通信技术原理基础课件

第二章 数据通信基础知识
第一节 信息、数据和信号
一、信息
信息：是人们通过施加于数据的一些规定而赋予 数据的特定含义（ISO定义）。
通信就是在信源和信宿之间传递信息。 信息和消息的关系：消息中包含信息，消息不等
于信息。 消息所包含信息的多少，与在收到消息前对某事
件存在的不确定性有关。
信息量的度量：香农规定，一个消息所荷载
一、制定标准的意义： 二、制定标准的不利因素： 三、制定标准的机构
第七节：数据通信的应用及发展前景
一、数据通信的应用
二、数据通信的发展前景
1．远程信息业务 2．消息处理系统 3．分组无线网PRNET及分组卫星网PSNET 4．综合业务数字网ISDN 5．利用各种通信网络的消息系统 6．应用于计算机综合制造（CIM）
图 1-5 数据通讯系统的组成
一、终端设备子系统（数据的转换） 二、数据传输子系统 三、数据处理子系统
第四节：数据通信网
T 终端 H
数据通信网
H 计算机
交换节点 H
T
H
图 1-6 数据通信网
一、按网络拓扑结构分类
二、按传输技术分类
1．交换网络
电路交换：要求输入线与输出线建立一条物 理通道。
空分1 制电路交换：
四、信号的频率、频谱和带宽
1.信号时间范畴的概念 • 连续信号和离散信号 信号是确定的时间函数。如果在某一时间间隔内，
对一切的时间值，除若干不连续的点外，该函 数都给出确定的函数值，这种信号就称为连续 信号。 离散信号的时间函数只在某些不连续的瞬间给出 函数值。
• 随机信号和确定信号 随机信号是指在它出现以前，总有某种程度
2．数字通信：是以数字信号方式传送消息 的通信方式。(图1-4)
信息源
信源 编码器
信道 编码器
调制器
传输媒质 噪声源
受信者
信源 译码器
信道 译码器
解调器
数字通信的优点：抗干扰性强、保密性好。
数字通信的缺点：信道频带比模拟信道宽， 信道利用率低。
3．数据通信：依据通信协议，利用数据传 输技术在两个功能单元之间传递信息。
输系统的带宽应大于2XHz。
第三节 衰减、增益和失真
衰耗：信号电能经过传输系统传输后，系统 输出的电功率小于输入端的电功率。
增益：信号电能经过传输系统传输后，系统 输出的电功率大于输入端的电功率。
通常用分贝来表示衰耗和增益。分贝是两个 功率电平差别的度量，是无量纲的量。
D=10lg(p2/p1) dB D=10lg(p出/p入) dB
信息量I，等于它所表示事件发生的概率P
的倒数的对数。
信息量的计算公式：I=log2(1/P)= -log2(P)
信息量的单位：
如果对数以2为底，单位为比特（B）。
如果对数以e为底，单位为奈特（nat)。
如果对数以10为底，单位为哈特莱 （Hartley）。
事件发生的概率越高，信息量越少。
不可混淆信息量单位与2进制的位。
整个传输线路上的衰减或增益等于各分段 线路上的衰减与增益的代数和。
为了表示系统中某点的绝对功率电平，使用 dBm这个单位，这是以1mW为参考的功率 单位
Dm=10lg(P/1mW)dBm 因此，1mW的功率电平为0dBm。
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每一个优秀的人，都有一段沉默的时 光。那 一段时 光，是 付出了 很多努 力，忍 受孤独 和寂寞 ，不抱 怨不诉 苦，日 后说起 时，连 自己都 能被感 动日子 。。20. 8.1220. 8.12We dnesda y, August 12, 2020
相位是描述周期信号在时间轴上的相对位置， 用弧度表示。
2.信号的频率范围概念 信号也可以看成是频率的函数（如图2-4）。 根据傅氏分析，满足一定条件的周期函数g(t),可
以用若干正弦和余弦函数的和表示。
若函数的周期为T，其倒数称为函数的基波频率 ，用符号f1表，则f1=1/T。
上式中的an和bn分别为第n次谐波的正弦及余弦函 数的幅值。1/2C为直流分量。这一分解称为傅 氏级数。
第五节：数据通信系统的质量指标
一、传输速率：单位时间内传输信息单元 的数量。可有两种表示形式
二、差错率: 误码率=接收出现差错的比特 数/传输全部的比特数
三、可靠性：=（正常工作时间/总工作时 间）*100
四、适应性：
五、使用维护性： 六、经济性： 七、标准化程度： 八、通信建立时间：
第六节：通信与网络标准的指定机构
2
入3
. . .
n
1’ 2’ 3’ ...
