《现代通信系统原理》第八章_信息安全
信息安全课程表(武大)
武大信息安全专业课程简介(一)课程名称（中、英文）计算机导论Introduction to Computer1、课程简介主要讲授计算机科学与技术学科体系、课程体系、知识结构（包括计算机软件与理论、计算机硬件与网络、计算机应用与信息技术等）、计算机法律、法规和知识产权，计算机学生的择业与职业道德等内容。
使学生对所学专业及后续课程的学习有一个整体性、概括性的了解，树立专业学习的信心和自豪感，为今后的学习打下良好的基础。
2、参考书1）Roberta Baber, Marilyn Meyer,《计算机导论》，汪嘉Min译，清华大学出版社，2000。
2 ) Tony Greening 主编，《21世纪计算机科学教育》，麦中凡等译，高等教育出版社，2001。
3）姚爱国等，《计算机导论》，武汉大学出版社，20034) 黄国兴，陶树平，丁岳伟，《计算机导论》，清华大学出版社，2004。
计算机应用基础An Introduction to Computer1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。
目的是使学生掌握必须的计算机基础知识与基本技能，为后续专业基础和专业课程的学习打下良好的基础。
2、指定教材《计算机导论》，姚爱国、杜瑞颖、谭成予等编著，武汉大学出版社，2003年。
电路与电子技术Circuit and Electrical Technology1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课，是学生学习专业知识和从事工程技术工作的理论基础。
通过对该课程的学习，让学生掌握各种电路尤其是电路的组成及基本分析方法，为系统学习专业基础和专业知识打下坚实的基础。
2、参考书目《电路原理》，江缉光主编，清华大学出版社。
《电路原理》，范承志等编，机械工业出版社。
《模拟电子技术基础》，童诗白等主编，清华大学出版社。
《电子技术基础》，康华光主编，高等教育出版社。
数字逻辑Digital Logic1、课程简介本课程是计算机科学与技术、信息安全专业的专业基础必修课。
现代通信原理第二版
现代通信原理第二版现代通信技术是当今社会发展的重要支撑，它的发展不仅改变了人们的生活方式，也对整个社会产生了深远的影响。
在这个信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，我们已经进入了一个无处不在的通信时代。
本文将从现代通信原理的角度，对通信技术的发展进行探讨。
首先，现代通信原理的基础是信息的传输。
信息传输是通信技术的核心，它涉及到信号的产生、传输和接收。
现代通信系统使用的信号类型多种多样，包括模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
在信息传输过程中，需要对信号进行调制和解调，以便在传输过程中保持信号的完整性和准确性。
其次，现代通信原理的另一个重要方面是信道的传输。
信道是信息传输的媒介，它可以是有线的或者是无线的。
有线信道主要包括光纤、同轴电缆和双绞线等，而无线信道则包括无线电波和微波等。
在信道传输过程中，会受到各种干扰和衰减，因此需要采用调制解调、编码解码等技术来保证信息的可靠传输。
此外，现代通信原理还涉及到通信系统的组成和结构。
通信系统由信源、发送器、信道、接收器和信宿等组成，它们之间通过信号进行连接和交互。
通信系统的结构设计需要考虑到信号的传输速率、带宽、误码率等因素，以及系统的可靠性、成本和功耗等方面的考虑。
最后，现代通信原理还包括了数字通信、无线通信、光纤通信等方面的内容。
数字通信是指利用数字技术进行信息传输，它具有抗干扰能力强、传输质量高等优点。
无线通信是指利用无线电波进行信息传输，它具有覆盖范围广、灵活性高等特点。
光纤通信则是利用光纤作为传输介质进行信息传输，它具有传输速率快、带宽大等优势。
总之，现代通信原理是通信技术发展的基础和核心，它涉及到信息的传输、信道的传输、通信系统的组成和结构，以及数字通信、无线通信、光纤通信等方面的内容。
