数字通信技术基础知识
通信基础知识
通信基础知识通信基础知识通信是人类社会早期就开始出现的技术。
距今已有数千年的历史。
人类社会发展到现代，从最初的烟火、旌旗、烽火、军鼓、鸟信、信鸽，到现在的电话、网络、卫星通信等都是通信的发展历史。
本文主要讲述通信基础知识。
一、通信的定义通信是指以某种介质（如电话、电报、短信、互联网等）传送信息的过程，包含了消息计算机通信、遥控、遥测和通讯等综合的内容。
二、通信的分类通信可以根据信号的形式、通信双方的位置、通信双方的数量等方式进行分类。
1.信号分类通信信号可以根据信号的形式分为模拟信号和数字信号两类。
模拟信号是一种连续的信号，它的幅度值随时间连续变化。
比如声音、电视信号等。
数字信号是一种离散的信号，其幅度值只能在有限的一组离散值中取值。
比如数字电视信号、数字文字等。
2.通信双方位置通信双方位置可以分为近距离通信和远距离通信。
近距离通信是指通信双方距离较近的通信，如电缆通信、蓝牙通信等。
远距离通信则是指通信双方距离较远的通信方式，如卫星通信、无线电通信等。
3.通信双方数量通信双方数量可以分为一对一通信和广播通信。
一对一通信是指通信双方为两人，如电话通信、视频通话等。
广播通信是指通信双方为多人，如广播电台、电视台等。
三、数字通信数字通信是通信技术中的一种，随着科技的发展，数字通信技术越来越成为主流。
数字通信可以通过数字方式实现高速、高效的信息传输，是经典的模拟通信的补充和替代。
1.数字通信的优势1)带宽利用率高数字通信可以将模拟信号转换为0、1数字序列，提高了信道利用率，可以用一条信道进行多路复用。
2)去除干扰数字信号可以通过前向纠错码和纠错重传等方式去除干扰，提高了通信质量。
3)信息安全性数字通信通过加密可以保护信息安全性，对外部干扰和窃听起到保护作用。
2.数字通信的缺陷数字通信也存在一些缺陷。
1）计算机速度不足问题，现在已经得到了极大的改善。
2）数字通信通常要求设备的成本较高，但随着通信技术的发展，设备的成本正在下降。
第2章 数据通信基础知识(4学时)
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
12
2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 单工方式指通信信道是单向信道 ， 数据信号仅沿一 个方向传输，发送方只能发送不能接收， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
13
2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一 时刻一个信道只允许单方向传送， 时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
通信技术基础知识3篇
通信技术基础知识【通信技术基础知识】第一篇通信技术是指通过传输介质进行信息交流的一种技术，是现代社会中不可或缺的一部分。
通信技术可以使人们快速、准确地传递信息，大大提高了生产力和生活质量。
通信技术基础知识包括以下几个方面：一、通信系统的构成通信系统包括三个主要的部分：发送端、传输介质和接收端。
发送端通过编码和调制将信息转换成电信号，经过传输介质传输到接收端，接收端通过解调和解码将电信号转换成原始信息。
传输介质可以是空气、光纤、导线等。
二、数字信号和模拟信号数字信号是通过数字化编码的方式传输的信号，是用多个数字对原始信号进行采样、量化和编码之后得到的。
模拟信号则是通过连续的变化模拟原始信号的信号。
数字信号的优点是传输过程中不会产生噪声，可以摆脱模拟信号的干扰和失真。
而模拟信号则在传输过程中易受到噪声的干扰，失真较大。
三、调制和解调调制是将原始信号转换成一定的频率、振幅或相位特征的信号的过程，解调则是将调制后的信号还原成原始信号的过程。
调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制三种。
四、信道编码和解码信道编码是为了提高信号在传输过程中的可靠性而进行的编码，信道解码则是将编码后的信号还原成原始信号的过程。
常见的信道编码技术有海明码、RS码、卷积码等。
以上是通信技术基础知识的简要介绍，在实际应用中还有许多细节和技术需要了解和掌握。
通信技术在电信、互联网等领域扮演着重要的角色，是现代社会不可或缺的一部分。
