目錄ONTENTS1.1通信的基本概念1.2通信的分類1.3通信的基本方式1.4通信系統(tǒng)的調制技術1.5通信系統(tǒng)分類思考題與練習題目錄02

通信的基本概念1.1

1.1通信的基本概念04通信：指的是信息的傳輸與交換。通信系統(tǒng):用于進行通信的設備硬件、軟件和傳輸介質的集合。

1.1通信的基本概念05通信系統(tǒng)的一般模型

通信的分類1.2

1.2通信的分類071.2.1按信號特征分類根據(jù)信道傳輸信號種類的不同，通信系統(tǒng)可分為兩大類：模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬系統(tǒng)是指信道中傳輸模擬信號的系統(tǒng)，模擬信號是指連續(xù)變化的信號，如傳統(tǒng)的電話、廣播和電視信號就是模擬信號。數(shù)字系統(tǒng)是指信道中傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)稱為，數(shù)字信號是指離散變化的信號,如數(shù)字電話、互聯(lián)網通信信號即為數(shù)字信號。1.2通信的分類08模擬信號與數(shù)字信號波形1.2.2按傳輸介質分類按傳輸介質的不同，通信系統(tǒng)又可分為無線通信系統(tǒng)與有線通信系統(tǒng)。1.2.3按調制方式分類按調制與否，可分為基帶通信系統(tǒng)和調制通信系統(tǒng)。所謂基帶通信，是指傳輸?shù)男盘柺菦]有經過任何調制處理的信號，即基帶信號，而調制通信傳輸?shù)氖且呀浾{制的信號。1.2.4按通信業(yè)務分類按傳送信息的物理特征分為電話通信系統(tǒng)、電報通信系統(tǒng)、廣播通信系統(tǒng)、電視通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。1.2.5按工作波段分類按使用波長可分為長波通信系統(tǒng)、中波通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)等。1.2通信的分類09

通信的基本方式1.3

1.3通信的基本方式11通信方式指通信雙方(或多方)之間的工作形式和信號傳輸方式，它是通信各方在通信實施之前必須首先確定的問題。1.3.1按通信對象數(shù)量的不同通信方式可分為點到點通信(即通信是在兩個對象之間進行)、點到多點通信(一個對象和多個對象之間的通信)和多點到多點通信三種(多個對象和多個對象之間的通信)。、1.3.2根據(jù)信號傳輸方向與傳輸時間的不同任意兩點間的通信方式可分為三種，即：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。單工通信是指在任何一個時刻，信號只能從甲方向乙方單向傳輸，甲方只能發(fā)信，乙方只能收信。半雙工通信是指在任何一個時刻，信號只能單向傳輸，或從甲方向乙方，或從乙方向甲方，雙方都不能同時收、發(fā)信息。雙工通信是指在任何一個時刻，信號能夠雙向傳輸，每一方都能同時進行收信與發(fā)信工作。1.3通信的基本方式121.3通信的基本方式13通信工作方式示意圖1.3.3按通信終端之間的連接方式

通信方式可劃分為兩點間直通方式和交換方式。直通方式是通信雙方直接用專線連接；而交換式的通信雙方必須經過一個稱為交換機的設備才能連接起來，如電話系統(tǒng)。1.3.4在數(shù)據(jù)通信中按數(shù)字信號傳輸?shù)捻樞?，通信方式又有串行通信與并行通信之分。串行通信是指將表示一定信息的數(shù)字信號序列按信號變化的時間順序一位接一位地從信源經過信道傳輸?shù)叫潘?。其特點是只需一條信道，通信線路簡單、成本低廉，一般用于較長距離的通信，比如工控領域利用計算機串口進行的數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。缺點是傳輸速度較慢，為解決收、發(fā)雙方的碼組或字符同步問題，需要采取同步措施。并行通信是指將表示一定信息的數(shù)字信號序列按碼元數(shù)分成n路（通常n為一個字長，比如8路、16路、32路等），同時在n路并行信道中傳輸，信源一次可以將n位數(shù)據(jù)（一個字節(jié)）傳送到信宿。并行通信的特點是需多條信道、通信線路復雜、成本較高、但傳輸速率快且不需要外加同步措施就可實現(xiàn)通信雙方的碼組或字符同步，多用于短距離通信，比如計算機與打印機之間的通信。1.3.5按同步方式的不同，又分為同步通信和異步通信。1.3通信的基本方式14

