通信原理1-1概述

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第一章 绪论
传统意义上的通讯主要指电话、电报、电传。通讯的 ‘讯’指消息（message），媒体讯息通过通讯网络从 一端传递到另外一端。媒体讯息的内容主要是话音、文 字、图片和视频图像。其网络的构成主要由电子设备系 统和无线电系统构成，传输和处理的信号是模拟的。
f(t)
x(nT)
t
(a) 模拟信号
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1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 nT (b) 数字信号
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第一章 绪论
1.2.4 模拟通信和数字通信
模拟通信是指用模拟信号来表示和传递消息的通信方式。 数字通信是指用数字信号来表示和传递消息的通信方式。 注意：这一对的概念只是在消息载体（信号）形式上的区 分，与被传递的消息是数据类还是话音类毫无关系。
➢td—scdma 该标准是由中国大陆独自制定的 3g标准，1999年6月29日，中国原邮电部电 信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。
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第一章 绪论
3G(开始主流)
➢ 3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通 信技术。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二 代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机 一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体 通信结合的新一代移动通信系统。
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第一章 绪论
1.2 数据通信的基本概念
1.2.1 通信术语
1、消息（message） 是通信系统中传输的具体对象。消息的形式是多样的，
它包括符号，文字，语音，数据，图像，视频等。 同一种信息的内容可用不同形式的消息来表达。例如
天气预报可用文字消息，也可用话音消息来表达。
通信仅指数据通信，即通过计算机网络系统和数据 通信系统实现数据的端到端传输。通信的‘信’指的 是信息（information），信息的载体是二进制的数据。 数据则是可以用来表达传统媒体形式的信息，如声音、 图像、动画等。由于旧的通讯系统早已实现了数字化、 计算机网络化改造，因此可以认为目前的数据通信系 统已涵盖了过去的通讯系统的功能。
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第一章 绪论
4G(未来趋势)
➢ 4G是集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频 图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。
➢ 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号 上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能 够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用 户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格 方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户 完全可以根据自身的需求确定所需的服务。
01 2 3 4
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1.2.3 模拟信号和数字信号
时间和幅值都为连续的信号又称为模拟信号。在实际 应用中，模拟信号与连续信号两名词往往不予区分。
如果离散信号的幅值是连续的，可称为抽样信号。另 一种情况是离散信号的幅值也被限定为某些离散值，这 种时间与幅度取值都具有离散性的信号为数字信号。
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1.1.2 通信系统
第一章 绪论
完成通信过程的全部设备和传输介质的总和。
通信系统的形式也是多种多样，例如
Telephone
PSTN（Public-Service Telephone Network）电信/网通/铁通
Mobile Telephone
GSM/GPRS/CDMA 中国移动/中国联通
从常识的角度来感觉三条消息： ①明天太阳将从东方升起；－信息量零 ②明天降雨量将有1mm； －信息量小 ③明天降雨量将有1m 。 －信息量大
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第一章 绪论
3、数据（data） 是以“数”（number）来表达信息的一类消息表示
形式。即数据类消息。
从广义上说，“数据”一般是指传输时可用离散的数 字信号逐一准确表示的文字、符号、数码等。几乎涉及 到一切最终能以离散的数字表示、可被送到计算机进行 处理的信息。
因此，不管什么消息，只要能够最终用数字系列来表 示而作为计算机的处理对象的，都可说是“数据”。
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第一章 绪论
4、信号（signal） 是为消息的传播而用来表达消息的一种载体（例如
一种随时间变化的波形）。电（光、声）通信中，消 息的自然形式必须将它转换成电（光、声）信号形式 以后才能进行传递和识别。
如果在讨论的时间间隔内，
对于任意时间值都可以给出
确定的函数值，此信号就称
为连续信号。
t
0
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第一章 绪论
2、离散信号 在时间上是离散的，代表离散信号的时间函数只在某些
不连续的时间值上给定函数值，在其他时间没有定义。
f(tk)
(3) (2)
(6) (4.5)
(1.5)
– 数据通信 = 数据处理 + 数据传输 • 数据通信与计算机通信
– 数据通信侧重数据传输 – 计算机通信侧重信息交互
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通信系统举例：智能大楼
第一章 绪论
• 智能大楼的定义有两种
– 通过对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素以 及它们之间内在关联的最优组合，提供一个投资合理并且 高效、舒适、便利的环境。
➢ 此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆 盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显， 4G有着不可比拟的优越性。
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第一章 绪论
通信系统发展方向：三网合一
• 电信网、有线电视网和计算机网 • 探索：ISDN，ADSL，IP电视等 • 数据通信。
– 指通信双方按一定通信协议，通过模拟传输信道或 者数字传输信道，把一方的数据流传送到另一方的 过程
模拟通信系统：是指利用模拟信号传递消息的系统。 信源发出的是模拟信号 信道上传输的也是模拟信号 信宿收到的仍然是模拟信号
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第一章 绪论