随着科技的不断进步和创新，现代通信原理将会继续发展，为人们的生活带来更多的便利和可能。
《现代通信系统原理》课件
人工智能和机器学习技术在通信系统中的应用将更加广泛，用于优化网络性能、提高数据传输效率和降低能耗。
人工智能与机器学习
量子通信技术以其高度安全性和抗干扰能力，将成为未来通信系统的重要发展方向。
量子通信技术
可见光通信技术以其高速、低成本、低能耗等优势，有望在室内通信等领域得到广泛应用。
现代通信系统原理
目录
CONTENTS
引言模拟通信系统数字通信系统现代通信系统原理通信系统的未来展望
引言
信息源
信道
目的地
产生信息的设备或物体。
传输信号的媒介。
接收信息的目的地或用户。
利用物理线路传输信号的系统，如电缆、光纤等。
有线通信系统
利用电磁波传输信号的系统，如手机、广播、电视等。
无线通信系统
解调
实现调制与解调，将计算机或终端设备与通信网络连接起来。
调制解调器的功能
现代通信系统原理
通信系统定义
通信系统是实现信息传输与交换的系统，由信源、信道和信宿组成。
调制解调技术
调制解调技术是实现模拟信号与数字信号相互转换的关键技术，常用的调制方式有调频、调相和调幅。
信道编码技术
信道编码技术通过在信息码元中加入冗余位元，实现差错控制和纠错功能，提高数据传输的可靠性。
可见光通信技术
工业4.0与智能制造
未来通信系统将广泛应用于工业4.0和智能制造领域，支持实时数据传输和处理，提升生产效率和产品质量。
智慧城市与智ห้องสมุดไป่ตู้交通
未来通信系统将助力智慧城市和智慧交通的建设，实现城市各领域的智能化管理和高效协同。
虚拟现实与增强现实
未来通信系统将为虚拟现实和增强现实技术的发展提供有力支持，推动娱乐、教育、医疗等领域的技术革新。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
四次群
139262
1920
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
15
同步数字系列SDH Synchronous Digital Hierarchg
❖ 在某些新型的三层结构宽带传输网络方案中，
STM-1/STM-4 (155Mbps/622Mbps) 用于接入层 STM-16 (2.5Gbps) 用于汇接层 STM-64 (10Gbps) 用于核心层
现代通信原理
第八章 时分复用(1)
8.1时分复用TDM原理
❖ 频分复用FDM是利用用一物理连接的不同频 段来传输不同的信号，达到多路传输的目的。
❖ 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时 段来传输不同的信号，也能达到多路传输的 目的。
❖ 目前通信中常用的多路复用方式主要有以下 四种:
wujing
SDH体系速率等级
等级
速率
STM-1
155.52Mb/s
STM-4
622.02Mb/s
STM-16
2488.32Mb/s
STM-64
10Gb/s
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
16
8.2 PCM基群帧结构
❖ 采用TDM的数字通信系统，在国际上已建立起 标准。原则上是先把一定路数的电话复合成一个 标准数据流(称为基群)，基群数据流的构造结构 称为基群帧。
TS1~TS15 话路时隙 TS16信令时隙
偶帧TS0 帧同步时隙
x0011011
F0 0 0 0 0 1 A2 1 1
帧同步信号
复帧同步 备用比特
TS17~TS31 话路时隙 话路时隙
xxxxxxxx
488ns
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
现代通信原理详述
现代通信原理详述现代通信原理是指现代通信系统中所采用的通信技术和原理。
通信是指信息的传递和交流过程。
在现代通信中，人们通过无线电波、光纤等信道将信息进行传输，同时利用调制和解调、编码和解码等技术对信息进行处理和转换。
首先，信号的调制与解调是指将信息信号转换成适合传输的调制信号，以及将接收到的调制信号转换成原始信息信号的过程。
调制是将低频信号转换成高频信号的过程，常见的调制方式有频率调制、幅度调制和相位调制。