【通信技术基础知识】第二篇通信技术中有许多术语和概念，在学习和掌握通信技术的过程中需要了解和掌握这些知识点。
下面介绍一些常见的通信技术术语和概念。
一、信号信号是指携带信息的电磁波或电流，可以是模拟信号或数字信号。
信号还可以分为基带信号和载波信号，其中基带信号是指未经调制的信号，载波信号是指经过调制后的信号。
二、频率和带宽频率是指信号振动的次数，通信中常用的频率单位是赫兹（Hz）。
带宽则是指一个信号所占的频率范围，带宽越大表示信号传输的信息量越大。
通信基础知识培训资料
通信基础知识培训资料1. 介绍通信是现代社会中必不可少的一项技术，它使人们能够相互沟通和交流信息。
通信基础知识是理解和应用通信技术的基石。
本培训资料旨在帮助初学者理解通信基础知识的重要性以及相关概念、原理和技术。
2. 通信基础概述2.1 通信的定义和作用2.2 通信的发展历程2.3 通信的分类：有线通信和无线通信2.4 通信的基本要素：发送端、接收端、信道、信号等3. 信号与系统3.1 信号的定义和分类：模拟信号和数字信号3.2 常见的信号波形：正弦波、方波、脉冲波、三角波等3.3 系统的定义和分类：线性系统和非线性系统3.4 信号与系统的基本运算：线性叠加、延时、卷积等4. 传输介质4.1 导线传输介质：铜线、光纤等4.2 无线传输介质：空气、水、真空等4.3 传输介质的特性：传输速度、衰减、噪声等5. 调制与解调5.1 调制的定义和作用5.2 常见的调制方式：模拟调制和数字调制5.3 调制技术：调幅、调频、调相等5.4 解调的定义和作用5.5 常见的解调方式：同步解调和非同步解调5.6 解调技术：包络检测、频率检测、相位检测等6. 信道编码与解码6.1 信道编码的定义和作用6.2 常见的信道编码技术：奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、哈密顿码等6.3 信道解码的定义和作用6.4 常见的信道解码技术：前向纠错编码（FEC）、译码器等7. 多路复用与分用7.1 多路复用的定义和作用7.2 常见的多路复用技术：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、码分多路复用（CDM）等7.3 分用的定义和作用7.4 常见的分用技术：频分分用、时分分用、码分分用等8. 数据传输与协议8.1 数据传输的定义和作用8.2 数据传输的方式：串行传输和并行传输8.3 常见的数据传输协议：RS-232、USB、Ethernet等8.4 协议的定义和作用8.5 常见的协议：TCP/IP协议、HTTP协议等9. 网络拓扑与通信设备9.1 网络拓扑的分类：星型拓扑、环型拓扑、总线拓扑等9.2 通信设备的分类：集线器、交换机、路由器等9.3 通信设备的作用和功能10. 通信安全与保密10.1 通信安全的概念和重要性10.2 常见的通信安全技术：加密、认证、防火墙等10.3 通信保密的概念和重要性10.4 常见的通信保密技术：数据加密、数据隐藏等11. 总结本培训资料简要介绍了通信基础知识的概念、原理和技术。
通信技术基础知识
通信技术基础知识通信技术是信息科学技术领域中的一个重要分支，它涉及到信息的传输、处理和存储。
随着科技的不断进步，通信技术已经渗透到我们生活的方方面面，从电话到互联网，从无线网络到卫星通信，通信技术的发展极大地改变了人类的交流方式。
本文将介绍通信技术的基础知识，包括通信系统的组成、通信方式、信号传输以及编码技术等。
通信系统主要由发送端、传输媒介和接收端三部分组成。
发送端负责将信息转换成适合传输的信号，传输媒介则是信息传输的通道，可以是有线的如电缆、光纤，也可以是无线的如无线电波、微波。
接收端则负责将传输过来的信号还原成原始信息。
通信方式可以分为模拟通信和数字通信两大类。
模拟通信是指信息以连续变化的信号形式进行传输，如声音信号在电话系统中的传输。
数字通信则是将信息转换成离散的数字信号进行传输，如电子邮件和网络数据包的传输。
数字通信具有更高的抗干扰能力和传输效率，是目前通信技术发展的主流。
信号传输过程中，信号可能会受到各种干扰，导致信号失真或丢失。
为了提高信号的传输质量，通信技术中采用了多种调制和解调技术。
调制是将信息信号与载波信号结合的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
