第1章-数字通信基础知识总结只是分享
通信基础知识
第一章概述通信的目的是为了信息的传递。
携带信息的信号可分为模拟信号（如话音）和数字信号（运算机输出的信号）。
信息的传递由通信系统来完成。
1.1通信系统的组成通信系统由硬件和软件组成。
硬件包括终端、传输和互换三大部份。
终端：包括一般、移动、运算机、数据终端、可视、会议电视终端等。
传输系统：信息传递的通道，一样叫信道。
互换系统：完成接入互换节点链路的聚集、转接和分派。
通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接互换所必需的一整套协议、标准，包括网络结构、网内信令、协议和借口和技术体制、接口标准等。
注释区分交换和传输的概念，有助于我们对一些概念的理解。
但随着通信的发展，它们之间的界限越来越不明显，很多新的标准已经把传输和交换融合到一起。
1.2通信系统的分类依照系统所传输的信号来分类，那么系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。
数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。
由于光纤通信的普及和集成工艺的进展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号可再生，可综合各类业务，便于和运算机系统连接，易于集成等优势，因此慢慢取代了模拟通信系统。
1.3标准化组织标准能够被看做是将不同厂商制造的硬件和软件连接起来以便和谐工作的“粘接剂”。
在美国和其他许多国家，全国的标准化组织概念了多种物理特性和操作特性的标准，以便厂商生产与通信公司的线路设施及其他制造商的产品兼容的设备。
在全世界范围内，标准化组织公布了一系列与通信有关的建议。
这些建议虽不是强制性的，但在全世界的通信设备和设施的开发进程中具有很强的阻碍力，并已被数百个大型企业和通信公司采纳。
下面介绍几个重要的组织。
1．I TUITU——International Telecommunications Union国际电信联盟。
ITU的前身是CCITT（国际电报咨询委员会），1994年更名，它由联合国的一个机构主办，属政府间组织。
总部设在日内瓦，直接负责制定数据通信标准，由15个工作组组成。
数字通信原理-第一章
小结： 通信及通信系统构成
通信的概念 通信系统构成：各部分功能
信息、信号及分类
信源发出的信息经转换成为信道上传输的信号：
模拟信号（幅度取值是连续的）：连续信号 离散信号 数字信号（幅度取值是离散的）： 二进码 多进码 连续信号 离散信号
{
{ {
模拟通信和数字通信 模拟通信：以模拟信号的形式传递消息（采用频分复用
数字通信系统的主要性能指标
有效性指标 可靠性指标
{
{
信息传输速率 符号传输速率 （定义、关 系） 频带利用率 误码率 （定义） 信号抖 动
复习题 1、模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 2、数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码 的作用是什么？画出话音信号的基带传输系统模型。 3、数字通信的特点有哪些? 4、为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累？ 5、设数字信号码元时间长度为 1微秒，如采用四电 平传输，求信息传输速率及符号速率。 6、接上题，若传输过程中 2 秒误 1 个比特，求误 码率。 7、假设频带宽度为 1024kHz，可传输 2048kbit/s 的比特率，试问其频带利用率为多少？
第四节 数字通信的特点及性能指标
信息传输速率Rb与符号传输速率NB的关系为： Rb=NB （二进制） Rb=NB·log2M Rb>NB （多进制）
{
频带利用率 （ η）
定义:单位频带内的传输速率（真正用来衡量数字通信系统传输效率 的指标）
符号传输速率 （Bd/Hz） 频带宽度 信息传输速率 η= （bit/s/Hz） 频带宽度
实现多路通信）
数字通信:以数字信号的形式传递消息（采用时分复用实
现多路通信）。 数字通信系统的构成（包括发送终端、信源编码、信道编 码、调制、信道以 及收端的解调、 信道解码、信源解码和接收终端）
数字通信基础知识
1 接 收 设 备 发 送 设 备 接 收 设 备 …
(a)
(b)
1.1.3 通信方式
3. 按通信网络形式分
(a) 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式
终端A (a) 终端B 终端 A 终端 B 终端 C 终端 A 终端 B (b) 图1-3 终端 C … 终端 N (c) 终端 N 交换设备
1.3 通信技术发展概况
年到20世纪80 （2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信 ）近代通信阶段。 1948年到20世纪80年代光纤通信 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、 30多年 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字 传输理论及技术、 彩色电视、 卫星通信等方面的发展, 传输理论及技术 、 彩色电视 、 卫星通信等方面的发展 , 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 世纪80年代商用通信卫星、 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控 ）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20 20多 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20多 主要是卫星通信、 光纤通信、 移动通信、 年 , 主要是卫星通信 、 光纤通信 、 移动通信 、 多媒体通 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 3. 通信技术发展史上的重大事件 通信技术发展史上的重大事件 现把从1838年到20世纪80 1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 现把从1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 件列于表1 从中可清楚地看到通信的发展过程。 件列于表1-2，从中可清楚地看到通信的发展过程。 1Biblioteka 3.2 通信技术的现状和发展趋势
