諸侯”烽火狼煙是古代的一種重要的通信方式1.1通信技術(shù)的一般概念驛站傳文“烽火連三月，家書抵萬金”1.1通信技術(shù)的一般概念

1837年，莫爾斯發(fā)明了電碼里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念

1876年，貝爾發(fā)明了電話里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念里程碑式發(fā)展（電通信的發(fā)明）：1.1通信技術(shù)的一般概念通信技術(shù)的發(fā)展1.1通信技術(shù)的一般概念通信技術(shù)的發(fā)展1.1通信技術(shù)的一般概念通信技術(shù)的發(fā)展1.1通信技術(shù)的一般概念通信技術(shù)的發(fā)展1.1通信技術(shù)的一般概念

通信的發(fā)展過程是一個(gè)由運(yùn)動(dòng)通信到電通信、由低級到高級的發(fā)展過程。

其發(fā)展規(guī)律符合唯物主義的事物發(fā)展規(guī)律；科技的進(jìn)步促進(jìn)社會的進(jìn)步，社會的需求又推動(dòng)著科技的進(jìn)步。

同時(shí)告訴我們，要尊重事物發(fā)展規(guī)律，學(xué)習(xí)做事上都要在一定的環(huán)境下（如社會需求、學(xué)習(xí)環(huán)境等），循序漸進(jìn)，不斷尋求突破和取得進(jìn)步，向著更高的目標(biāo)而努力。思

政：尊重事物發(fā)展規(guī)律不斷尋求突破和取得進(jìn)步，向著更高的目標(biāo)而努力。1.1通信技術(shù)的一般概念

通信的目的是傳遞含有信息的消息（也即傳遞消息中所包含的信息），對于這一些相關(guān)名詞如：消息、信息、信號等也需區(qū)分了解。3.通信的相關(guān)名詞解釋（1）消息（Message）：消息是通信系統(tǒng)要傳送的對象，是物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，是信息的表現(xiàn)形式。消息具有不同的形式，如符號、文字、語音、音樂、數(shù)據(jù)、圖片、活動(dòng)圖像等。（2）信息（Information）：人們接收消息，關(guān)心的是消息中所包含的有效內(nèi)容。則信息可以被理解為消息中包含的有意義的內(nèi)容，消息是信息的載體。1.1通信技術(shù)的一般概念

有三個(gè)商人要被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄，監(jiān)獄長可以滿足他們每人提出的一個(gè)要求。美國商人愛抽雪茄，要了三箱雪茄，法國人最浪漫，要一個(gè)美麗女子相伴，而猶太人說，他要一部能與外界溝通的電話。

三年后，第一個(gè)沖出來的是美國人，嘴里、鼻孔里塞滿了雪茄，大聲喊道：“給我火，給我火！”原來他忘了要打火機(jī)。

接著出來是法國人，只見他手里抱著一個(gè)孩子，美麗女子手里牽著一個(gè)小孩子，肚子里還懷著第三個(gè)。

最后出來的是猶太人，他緊緊握著監(jiān)獄長的手說：“這三年來我人雖在監(jiān)獄，但每天能與外界聯(lián)系，我的生意不但沒有停頓，反而增長了兩倍，為了表示感謝，我送你一輛勞斯萊斯。

這個(gè)故事說明，什么樣的抉擇決定什么樣的結(jié)果，只要沒有失去信息，實(shí)際上什么也沒有失去。”誰掌握了信息，誰就掌握了整個(gè)世界！“【擴(kuò)展閱讀：信息的價(jià)值】1.1通信技術(shù)的一般概念（3）信號（Signal）：通信中信息的傳遞是通過信號的形式傳遞的。例如：紅綠燈信號、狼煙、電壓、電流信號等，信號是消息的載體，在各種各樣的通信中利用電信號來承載消息的方式稱為電通信。注：

當(dāng)今在自然科學(xué)領(lǐng)域涉及“通信”這一術(shù)語時(shí)，一般均值“電通信”。光通信也是電通信的一種，因?yàn)楣庖彩且环N電磁波。1.1通信技術(shù)的一般概念綜上所述，消息、信息和信號這三者之間及聯(lián)系又有不同，即：