解调则是调制的逆过程，用于从调制信号中提取出原始信息。
编码技术是通信系统中的另一个重要组成部分，它负责将信息转换成适合传输的格式。
编码可以分为信源编码和信道编码两种。
信源编码主要用于压缩数据，减少传输所需的带宽，如图像和声音的压缩编码。
信道编码则用于增加信号的冗余度，提高信号的抗干扰能力，如纠错编码和交织编码。
随着通信技术的发展，新的通信协议和标准不断涌现，如4G、5G移动通信技术，它们提供了更高的数据传输速率和更广泛的覆盖范围。
同时，通信技术的安全性也越来越受到重视，加密技术被广泛应用于保护通信过程中的信息安全。
总之，通信技术是现代社会不可或缺的一部分，它的发展和应用极大地促进了信息的快速流通和人类的交流。
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制：将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调：将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页，共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0 ❖ 不归零制：正电平代表1，负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一，通常使用的同步技术有两种：
异步方式 同步方式
第二十八页，共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字 符码前加1个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验 码后面(hòu mian)加1或2个停止位，表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多，那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页，共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变表示0，下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码：位的开始边界有跳变上跳 变表示0，无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高， 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页，共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
第2章-数据通信基础知识
同步 TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 统计TDM
周期2 可用带宽
A1 B1 B2 C2
周期1
周期2
2.5 差错控制与流量控制
1.差错的产生
1）差错的定义
通过通信信道后接收的数据与发送的数据不 一致的现象。
2）差错产生的原因和类型
差错产生的原因是热噪声。主要有信道固有 的随机热噪声和外界因素引起的冲击热噪声。
外护套
加固材料 塑料屏蔽层
玻璃纤维和包层
图2-4光缆结构
（4）无线通信
电磁波传播方式有两种：无线、有线 常用的有微波、红外线和可见光。 无线通信系统有：微波通信、蜂窝移动通信和卫星通信。
微波只能沿直线传播，在地面一般采用点对点方式通信。 蜂窝移动通信是广播式传输，采用多址接入技术区分用户。
卫星通信覆盖面积大，通信距离远，通信费用和距离无关， 有传输延迟。
• 单工：数据单向传输（无线电广播）
• 半双工：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输
（对讲机） • 全双工：数据可同时双向传输（电话）
两个方向的信号共享链路带宽： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输
数据通信的操作方式
3.数据通信中的主要技术指标
统计时分多路复用（ATDM）－也叫异步时分多路复用
根据用户对时间片的需要来分配时间片，没有数据传 输的用户不分配时间片，同时，对每一个时间片加上用户 标识，以区别该时间片属于哪一个用户。提高了通信线路 利用率。