解调则是将高频信号转换成低频信号的过程。
其次，信道的编码与解码是指通过编码将原始信号转换成编码信号，并通过解码将接收到的编码信号转换成原始信号的过程。
编码可以提高信号的可靠性和效率，常见的编码方式有纠错编码和压缩编码。
解码则是将接收到的编码信号还原成原始信号的过程。
第三，误码控制是指通过一定的措施来降低发生在信号传输过程中的错误率。
误码控制的方法有前向纠错码、交织编码、交互干扰等。
它可以提高通信信号的可靠性和稳定性，降低信号传输过程中的错误率。
最后，多路复用与多址技术是指通过将多个通信信号进行合理的组合和分解，使它们能够在同一信道上传输的技术。
多路复用是将多条信号复用到同一个信道上，以提高信道的利用率；多址技术则是允许多个用户同时使用同一个信道进行通信。
总之，现代通信原理是一门综合性的学科，涵盖了信号调制与解调、信道编码与解码、误码控制以及多路复用与多址技术等多个方面。
通过深入研究和应用这些原理，可以实现高效、可靠的通信系统，为人们的日常生活和工作带来很大的便利。
现代通信系统概论
2
物联网的兴起
物联网将进一步发展，实现设备之间的互联互通，创造更智能、便捷的生活方式。
3
5G时代的到来
随着5G技术的商用化，人们将享受到更快、更可靠的移动通信体验。
现代通信系统概论
现代通信系统是指利用技术手段传递信息的系统。通信系统由发送器、接收 器、信道、编解码技术等组成部分构成。本课程将介绍通信系统的基本原理 和应用领域。
通信系统的基本组成部分
发送器和接收器
发送器负责将信息转换成信 号并发送，接收器负责接收 并解码这些信号以还原信息。
信道
信道是信息传输的媒介，可 以是有线媒体（如光纤）或 无线媒体（如无线电波）。
通信系统的关键性能指标
1 传输速率
传输速率是指单位时间内传输的信息量，通常以位/秒（b/s）或字节/秒（B/s）来表示。
2 误码率
误码率是指传输过程中发生的传输错误的频率，通常以百分比或小数形式表示。
3 带宽
带宽是指信道传输的频率范围，也可以表示为数据传输速率的最大值。
现代通信系统的应用领域
移动通信
移动通信技术使得人们可以随时随地进行语音和数据通信，如2G、3G、4G、5G等。
互联网
互联网是全球范围内的计算机网络系统，通过标准化协议相互连接，在全球范围内实现信息 的传输和共享。
卫星通信
卫星通信系统利用人造卫星作为中继器，实现全球范围内的信息传术的发展
无线通信技术将继续发展，为更好地满足人们对高速、稳定的通信需求。
编码和解码技术
编码和解码技术用于将信息 转换成容易传输和存储的形 式，并在接收端将其还原为 原始信息。
常见的通信系统类型
1 有线通信系统
有线通信系统使用物理介质进行信息传输， 如电话线、光纤等。
信息安全
的一种安全保护措施。用户和用户组被赋予 一定的权限。网络控制用户和用户组可以访 问哪些目录、子目录、文件和其他资源。可 以指定用户对这些文件、目录、设备能够执 行哪些操作。
3. 目录级安全控制
网络应允许控制用户对目录、文件、设备的
访问。用户在目录一级指定的权限对所有文 件和子目录有效，用户还可进一步指定对目 录下的子目录和文件的权限。对目录和文件 的访问权限一般有八种：系统管理员权限、 读权限、写权限、创建权限、删除权限、修 改权限、文件查找权限、访问控制权限。
网络允许在服务器控制台上执行一系列操作。
用户使用控制台可以装载和卸载模块，可以 安装和删除软件等操作。 网络服务器的安全控制包括可以设置口令锁 定服务器控制台，以防止非法用户修改、删 除重要信息或破坏数据；可以设定服务器登 录时间限制、非法访问者检测和关闭的时间 间隔。
防火墙技术
在计算机网络中，“防火墙”是指设置在可 信任的内部网和不可信任的公众访问网之间 的一道屏障，来保护计算机网络资源和用户 声誉，使一个网络不受另一个网络的攻击， 实质上是一种隔离技术。 防火墙是网络通信时的一种尺度，允许同意 的“人”和“数据”访问，同时把不同意的 “拒之门外”，这样能最大限度地防止黑客 的访问，阻止他们对网络进行一些非法的操 作。
第八章 信息安全
信息社会的到来，给全球带来了信息技术飞速发 展的契机；信息技术的应用，引起了人们生产方 式、生活方式和思想观念的巨大变化，极大地推 动了人类社会的发展和人类文明的进步，把人类 带入了崭新的时代。