n’
出 图 1-8 空分电路交换示意图
时分制电路交换：
输入控制门 1
输出控制门 1’
t1 公用通信线路 t’1
入2 t2
2’ 出 t’2
n
n’
tn
t’n
图 1-9 时分电路交换示意图
存储转换交换：把待传信息存储起来，等到 输出线路空闲时再转发出去。
报文交换：发送端将发往收信端的报文正文， 连同地址等辅助信息构成完整的报文，先 发送给本地交换局存储起来。
例:如果10mW功率的信号加到传输线上，而 在某距离上测得的功率是5mW则在这段线路
上的衰减为
Loss=10lg(5/10)=10(-0.3)=-3 dB
分贝有时也用来度量电压或电流的差别因为 有
P=V2/R 或 P=I2R 则有D=10lg(P2/P1) = 20lg(V2/V1) = 20lg(I2/I1) 使用分贝可方便计算整个系统的衰耗或增益
第二节：数据通信研究的内容
一、传输
研究传输通路和所适应的信号形式。
二、通信接口
研究把发送端的信号变换为适合传输通路的 信号；把接收端的信号变换为终端设备可接 收的形式。
三、通信处理
通讯处理可分为三类
1．编辑：差错控制、格式化处理和编辑 2．转换：速度转换和代码转换 3．控制：网络控制、查询和路由
第三节：数据通信系统的组成
第二节 传输系统的带宽对传输性能的影响
带宽是描述信号的一个重要参数，带宽同时也 是描述传输系统的一个重要参数，信号的带 宽是指信号含有的频带宽度，传输系统的带 宽是指该系统不失真传输信号的频率范围。 如传输系统的带宽超过传输信号的频带宽度， 在传输过程中就不会引起信号失真。
信号的数据率越高，信号的带宽也就越宽。 如果信号的传输率为X比特/秒（即X bps）,传
N1
P3
N4
P2
M
N6ห้องสมุดไป่ตู้
HD
P3
N3
P3
N5 P2
图 1-11 分组交换示意图
2．广播网络：没有设置用于路径选择的中 间交换结点。每个通信站都设有一台与其 它通信站共享同一传输媒体进行通信的收/ 发信机。任一通信站以广播式发送信号， 可被其它所有通信站接收。由于各通信站 共享同一传输媒体的原故，所以在同一时 刻只许其中的一个通信站进行发送。
M
HS
N2 N1 M
N4
M
M
N6
HD
N3
N5
图 1-10 报文交换示意图
分组交换：分组交换又称包交换。在分组交
换系统中，报文被分割成若干个定长的分组，
并在每个分组前都加上报头报尾。报头中含
有地址和分组号等，报尾是该分组的校验码。
这些分组可以在网络内沿不同的路径并行进
行传输。
M
HS
P1
P1
P1
N2
P2
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学而不厌，诲人不倦。—《论语》。 上午8时 6分53 秒上午8 时6分0 8:06:53 20.8.12
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管理就是把复杂的问题简单化，混乱 的事情 规划化 。。20. 8.1220. 8.1208: 0608:06 :5308:0 6:53Aug-20
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金钱损失了还能挽回，一旦失去信誉 就很难 挽回。 。2020 年8月12 日星期 三8时6 分53秒 Wedne sday, August 12, 2020
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无须匆忙，该来的总会来，在对的时 间，和 对的人 ，因为 对的理 由。。2 020年8 月上午 8时6分 20.8.12 08:06A ugust 12, 2020
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人在得意时须沉得住傲气；失意时则 要忍得 住火气 。2020 年8月12 日星期 三8时6 分53秒 08:06:5 312 August 2020
二、数据
数据：是任何描述物体、概念、情况、形式 的事实、数字、字母和符号。
数据可以在物理介质上记录或传输并通过外 围设备被计算机接受，经过处理而得到结 果。
数据是信息的载体，用来表示信息。 信息交换就是访问数据及传输数据。
三、信号
数据是借助信号来传输的，是通信中传输的主体，是数 据的具体表现形式。
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旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分 板上。 。20.8.1 220.8.1 208:06: 5308:0 6:53August 12, 2020
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渐进思想是创新的最大敌人。。2020 年8月12 日星期 三上午 8时6分 53秒08 :06:532 0.8.12
通信原理基础
第一章：数据通信概论
第一节：通信系统模型
一、通信系统模型
输入数据d 或信号d(t)
发送信号s(t) 接收信号r(t)
输出数据d’ 或信号d’(t)
信息源 发信机 传输媒质 收信机 受信者
噪声N(t)
噪声源 图 1-1 通信系统模型
二、模拟通信、数字通信和数据通信
通信所传输消息由多种形式：符号、文字、数据、 语音、图形、图象等。
的不确定性的一种信号。
确定信号是一种没有不确定值的信号。
• 周期信号和非周期信号 如果用时间函数表示的信号s(t)满足s(t+T)=s(t)
则该信号为周期信号。
T 为信号的周期。 如不满足s(t+T)=s(t)则该信号为非周期信号。
重要特征：信号的幅值、频率、相位。 幅值是信号各个时刻的瞬时值。 频率是周期的倒数，用赫兹来表示。
通信所传输消息的类型：连续、离散。 模拟信号、数字信号、模拟传输、数字传输 1．模拟通信：是以模拟信号方式传送消息的通
信方式。 基带模拟通信、调制模拟通信。 模拟通信优点：信道利用率高。 模拟通信缺点：抗干扰能力弱、保密性差等。
信息源 调制器 传输媒质 解调器 受信者
(发信机)
噪声源
(收信机)
图 1-3 模拟通信系统模型
频谱：是一个信号所含有的频率范围。
•周期信号频谱：其频谱由离散的频率 成分，即基波和谐波构成。
•非周期信号频谱：（图2-5）信号的频 率范围为无穷大。根据信号能量衰减 的程度来确定其频谱，当频率上升或 下降到某一极限频率而使信号能量降 低为信号能量最大值一半时，该频率 就是频谱的边界。
信号的带宽：频谱的宽度（包含信号大部分 功率的那部分频谱的宽度）
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企业的出路在于产品更新换代。。08: 06:5308 :06:530 8:068/ 12/2020 8:06:53 AM
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在企业内部，只有成本。。20.8.1208: 06:5308 :06Aug -2012-A ug-20
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自知之明是最难得的知识。。20.8.122 020年8 月12日 星期三 8时6分 53秒20 .8.12
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