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
数据通信基础知识PPT课件
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11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
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6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
数据通信技术基础的知识点整理3篇
数据通信技术基础的知识点整理第一篇：物理层基础一、数据通信基础概念1. 数据通信：指在两个或多个设备之间传输数据所使用的技术和方法。
2. 信号：数据在传输过程中所采用的电、光等物理形式。
3. 信道：数据通过的传输媒介。
4. 带宽：信道所能够传输的数据量。
5. 波特率：信号每秒钟变化的次数。
6. 编码：将数据转换为特定的电信号或光信号。
二、模拟信号与数字信号1. 模拟信号：连续的信号，可以取得任意一连串数值。
2. 数字信号：离散的信号，只能取到有限的数值。
三、调制与解调1. 调制：将数字信号转化为模拟信号的过程。
2. 解调：将模拟信号重新转化为数字信号的过程。
四、常见的调制方法1. 幅度调制（AM）：将数字信号调制到载波中的幅度上。
2. 频率调制（FM）：将数字信号调制到载波中的频率上。
3. 相位调制（PM）：将数字信号调制到载波中的相位上。
五、数字通信系统中的编码方式1. 非归零编码：0对应低电平，1对应高电平。
2. 归零编码：每个位周期的中间都有一次电平变化，0对应低电平，1对应高电平。
3. 曼彻斯特编码：每个比特都由一个位周期内两次电平跳变组成。
4. 差分曼彻斯特编码：每个比特的位周期内第一次电平跳变表示1，否则表示0。
六、常见传输介质1. 双绞线：应用广泛，可分为UTP和STP两种。
2. 同轴电缆：常用于有线电视和以太网。
3. 光纤：传输速度快，适用于远距离传输。
4. 无线电波：适用于无线网络和移动通信。
七、多路复用技术1. 时分复用（TDM）：将时间分成若干时隙，不同的信号在不同的时隙进行传输。
2. 频分复用（FDM）：将频率带宽分成若干频道，不同的信号在不同的频道进行传输。
3. 波分复用（WDM）：利用光的不同波长来实现频分复用。
4. 码分复用（CDM）：每个用户分配唯一的码，所有用户共用相同频率带宽，通过解码来实现分离。
八、数据的传输方式1. 单工传输：只有一个方向的传输，如广播电视。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域，主要研究计算机之间的数据传输，包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后，以数字模式传输。
在数字信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有：1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中，常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术，它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误，以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有：1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介，常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中，信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加，信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中，最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络，主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
数据通信与网络重点总结
《数据通信与计算机网络》复习要点第1章概述1．以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信，而传输数字信号的通信方式称为数字通信系统。
2．数据通信包括数据传输、数据交换和数据处理。
3．数据通信网络按照覆盖的物理范围可分为广域网、局域网和城域网。
4．计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
5．计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
6．计算机网络具有三个主要的组成部分(三大组成要素)，即①能向用户提供服务的若干主机；②由一些专用的通信处理机（即通信子网中的结点交换机）和连接这些结点的通信链路所组成的一个或数个通信子网；③为主机与主机、主机与通信子网，或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
7．计算机网络按通信方式分为广播网络和点到点网络。