然而，人们在享受网络信息所带来的巨大利益的
同时，也面临着信息安全的严峻考验。信息安全 已成为世界性的现实问题，信息安全与国家安全、 民族兴衰和战争胜负息息相关。没有信息安全， 就没有完全意义上的国家安全，也没有真正的政 治安全、军事安全和经济安全。
现代通信原理知识点总结
现代通信原理知识点总结一、通信原理概述通信原理是指在通信系统中传递信息所需的基本原理和技术。
通信原理是现代通信技术的基础，它主要包括信息的产生、传输和接收三个基本环节。
通信原理在信息传输的各个环节中起着决定性的作用，它是信息通信技术发展的基石。
二、信息的产生信息的产生是指信息的生成和获取过程。
在通信系统中，信息的产生是系统中最早的一个环节。
根据信息的性质和来源，信息的产生可以分为模拟信息和数字信息两种。
1. 模拟信息模拟信息是指连续变化的信号，如声音信号、视频信号等。
模拟信息是人类日常生活中产生的大部分信息。
2. 数字信息数字信息是指以数字形式表示的信息，它是通过对模拟信息进行采样和量化得到的。
数字信息可以更方便地进行传输和处理。
在信息产生的过程中，还需要考虑信息的编码和压缩等技术，以便更高效地进行信息传输和处理。
三、信息的传输信息的传输是指信息在通信系统中的传递过程。
信息的传输是通信系统中最核心的一个环节，它包括信号传输、信道编码、数字调制等一系列技术。
1. 信号传输信号传输是指将信息转化为能够在通信系统中传输的信号。
在通信系统中，信号传输可以分为基带信号传输和带通信号传输两种。
（1）基带信号传输基带信号是指未经调制的信号，如数字信号和模拟信号。
在通信系统中，基带信号需要经过调制才能进行传输。
（2）带通信号传输带通信号是指经过调制得到的信号，如调幅信号、调频信号、调相信号等。
带通信号可以更有效地进行传输，能够在频谱中占用更小的带宽。
2. 信道编码信道编码是指对信息进行编码，以便在传输过程中提高抗干扰能力和纠错能力。
常见的信道编码技术包括卷积码、纠错码等。
3. 数字调制数字调制是指将数字信号转化为模拟信号的过程，以便进行传输。
常见的数字调制技术包括调幅调制、调频调制、调相调制等。
在信息的传输过程中，还需要考虑传输介质、传输速率、传输距离等因素，以保证信息能够在通信系统中正常传输。
四、信息的接收信息的接收是指接收端对传输过来的信息进行解调和解码的过程。
现代通信原理解析
现代通信原理解析现代通信原理是指在现代通信系统中所采用的通信技术和原理。
它是通过将信号转化为电磁波在空间中传播，利用电磁波的传输特性进行信息交流的一种方式。
现代通信原理的实现涉及多个方面，包括信号处理、调制解调、编码解码、多路复用、传输介质、信道编码等。
首先，现代通信原理中的关键环节是信号处理。
信号处理是指通过数字技术对原始信号进行采样、量化、编码和解码等一系列处理过程。
在现代通信系统中，信号通常以数字信号形式存在，通过对信号的数字化处理，可以增加抗噪性、提高传输效率和减小误码率。
其次，调制解调是现代通信原理中的核心内容之一、调制是将数字信号转换为模拟信号，以便通过电磁波进行传输。
调制技术的选择需要考虑传输介质、带宽利用率、抗噪声能力等因素。
常见的调制方式包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
解调是将接收到的模拟信号转换为数字信号，使之可以进行后续处理。
编码解码是现代通信原理中的另一个重要环节。
编码是将数字信号转换为数字码，以便进行传输和存储。
编码技术可以提高传输效率、增加系统容量和减少误码率。
常见的编码方式有哈夫曼编码、差分编码、香农编码等。
解码是将编码后的数字码还原为原始信号，以便进行进一步的分析和处理。
另外，多路复用是现代通信原理中实现多用户同时通信的重要技术。
多路复用技术可以将多个信号合并为一个信号进行传输，以提高信道利用率。
常见的多路复用技术有频分多路复用(FDM)、时分多路复用(TDM)和码分多路复用(CDM)等。
传输介质是现代通信原理中的一个重要问题。
传输介质的选择需要考虑信号传输的距离、速率、可靠性等因素。