该技术为异步传输模式ATM的研究奠定了理论基础。
t1 t2 t3
A B C D
待发数据
通讯基础必学知识点
通讯基础必学知识点1. 通信基本原理：通信基本原理包括信息的编码与调制、信道的传输与传播、信号的解调与解码等方面。
编码与调制是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程；信道的传输与传播是指信号在通信介质中传输的过程；信号的解调与解码是将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
2. 信道与信噪比：信道是指信息传输的媒介，可以是电磁波在空间中传播的介质，也可以是电缆、光纤等导体。
信道的质量可以用信噪比来衡量，信噪比是信号功率与噪声功率之比，用来描述信号与噪声的相对强弱程度。
3. 数字通信技术：数字通信技术是将模拟信号转换成数字信号，并以数字信号进行传输和处理的通信技术。
数字通信技术具有抗干扰能力强、误码率低、传输容量大等优点。
常见的数字通信技术包括调幅、调频、调相、多址技术等。
4. 通信协议：通信协议是指计算机或通信设备之间进行通信时所遵循的规则和约定。
通信协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等不同层次的协议。
常见的通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
5. 信号与系统：信号与系统是指信号的产生、传输、处理和分析等过程与方法。
信号可以是连续时间信号或离散时间信号，系统可以是连续时间系统或离散时间系统。
信号与系统理论是通信系统设计和信号处理等领域的基础。
6. 调制与解调技术：调制与解调技术是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程，以及将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
常见的调制与解调技术包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、调相调制（PM）等。
7. 无线通信技术：无线通信技术是指通过无线电波或红外线等无线介质进行信息传输的技术。
常见的无线通信技术包括无线电通信、移动通信、卫星通信、蓝牙通信、红外线通信等。
8. 数据压缩与编码：数据压缩与编码是将冗余信息从数据中去除，减小数据量的过程。
数据压缩与编码可以将数据表示得更紧凑和有效，节省存储空间和传输带宽。
常见的数据压缩与编码技术包括哈夫曼编码、算术编码、字典编码等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
增加量化级数，使量化间隔相对于信号幅 值的大小可以忽略不计。
均匀量化信噪比：信号平均功率与量化 噪音平均功率之比。
均匀量化的特点
量化器的量化噪声随着量化级数M的增加而提高， 量化级数的选取是根据量化器的量化信噪比的要求确 定的。
无论信号大小，若量化间隔相等，量化的噪声功率 不变。=> （幅度）小信号的量化信噪比太小，不能 满足通信质量要求，大信号的信躁大，远远满足要求。
一个在 频谱区间( m,m)以外为零的频带有限信号
(带限信号f) (t ) ，可以唯一地由其均匀时间间隔TS TS
1
2fm
上的取样值f(nT S )确定。
当取样频率f S 大于或等于信号带宽的两倍时，即fS 2fm
时，可以从 f S (t )中恢复原信号。
定义fSmin 2fm 为奈奎斯特取样率。
折叠二进制码：沿中心电平上下对称，适于 表示正负对称的双极性码；
解码：在收信端将收到的二进制码序列还原 成相应幅度的量化值，又称数模变换
二进制码、格雷码、折叠二进制码
量化电平 0 1 2 3 4 5 6 7
自然二进制码 000 001 010 011 100 101 110 111
格雷码 000 001 011 010 110 111 101 100
为解决小信号的量化信噪比太小，需要加大量化级 数M；M过大，大信号的信噪比过大，同时编码复杂， 信道利用率过低。
非均匀量化
非均匀量化的量化原理是量化级间隔随信号幅度 的大小自动调整。相对来说，在不增大量化级数 的条件下，非均匀量化能使信号在较宽的动态范 围内的信噪比达到要求。
非均匀量化的特点