模拟通信系统优缺点：
2、信息（information） 是消息所包含的内容。例如每天的天气预报是一
种消息，预报中告知某日某时的天气情况如何，就 是该消息所包含的“信息”，即消息的含义。
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第一章 绪论
消息与信息：消息有可能包含甚为丰富的信息，但也 可能信息甚少，若这种信息并未给人们带来新的知识的 话，那么这种消息所包含的信息实际等于零。所以信息 是给人们带来新知识的消息，消息是外壳，信息是消息 的内核；消息是信息的载体，是表达信息的形式。
• 这种定义从用户观点出发，突出了智能大楼在管理和信 息传输以及服务方面的特点。
– 在大楼建设中建立一个独立的局域网，通过结构化布线系 统组成一个集成环境，连接用户的各种设备，让大楼的管 理机构能够随时监测，并能自动采取相应的措施。
• 这种定义突出智能大楼“智能”的根本所在——信息传 输系统
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➢ 虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动 通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具 有显著的优势。
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CDMA
第一章 绪论
• CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支--扩 频通信技术上发展起来的一种成熟的无线通信 技术。
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第一章 绪论
主要内容： • 通信与通信系统模型 • 数据通信的基本概念 • 计算机通信和数据通信网 • 计算机通信协议标准的拟定组织
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1.1 通信与通信系统模型
1.1.1 通信的概念
通信（communication）：信息的传递和交换 ，即 将消息从一个地方传递到另一个地方。
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举例
Mobile Telephone System
①信 源： 打电话的人（消息：人的语言） ②发信机：Mobile Tel 中送话和无线发射系统
（microphone：电信号←声信号） ③信 道： 传输媒介即大气（无线信道），其间
通过若干移动通信台或中转站
④收信机：对方Mobile Tel 中无线接收机和扬声 器（电信号→声信号）
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TD
➢td全称td-scdma(time division-synchronous code division multiple access)，是中国电信行 业百年来第一个完整的移动通信技术标准， 也是与欧洲的wcdma、美国的cdma2000及后 来加入的wimax并列的世界四大3g标准之一。
数据通信就是以传送数据为业务的通信。即计算机与 计算机、终端与终端之间进行交换数据过程的通信，通 信系统所操纵的对象是数据而不是别的。
数据的传送载体既可用模拟信号，亦可用数字信号， 所以数据通信可分为：模拟数据通信和数字数据通信。
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1.2.5 模拟通信系统
电信号一般是指随时间变化的电流或电压，也可以 是电容的电荷，线圈的磁通以及空间的电磁波等。
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1.2.2 连续时间信号与离散时间信号
按照时间函数取值的连续性与离散性可将信号划分 为连续时间信号与离散时间信号（简称连续信号与离 散信号）。
1、连续信号
f(t)
⑤信 宿： 接电话的人
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第一章 绪论
Email Communication System
①信 源： 用户/计算机/邮件程序（消息：邮件 数据字符）
②发信机：计算机网络适配器（network Adapter） /Modem（PSTN中调制器）
③信 道： 计算机通信网络Internet/PSTN ④收信机：对方Modem/计算机网络适配器 ⑤信 宿： 邮件程序/计算机/用户
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智能大楼的组成
• 结构化布线系统 – 方便收集和散播数据。
• 办公自动化系统 – 如文字处理、电子商务
• 通信自动化系统 – 如ISDN
• 楼宇自动化系统 – 各种传感器件、控制器件
• 计算机网络
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其方式多种多样：烽火台 → 鸡毛信 → 信鸽 → 邮政 → 电报 → 电话 → 传真 → 移动电话 → Email
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第一章 绪论
通信与通讯区别
通信强调的是结果，其结果是使交流的各方清楚某事， 而通讯强调的是过程，怎样去传递。
比如说到移动通讯，表示那是一项技术，而移动通 信，表示的是一项服务，因此，中国移动取名为“中 国移动通信”，表示是帮助人们沟通的，如果改成 “中国移动通讯”，那就成了和中兴、华为等一样的 提供技术的公司。
➢ 它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式， 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信 息服务。
➢ 为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的 数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环 境中能够分别支持至少2Mbps（兆字节／每秒）、 384kbps（千字节／每秒）以及144kbps的传输速度。
的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网 络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。
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GPRS
第一章 绪论
➢ GPRS---General Packet Radio Service，通用无 线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组 交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。 通俗地讲，GPRS是一项高速数据处理的技术， 方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。
Email/ftp/telnet/www
计算机网络（因特网）/教育网（.edu）/科研网（.ac）
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GSM
第一章 绪论
• GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统， 俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信 技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目