常见的传输介质有电缆、光纤、无线电波等。
电缆传输速率较低，但信号可靠性较高。
光纤传输速率快且信号传输距离较远，但成本较高。
无线电波传输无需布线，但受限于频谱资源。
最后，信道编码是现代通信原理中的一项重要技术。
信道编码可以增加信号传输过程中的可靠性，减小误码率。
现代通信系统原理
二进制编码
将信息转换为二进制码，实现数 字信号的传输和解码。
数据压缩
减少数据量，提高传输效率和存 储空间利用率。
模拟通信系统
定义 调制技术 解调技术
使用连续信号表示和传输信息的通信系统。 将信息信号转换为不同的模拟载波信号进行传输。
将接收到的模拟载波信号还原为原始信息信号。
基带信号传输
1 定义
2 优点
现代通信系统原理
介绍现代通信系统的工作原理和基本概念，包括数字通信系统和模拟通信系 统。
通信系统概述
定义
通信系统是通过信号的传输和处理来实现信息交流和传递的技术。
组成
由发送端、接收端、信道和处理设备等组成。
基本原理
通过编码、调制和解调等技术实现信号的传输和还原。
数字通信系统
定义
使用离散的信号表示和传输信息 的通信系统。
2
噪声
信道中的干扰和失真会影响信号的质量和可靠性。
3
信道带宽
影响信号传输速率和容量。
误码率与纠错技术
1
误码率
信号在传和纠错码来检测和修正传输中的错误。
3
前向纠错
通过添加冗余信息和校验位来实现错误的自动纠正。
直接传输原始信息信号的一种传输方式。
简单、省带宽、适用于短距离传输。
3 缺点
容易受干扰、传输距离有限、不适用于远距离传输。
调制与解调
调制
将信息信号转换为可以在载波波 形上传输的信号。
解调
将接收到的载波信号还原为原始 信息信号。
调幅调制
改变载波的振幅来表示信息。
通信信道
1
定义
信号传输的介质或路径。
《通信原理》读书笔记思维导图
03
5.3 数字 基带信号传 输与码间串 扰
05
5.5 无码 间串扰的频 域特性
小结
5.7 眼图
思考题与习题
第6章 数字频带传输系统
01
6.1 二进 制振幅键控
02
6.2 二进 制频移键控
03
6.3 二进 制相移键控
04
6.4 二进 制差分相移 键控
06
6.6 多进 制数字调制 原理
05
6.5 二进 制数字调制 系统的性能 比较
3.3 恒参信道及其 对信号传输的影响
3.4 随参信道及其 对信号传输的影响
3.5 信道噪声 3.6 信道容量
小结 思考题与习题
第4章 模拟调制系统
01
4.1 调制 的基本概念
02
4.2 幅度 调制（线性 调制）的原 理
03
4.3 线性 调制系统的 抗噪声性能
04
4.4 角度 调制（非线 性调制）的 原理
06
4.6 模拟 调制系统的 性能比较
05
4.5 调频 系统的抗噪 声性能
小结
4.7 频分多路复用 及模拟调制系统应
用举...
思考题与习题
第5章 数字基带传输系统
01
5.1 数字 基带信号
02
5.2 数字 基带信号的 功率谱
04
5.4 无码 间串扰系统 的时域特性
06
5.6 基带 系统的抗噪 声性能
小结
6.7 多进制数字调 制系统的抗噪声性
能
思考题与习题
第7章 脉冲编码调制系统
01
7.1 引言
02
7.2 抽样
03
7.3 量化
04
现代通信原理
现代通信原理
现代通信原理的发展可以追溯到电磁波的理论和技术实践。
通过将信息信号转化为电磁波，并利用无线电传播的特性进行远距离传输，人与人之间的信息交流可以变得更加便捷和快速。
在现代通信中，最基本的原理是将原始的信息信号转化为容易传输的信号形式。
这一过程称为调制。
通过调制，信息信号可以被转化成适合在传输媒介中传播的电磁波，如无线电频率或光信号。
一旦信息信号被调制成适合传输的形式，接下来的过程是传输和接收。
现代通信系统通常利用无线电频谱或光纤等媒介进行传输。
在传输过程中，电磁波会遇到各种干扰和衰减，因此需要采取一系列技术手段来增强信号的可靠性和稳定性。
在接收端，接收器会解调收到的信号，将其转化回原始的信息信号。
这一过程称为解调。
解调过程中需要考虑信号的噪声和干扰，并采取相应的信号处理技术来提取出有效的信息。
随着科技的不断进步，现代通信系统的原理和技术也在不断地演进和创新。
数字通信技术的发展使得信息的传输和处理更加高效和精确，同时也提供了更多的通信方式和应用。