抽样定理
根据抽样定理可知，要无失真地恢复原始 信号应满足；
（1）模拟信号为带限信号。 （ 2）抽样函数为周期函数序列 （3）需通过理想滤波器恢复原始信号
抽样过程中的失真
实用的低通滤波器都有一定的过渡带，因 此在实际应用中必须满足 fs 2fw，并使各相邻 边带间有一定的防卫间隔即防卫带
如：话音信号限制在0.3~3.4khz频率范围 之内，因此，若只传送语音的有效成份，必 须把0.3~3.4khz以外的频率成份去掉，否则 会产生折叠失真 ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）建 议话音信号的抽样频率为8kHz
PCM包括下述三个过程：
抽样 量化 编码与解码
1．抽样（sampling）
l 定义：将在时间和幅度上都是连续的话音信 号在时间上离散化的过程
l 实现：由抽样门完成 l 抽样速率？由抽样定理确定
图2-9 抽样过程
图2-10 正弦波的抽样
抽样定理的作用
近年来通信系统向数字化发展，模拟－>数 字的转换的基础：抽样定理； 作用：在一定条件下，一个连续时间信号完 全可以用该信号在等时间间隔点上样本来表 示，并且可用这些样本值把信号全部恢复出 来
折叠二进制码 011 010 001 000 100 101 110 111
PCM信号形成过程示意图
提纲
模拟信号数字化 时分复用
时分复用的基本概念 PCM30/32路系统 时分复用的同步技术
数字复接技术
2020/4/8
通信网基础
28
时分复用的基本概念
复用：为了提高信道利用率，使多个信号沿 同一信道传输而互相步干扰，这种通信方式 称为复用
2．量化（Quantizing）
• 将幅度连续变化的信号变成离散信号的处理 过程称为量化
• 实质：一个化零取整的过程 • 方法：样值的最大变化范围划分成若干个相
邻的间隔。当某样值落在某一间隔内，其输 出数值就用此间隔内的某一个固定值来表示 • 两种量化方法：均匀量化和非均匀量化
均匀量化
把输入信号的取值域按等距离分割的量化称 为均匀量化 ，也称线性量化。
信号幅度小时，量化幅度小，量化误差也 小；
信号幅度大时，量化间隔大，量化误差也 大
3．编码和解码
编码：把量化后的信号样值变换成对应的二 进制码组，又称模数变换
自然二进制码：简单易行；缺点：由3变成4 的时候每一位都要变；
格雷码：相邻电平间转换，只有一位发生变 化；缺点：每一位码没有确定大小；
任何一个量化器都有一定的量化范围，通常 取-u~+u。
量化级数N与量化间隔Δ的关系：Δ=2u/N 取量化间隔的中间值为量化值，量化最大误
差为Δ/2。
图 量化过程及量化误差
量化噪声和信噪比
量化过程一定会产生误差。量化误差就 是指量化前信号之差，通常用功率来 表示，称之为量化噪声。
量化误差一旦产生，在接收端就无法消 除
复用方式：时分复用、频分复用、空分复用 等
时分复用：各路信号在同一信道上占有不同 时间间隙的通信方式
第二章 数字通信技术基础
参考教材第二章
提纲
模拟信号数字化
模拟信号和数字信号 数字通信的特点 脉冲编码技术
时分复用 数字复接技术
模拟信号
模拟信号：波形模拟着信息的变化而编号 特点：幅度连续
数字信号
数字信号：幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的而是离散 的。
数字信号的特点
抗干扰能力强、无噪声积累 便于加密处理、保密性强 便于存储、处理、交换 采用时分复用实现多路通信 设备便于集成化、微型化 便于构成综合数字网和综合业务数字网
电影（24帧/秒）：感觉是连续活动的景象； 印刷照片：由很多细小的网点组成，看起来空间 连续；
抽样定理的提出
是不是所有时间间隔的理想取样都能反映原 连续信号的基本特征呢？ 抽样的时间间隔取多大合适？
目标：在保留原连续时间信号的全部信息的条件 下抽取尽可能少的数据
方法：时域抽样定理
抽样定理
模拟信号与数字信号的转换
模拟信号转换成数字信号：A/D转换
经过抽样、量化、编码3个处理步骤
数字信号转换成模拟信号：D/A转换
提纲
模拟信号数字化
模拟信号和数字信号 数字通信的特点 脉冲编码技术
时分复用 数字复接技术
2020/4/8
通信网基础
7
脉冲编码调制技术
脉冲编码调制：Pulse Code Modulation，简称 PCM。对信号进行抽样，并对每个样值独立地加 以量化，通过编码转换为数字信号的过程。