通信系統(tǒng)的調制技術1.4

1.4通信系統(tǒng)的調制技術16

通信的目的是為了把信息向遠處傳遞,在傳播人聲的過程中，可以先用話筒把人聲變成電信號，再通過擴音機放大后用喇叭（揚聲器）播放出去。由于喇叭的功率大，因此聲音可以傳得比較遠，但如果還想將聲音再傳得更遠一些，比如幾十千米、幾百千米，那該怎么辦？大家自然會想到用電纜或無線電進行傳輸，但會出現(xiàn)兩個問題，一是鋪設一條幾十千米甚至上百千米的電纜只傳一路聲音信號，其傳輸成本之高、線路利用率之低人們是無法接受的；二是利用無線電通信，但需滿足一個基本條件，即欲發(fā)射信號的波長（兩個相鄰波峰或波谷之間的距離）必須能與發(fā)射天線的幾何尺寸可比擬，該信號才能通過天線有效地發(fā)射出去（通常認為天線尺寸應大于波長的十分之一）。而音頻信號的頻率范圍是20Hz～20kHz，最小的波長為式中，λ為波長（m）；c為電磁波傳播速度（光速）（m/s）；f為音頻（Hz）?？梢?，要將音頻信號直接用天線發(fā)射出去，天線幾何尺寸即便按波長的百分之一取也要150米高（不包括天線底座或塔座）。因此，要想把音頻信號通過可接受的天線尺寸發(fā)射出去，就需要想辦法提高欲發(fā)射信號的頻率（頻率越高波長越短）。第一個問題的解決方法是在一個物理信道中對多路信號進行頻分復用（FDM）；第二個問題的解決方法是把欲發(fā)射的低頻信號“搬”到高頻載波上去（或者說把低頻信號“變”成高頻信號）。兩個方法有一個共同點就是要對信號進行調制處理。1.4通信系統(tǒng)的調制技術17調制是指讓載波的某個或幾個參數(shù)隨調制信號（原始信號）的變化而變化的過程或方式。而載波通常是一種用來搭載原始信號（信息）的高頻信號，它本身不含有任何有用信息。根據(jù)調制信號的類型不同可以將調制分為模擬調制和數(shù)字調制方式。其中，常見的模擬調制有AM、FM和PM，常見的數(shù)字調制方式有ASK、FSK、PSK以及QAM等。1.4通信系統(tǒng)的調制技術18

模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)1.5

1.5模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)201.5.1模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的基本概念

根據(jù)通信技術的現(xiàn)狀，在傳統(tǒng)分類方式的基礎上，結合信源和信宿所處理的信號種類對通信系統(tǒng)可重新進行分類，把通信系統(tǒng)分為三種：模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。這里需要明確模擬通信、數(shù)字通信和數(shù)據(jù)通信的概念：模擬通信一般指的是信源發(fā)出的、信宿接收的和信道傳輸?shù)亩际悄M信號的通信過程或方式。因此，模擬通信系統(tǒng)可以說是以模擬信道傳輸模擬信號的系統(tǒng)。數(shù)字通信是指信源發(fā)出和信宿接收的是模擬信號，而信道傳輸?shù)氖菙?shù)字信號通信過程或方式。因此，數(shù)字通信系統(tǒng)可以說是以數(shù)字信號的形式傳輸模擬信號的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信是隨計算機和計算機網絡的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的通信方式，它是指信源、信宿處理的都是數(shù)字信號，而傳輸信道既可以是數(shù)字信道也可以是模擬信道的通信過程(方式)。通常，數(shù)據(jù)通信主要指計算機(或數(shù)字終端)之間的通信。

1.5模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)211.5.2數(shù)據(jù)通信的主要性能指標1.帶寬帶寬有信道帶寬和信號帶寬之分，一個信道(廣義信道)能夠傳送電磁波的有效頻率范圍就叫該信道的帶寬。對信號而言，信號所占據(jù)的頻率范圍就是信號的帶寬。2.信號傳播速度信號傳播速度是指信號在信道上每秒鐘傳送的距離，單位是m／s。3.數(shù)據(jù)傳輸速率（比特率）數(shù)據(jù)傳輸速度是指每秒能夠傳輸多少位數(shù)據(jù)，單位是比特／秒（b/s）。4.最大傳輸速率每個信道傳輸數(shù)據(jù)的速率有一個上限，我們把這個速率上限叫做信道的最大傳輸速率，也就是信道容量。5.碼元傳輸速率（波特率）信號每秒鐘變化的次數(shù)叫做波特率（Baud）。6.吞吐量吞吐量是信道在單位時間內成功傳輸?shù)男畔⒘?。單位一般為bit/s。例如某信道10分鐘內成功傳輸了8.4Mbit的數(shù)據(jù)，那么它的吞吐量就是8.4Mbit／600s=14kb/s。注意，由于傳輸過程中出錯或丟失數(shù)據(jù)造成重傳的信息量，不計在成功傳輸?shù)男畔⒘恐畠取?.利用率利用率是吞吐量和最大數(shù)據(jù)傳輸速率之比。8.延遲延遲指從發(fā)送者發(fā)送第一位數(shù)據(jù)開始，到接收者成功地收到最后一位數(shù)據(jù)為止，所經歷的時間。它又主要分為傳輸延遲、傳播延遲兩種，傳輸延遲與數(shù)據(jù)傳輸速率和發(fā)送機／接收機以及中繼和交換設備的處理速度有關，傳播延遲與傳播距離有關。9.抖動（Jitter）

延遲不是固定不變的，它的實時變化叫做抖動。抖動往往與機器處理能力、信道擁擠程度等有關。有的應用對延遲敏感，如