例如，移动通信技术的发展使得人们可以随时随地进行语音通话和互联网连接，实现了真正意义上的全球通信。
总结来说，现代通信原理基于电磁波的传播特性，通过调制、传输和解调等过程将信息转化为可传输和接收的形式。
随着技
术的发展，现代通信系统不断创新和演进，为人们提供了更加便捷和高效的通信方式。
现代通信原理课件课件
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光纤通信的应用包括骨干网、城域网和接 入网的建设，以及光纤到户工程等。
物联网通信技术
物联网通信概述 物联网是指通过信息传感设备采 集物体信息并与互联网连接起来， 实现物体信息智能化识别和管理 的一种网络。
物联网通信的应用 物联网通信的应用包括智能家居、 智能交通、智能农业等领域。
物联网通信系统组成 物联网通信系统主要由感知层、 网络层和应用层组成。
数字移动通信的关键技术
数字移动通信的关键技术包括信源编 码、信道编码、调制解调、扩频通信 和多址接入等。
数字移动通信系统组成
数字移动通信系统主要由移动台、基 站、移动交换局和与公众交换电话网 相连的接口组成。
数字移动通信的应用
数字移动通信的应用非常广泛，包括 手机通话、短信、上网、定位服务等。
卫星通信
系统的分类与特性
总结词
系统的分类与特性包括线性时不变系 统、线性时变系统、非线性系统和离 散时间系统等。
详细描述
系统可以根据其特性和性质进行分类， 如线性时不变系统、线性时变系统、 非线性系统和离散时间系统等。这些 分类和特性对于理解系统的属性和处 理方法具有重要意义。
03 模拟通信原理
模拟信号的调制与解调
时域分析是通信系统中最基本的一种分析方法，通过对信号在时间域上的表现进行分析， 可以了解信号的基本特征，如幅度、频率、相位等参数。这些参数对于信号的传输和处
理具有重要影响。
信号的频域分析
总结词
频域分析是指将信号从时间域转换到频率域进行分析，通过分析信号的频谱特 征来了解信号的属性和特性。
现代通信系统及应用原理
现代通信系统及应用原理现代通信系统是指利用先进的通信技术和设备进行信息传输、交换和处理的系统。
它基于一系列原理和技术，实现了高效、可靠、安全的信息传输。
下面将就现代通信系统及应用原理展开阐述。
首先，现代通信系统的基本原理是信息的数字化。
传统的通信方式主要依靠模拟信号的传输，存在信息容易受到干扰和损耗的问题。
而数字信号则是通过将原始信号经过采样、量化和编码等过程转化为数字形式进行传输，具有抗干扰性强、信息损耗小等优势。
因此，现代通信系统采用数字通信技术，将模拟信号转化为数字信号进行传输，并在接收端将数字信号还原为模拟信号，以实现原始信息的传递。
其次，现代通信系统应用了多种调制技术。
调制是指将数字信号转化为适合传输介质传输的模拟信号的过程。
常见的调制技术包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、振幅移键控（ASK）等。
这些调制技术将数字信号转化为不同的模拟信号波形，以适应不同传输介质的要求。
例如，光纤通信系统中采用的是光脉冲调制技术，将数字信号转化为脉冲光信号进行传输。
第三，现代通信系统深度应用了计算机技术。
计算机技术的发展使得处理和存储信息变得更快更便捷。
现代通信系统中大量采用了数字信号处理（DSP）技术，通过固定点或浮点算法对数字信号进行处理和分析，提高了通信系统的效率和可靠性。
此外，计算机网络技术也被广泛应用于通信系统中，实现了信息的高速传输和互联互通。
此外，现代通信系统还运用了多路复用技术。
多路复用是指多个信号通过同一传输介质进行传输的技术。
常见的多路复用技术包括时分多路复用（TDM）和频分多路复用（FDM）等。
时分多路复用将不同信号按照时间划分成不重叠的时间片段进行传输，而频分多路复用则是将不同信号调制到不同的频率带上进行传输。
这些多路复用技术极大地提高了传输效率，充分利用了传输介质的带宽资源。
最后，现代通信系统还广泛应用了网络协议和编码技术。
网络协议是通信系统中用于数据交换的规则和标准。
通信原理在信息安全中的应用