消息是信息的外在形式；

信息是消息的內(nèi)涵；

信號是消息（或信息）的載體。

基于上述內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解，通信（電通信）就是利用電信號將信息從發(fā)送端（信源）傳遞到接收端（信宿）。1.1通信技術(shù)的一般概念在日常生活中，人們通過對話、書信、表演等多種形式進(jìn)行思想的交流和現(xiàn)象的描述，這些過程都可以稱為消息（Message）的傳遞。消息中所包含的對受信者有意義的內(nèi)容稱為信息(Information)。信息的多少用信息量表示。信號(Signal)是信息的表現(xiàn)形式，它可以是聲音、圖像、電壓、電流或光等。例如，當(dāng)兩個(gè)人進(jìn)行面對面的談話時(shí)，談話的內(nèi)容就是消息，其中有一部分對聽者來說是有意義的，這部分稱為信息；而聲音的表現(xiàn)形式是聲波，這個(gè)聲波就是信號。如果這兩個(gè)人是通過電話交談，聲音以電流的形式被傳送到對方，這時(shí)信號的形式就是電流。

信號1.1通信技術(shù)的一般概念電信號按其波形特征可分為兩大類：一類是模擬信號，另一類是數(shù)字信號。1.模擬信號自然界存在的信號大多是模擬信號，其主要的特征有兩個(gè)，即時(shí)間上的連續(xù)與狀態(tài)上的連續(xù)。所謂時(shí)間上連續(xù)，指的是在任何時(shí)刻信號的電量（電壓或電流）對信號都是有意義的，而狀態(tài)上連續(xù)則說明信號的電量可能是某一個(gè)有限范圍內(nèi)的任意值，具體反映在模擬信號經(jīng)過傳輸后如果與傳輸前的信號不一致，信號所攜帶的信息就會部分丟失。

信號1.1通信技術(shù)的一般概念模擬信號：常見的模擬信號有話音信號、電視圖像信號以及各種傳感器的檢測信號等。

如：話筒（聲音→音頻信號）、

攝像機(jī)（圖像→視頻信號）

模擬信號：特征量取值連續(xù)的信號（幅度、頻率和相位）

1.1通信技術(shù)的一般概念2.數(shù)字信號數(shù)字信號是用特定時(shí)刻的有限個(gè)狀態(tài)來表示信息的。

信號1.1通信技術(shù)的一般概念

數(shù)字信號：

如：電傳機(jī)（鍵盤字符→數(shù)字信號）、計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端

數(shù)字信號：特征量取值離散的信號（幅度、頻率和相位）1.1通信技術(shù)的一般概念

模擬信號與數(shù)宇信號是可以相互轉(zhuǎn)換的。模擬信號可以通過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號,而數(shù)宇信號通過D/A轉(zhuǎn)換又可以變?yōu)槟M信號，在通信中常見的A/D轉(zhuǎn)換方式有脈沖編碼調(diào)制、增量調(diào)制以及在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的各種方式。1.1通信技術(shù)的一般概念信道（channel）是信號傳遞的通道，信號要通過信道才能被傳遞到目的地。信道的性質(zhì)和性能對通信的效果有著決定性的影響。狹義信道可以分為有線信道、無線信道和存儲信道三類。有線信道以有形的導(dǎo)線為傳輸媒質(zhì)，信號沿導(dǎo)線進(jìn)行傳輸，信號的能量集中在導(dǎo)線中或其附近，因此高效安全，但是靈活性差；無線信道包括無線電波無線電信道和水聲信道等。無線信道效率低、安全性差，但靈活性高；磁帶、光盤、磁盤等數(shù)據(jù)存儲媒質(zhì)可以被看作是存儲信道：將數(shù)據(jù)寫入存儲媒質(zhì)的過程即等效于發(fā)射機(jī)將信號傳輸?shù)叫诺赖倪^程，將數(shù)據(jù)從存儲媒質(zhì)讀出的過程即等效于接收機(jī)從信道接收信號的過程。