通信原理在信息安全中的应用随着科技的进步和信息技术的发展，信息安全已成为现代社会所面临的重要问题之一。
而通信原理作为信息传输的基础理论，也在信息安全中发挥着至关重要的作用。
本文将从加密通信、认证与鉴别、防护与防火墙等方面探讨通信原理在信息安全中的应用。
1. 加密通信在信息传输过程中，加密技术是最常见和最有效的信息保护手段之一。
通信原理中的加密算法和密码学原理为信息的加密提供了技术支持。
通过使用对称密钥加密算法（如DES、AES）或非对称密钥加密算法（如RSA、椭圆曲线加密），发送方可以将明文信息转换为密文，在传输过程中保护信息的机密性。
而接收方则使用相应的密钥对密文进行解密，恢复出原始明文。
这样的加密通信方式可以有效防止信息在传输过程中被窃听和篡改，提高了信息的安全性。
2. 认证与鉴别通信原理中的认证与鉴别技术是保证通信双方身份真实性的关键手段。
在信息传输中，通信双方需要相互确认对方的身份，确保所传送的信息只能被合法的接收方获取。
通信原理通过数字签名、数字证书和身份认证等手段，实现了身份的鉴别和认证。
发送方使用自己的私钥对信息进行签名，接收方通过验证发送方的数字签名和公钥，确认发送方的身份。
这样的认证与鉴别技术可以防止信息被冒充、篡改和伪造，确保通信的安全性和可靠性。
3. 防护与防火墙信息安全中的防护与防火墙技术是维护网络安全、防止攻击和入侵的重要手段。
通信原理中的路由、流量控制和数据包过滤等原理为防火墙技术提供了技术基础。
防火墙可以根据特定的安全策略和规则，对进出网络的数据包进行检查和过滤，阻止未授权的访问和恶意攻击，保护内部网络的安全。
通信原理中的路由技术则可以根据网络拓扑结构和状态信息，实现数据的有效传输和指定路径选择。
这样的防护与防火墙技术有效提升了网络系统的安全性和可靠性。
总结：通信原理在信息安全中的应用是多方面的，包括加密通信、认证与鉴别、防护与防火墙等方面。
通过利用通信原理中的技术手段，可以有效地保护信息的机密性、完整性和可用性，防止信息在传输过程中受到未授权的访问、篡改和破坏。
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密文
密文
10
解密算法
明文
8.1 概述
完整性是指维护信息的 一致性，即信息在生成、 传输、存储和使用过程 中不应发生人为或非人 为的非授权篡改。
不可否认 性
完整性
机密性
11
完整性
Alice 明文 共享密钥
Hash
验证码
明文 验证码
12
Bob 验证码
明文
Hash
共享密钥
比较
完整性
1.通信双方协商好用于通信的共享密钥。 2.Alice将消息明文和共享密钥作为Hash函数的输入，
完整性
Hash函数 ❖1. 对任意的消息x，计算h(x)是容易的； ❖2. h是单向的，即由散列值求x是困难的； ❖3. h是抗碰撞的，找到不同的x、x’，使得h(x)=h(x’)
是困难的。
14
8.1 概述
不可否认性是指能保障用 户无法在事后否认曾经对 信息进行的生成、签发、 接收等行为，是针对通信 各方信息真实同一性的安 全要求。一般通过数字签 名来提供抗否认服务。
机密性
特性，即授权用户根 据需要可以随时访问
所需信息。它是信息
系统安全的最基本要
求之一 。
18
8.1 概述
不可否认 性
完整性
机密性
如：认证性,可控性， 可审查性
19
认证性：保证信息资源不被非授权的使用（判断用户的身份）。
What you know
What you have Who you are
)
153.26
40%
137.19
94.6
30%
31.6%
52 17.6%
22.4%
30% 用 户 使 用 率
20%
)
0
20%
2008.12 2009.12
2010.12
2011.6
0
10%
2008.12 2009.12
2010.12
2011.6
在黑客、木马、病毒、蠕虫横行的今天，如何 来保护我们的信息不被侵害？
5
8.1 概述
8.1.2 信息安全的目标
信息安全是一门交叉学 科，涉及多方面的理论和应 用知识。除了数学、通信、 计算机等自然科学外，还涉 及法律、心理学等社会科学。 这里我们只从自然科学的角 度来介绍信息安全。
不可否认 性
完整性
机密性
6
8.1
机密性也叫保密性， 是指 保证信息不能被非授权访 问，即使非授权用户得到 信息也无法知晓信息内容， 因而不能使用。
8
8.1 概述
一个密码系统（体制）至少由明文、密文、加密算 法和解密算法、密钥五部分组成。 ❖ 信息的原始形式称为明文（Plaintext）。 ❖ 信息经过变换加密后称为密文（Ciphertext)。 ❖ 对明文进行编码生成密文的过程称为加密 （Encryption）。 ❖ 将密文恢复出明文的过程称为解密（Decryption）。 ❖ 密钥（Key）是唯一能控制明文与密文之间变换的关 键。
第八章
信息安全
现代通信系统原理
Principles of Modern Telecommunication Systems
第八章 信息安全
8.1 概述 8.1.1 信息安全面临的威胁 8.1.2 信息安全的目标 8.1.3 信息安全的基本技术
8.2 密码学 8.3 综合应用实例
2
8.1 概述
8.1.1 信息安全面临的威胁 • 从某种意义上说，从人类有信息交流开始就涉及 信息的安全问题。从古代烽火传信到今天的通信网， 只要存在信息交流，就可能存在信息欺骗。
输出认证码。 3.Alice将“明文消息||验证码”发送给Bob。 4.Bob收到后，分别提取出明文消息和认证码。再执行
与Alice的第2步相同的操作，得到另一个认证码。 5.最后，Bob比较验证接收到的认证码与计算出的认证
码是否相同，如果相同，则认为明文消息和认证码均 没有被篡改；否则被篡改。
13
4
8.1 概述
• 随着电子商务的发展，网上购物和网上支付在中国迅速
发展起来。
(
200
中 国 网 上 150 购 物 用 户 数 100 单 位 ： 百 50 万
160.51
172.66
35.1%
35.6%
108
74
28.1%
24.8%
40%
35%
用
户
30%
使 用
率
25%
(
160
中 国 网 上 120 支 付 用 户 数 80 单 位 ： 百 40 万
1)用Alice(发送方)的公钥对签名值进行解签名，可以恢 复Hash值；
2)将收到的明文送入Hash函数，得到另一个Hash值。 3)比较步骤1)和2)得到的Hash值，若相同，则认为此消
息确实是由Alice发送过来的，并且中间过程没有被 篡改。
17
8.1 概述
不可否认 性
完整性
信息系统能够在规定 条件下和规定的时间 内完成规定的功能的
不可否认 性
完整性
机密性
7
机密性
通常通过访问控制阻止非授权用户获得机密信息，通过 加密变换阻止非授权用户获知信息内容。
Alice 密钥
协商
密钥 Bob
明文
加密算法
传输信道
密文
密文
解密算法
明文
数据加密传输过程
在不安全的信道中传输的是密文，只要加解密算法足够 安全，攻击者不知道密钥的话，是无法破译的。
9
机密性
❖ 1.通信双方Alice和Bob协商好用于通信的密钥。 ❖ 2.Alice将消息明文用协商好的密钥进行加密生成
对应的密文。 ❖ 3.Alice将密文通过不安全的信道发送给接收方
Bob。 ❖ 4.Bob将密文用密钥进行解密，恢复消息明文。
Alice 密钥
协商
密钥 Bob
明文
加密算法
传输信道
其它特性
❖ 可控性：对信息及信息系统实施安全监控，以及对 网络信息的传播及内容具有控制能力。
3
8.1
2011年12月，中国互联网史上最大规模的“泄密 门”事件震惊全国，多个知名网站的用户数据被泄露， 其中包含极为敏感的用户名，明文密码 。
知名网站存储用户敏感数据使用的竟是明文方式， 一旦网站被黑客攻击，敏感数据也就被一览无遗；用 户使用同一个用户名和密码注册多个网站，导致一个 泄密，全部泄密！
15
不可否认性
明文 Hash
Alice Alice的私钥
签名 签名值
明文 签名值
Alice的公钥
传输信道
数签名流程
16
明文 签名值
Bob
比较
Hash
Alice的公钥
解签名
不可否认性
1. Alice将自己的公钥告知接收方Bob。 2. Alice将明文消息进入Hash“压缩机”，得到相应的
Hash值；再用自己的私钥对Hash值进行数字签名。 3. Alice将“明文消息||签名值”发送给Bob。 4. Bob收到后，分别提取出明文消息和签名值。