信道1.1通信技術(shù)的一般概念廣義信道，可以分為調(diào)制信道和編碼信道兩類。調(diào)制信道是指信號從調(diào)制器的輸出端傳輸?shù)浇庹{(diào)器的輸入端經(jīng)過的部分；編碼信道是指數(shù)字信號由編碼器輸出端傳輸?shù)阶g碼器輸入端經(jīng)過的部分。本書中我們討論的信道主要指有線信道和無線電波信道這兩類狹義信道。信道1.1通信技術(shù)的一般概念通信是將信號從一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳輸?shù)倪^程。用于完成信號的傳遞與處理的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)(CommunicationSystem)。現(xiàn)代通信要實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間的相互連接，這種由多用戶通信系統(tǒng)互連的通信體系稱之為通信網(wǎng)絡(luò)(CommunicationNetwork)。通信網(wǎng)絡(luò)以轉(zhuǎn)接交換設(shè)備為核心，由通信鏈路將多個(gè)用戶終端連接起來，在管理機(jī)構(gòu)（包含各種通信與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）的控制下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上各個(gè)用戶之間的相互通信。

通信系統(tǒng)1.1通信技術(shù)的一般概念

通信系統(tǒng)的一般模型產(chǎn)生或發(fā)出消息的人或機(jī)器將信源產(chǎn)生的消息信號變換成便于傳送的形式接收消息的人或機(jī)器從帶有干擾的接收信號中正確恢復(fù)出原始信號通信系統(tǒng)是指通信中所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒介構(gòu)成的總體。1.1通信技術(shù)的一般概念“信源”（信息源，也稱發(fā)終端）：是消息的來源，把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始電信號，如電話系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。(信號源分為模擬信號和數(shù)字信號)

模擬信號源：輸出的是連續(xù)的模擬信號

如：話筒（聲音→音頻信號）、

攝像機(jī)（圖像

→視頻信號）

模擬信號：特征量取值連續(xù)的信號（幅度、頻率和相位）

各部分的功能描述如下：1.1通信技術(shù)的一般概念

數(shù)字信號源：輸出的是離散的數(shù)字信號

如：電傳機(jī)（鍵盤字符→

數(shù)字信號）、計(jì)算機(jī)等各種數(shù)字終端

數(shù)字信號：特征量取值離散的信號（幅度、頻率和相位）1.1通信技術(shù)的一般概念

通常又把信源輸出的信號稱為基帶信號，其特點(diǎn)是信號的頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。

如：語音信號為：300~3400Hz

圖像信號為：0~6MHz1.1通信技術(shù)的一般概念“發(fā)送設(shè)備”：其基本功能是將信源和信道匹配起來，即將信源產(chǎn)生的原始電信號（基帶信號）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枺屯鶄鬏斀橘|(zhì)。

可包含變換、放大、濾波、編碼、調(diào)制等過程，對于多路傳輸還包括多路復(fù)用各部分的功能描述如下：“信道”：是一種物理媒質(zhì)，是信號傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

信道可以是有線的，也可以是無線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。

信道既給信號以通路同時(shí)也會對信號產(chǎn)生各種干擾和噪聲?！霸肼曉础保翰皇侨藶榧尤氲脑O(shè)備，而是通信系統(tǒng)中各種設(shè)備，以及信道中所固有的，并且是人們所不希望的。1.1通信技術(shù)的一般概念“接收設(shè)備”：從帶有干擾的接收信號中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號，完成發(fā)送過程的逆變換（如解調(diào)、解碼、譯碼、濾波、放大等）。各部分的功能描述如下：“信宿”（收信者）：傳輸信息的歸宿點(diǎn)，其功能與信源相反，即將復(fù)原的原始電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。1.1通信技術(shù)的一般概念雙向通信系統(tǒng)1.1通信技術(shù)的一般概念小結(jié)通信技術(shù)概論

任務(wù)1：通信的基本概念、