8．计算机网络主要性能指标，包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积和利用率。
9．OSI模型有七个层次，分别是：(7)应用层；(6)表示层；(5)会话层；(4)运输层；(3)网络层；(2)数据链路层；(1)物理层10．因特网使用的TCP/IP参考模型的四个层次是：应用层、传输层、互联网层、网络接入层。
11．协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
协议的语法定义了所交换信息的结构或格式；协议的语义定义了源端和目的端所要完成的操作。
12．服务指同一开放系统中某一层向它的上一层提供的操作，但不涉及这些操作的具体实现。
13．面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
14．标准是由标准化组织、论坛以及政府管理机构共同合作制订的。
标准可分为两大类：法定标准和事实标准。
一．数据通信网络由哪些部分组成？答：从系统设备级的构成出发，可以认为数据通信系统由下面三个子系统组成：（1）终端设备子系统，由数据终端设备及有关的传输控制设备组成。
（2）数据传输子系统，由传输信道和两端的数据电路终接设备组成。
（3）数据处理子系统，指包括通信控制器在内的电子计算机。
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中、 在一起，作为信道中的干扰源来进行分析处理。
人类单方面获取信息不是通信。打电话、E-mail等则是典型的通信过程。 通信的定义：从一地向另一地的传递和交换信息。 基本的通信系统应该有:
通信系统的基本组成
一点对一点（或多点）的通信方式，全连通网。 各个用户接到一个可以任意选择通信路由的中心——交换 中心，以转接交换设备为核心，由用户终端、传输系统有 机连接的整体称为通信网。
基带信号与频带信号
基带信号即直接由信息转换得到的电信号。这种信号的频 率都是比较低的，含有低频成分甚至直流成分，而且最高频率 和最低频率比值很大，可以远大于1。基带信号不适于较长距 离传输，更不能进行无线电发送。例如语音信号就是一种典型 的基带信号，其频率在100Hz~5kHz范围内，但主要能量集中在 200~3000Hz范围内。又如电视图像信号的频率在0~6MHz范围以 内。计算机数据信号的频率范围与传输速率有关，也属于基带 信号。基带信号就是直接由信号转换成的电信号,频率低，含 有低频成分或直流成分，最高最低频率比值大。基带信号不适 于较长距离传输，不能无线电发送。例语音，图像。
频带信号，经过各种正弦调制后，基带信号的频谱被搬移 到比较高的频率范围。中心频率相对较高，带宽窄，适于在信 道中传输。常见的调制方式有AM,SSB,FM,PM,ASK,FAK,PSK等。
1.1.3 通信系统的构成、分类及通信方式 1.构成
信源：信息的来源 变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。主要担负将输入消
息变换为电信号的任务。由输入变换器输出的信号应反映输入信号的全部信息，此 信
号即为基带信号 信道：信号的传输通道。 反变换器：功能与变换器相反,将接收设备输出的电信号变换成原来形式的消息。 信宿：信息传送的终点，即信息的接收者 噪声源：并不是一个人为实现的实体，但在通信系统中又是客观存在的,作为一种分 析问题的方法，我们将信号在传输过程中混入的噪声及由于干扰引起的信号失真集
第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准， 制定于上世纪80年代。Nordic移动电话（NMT）就是这样一种标准，应用于 Nordic国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统（AMPS）， 英国的总访问通信系统（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法国的 Radiocom 2000和意大利的RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
2G，2-Generation wireless telephone technology，第二代手机通信技 术规格，以数字语音传输技术为核心。一般定义为无法直接传送如电子邮件、 软件等信息；只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过 手机短信在它的某些规格中能够被执行。它在美国通常称为“个人通讯服务” （外语缩写：PCS）。
2G(second generation）表示第二代移动通讯技术。代表为GSM。以数 字语 音传输技术为核心。1G（first generation）表示第一代移动通讯技术，以模 拟技术为基础的蜂窝无线电话系统，如现在已经淘汰的模拟移动网。1G无线系 统在设计上只能传输语音流量，并受到网络容量的限制。AMPS为1G网络的典型 代表。
第1章-数字通信基础知识总结
3G是第三代移动通信技术，3rd-Generation，是指支持高速数据传输的蜂 窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps 以上。3G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，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。
第1章 数字通信基础知识
1.1 数字通信系统的构成
1.1.1 信息与信号 信息：对接受信息者有一定意义的某一有待定传递、交
换、提取或存储的内容，是客观世界和主观世界共同作 用的产物。 信号：携带信息的载体。 信息是依靠信号进行传递和交流的，这是通信的主要目 的和内容。 语音、文字、图像或数据等统称为消息。将消息给予 受信者的新知识称为信息，预先不知道的消息成为信息。 消息的表现形式成为信号，信号是带有消息的一种物理 量，若用电来传送消息，发信者须把消息转换成随时间 变化的电压或电流，这就是电信号。
数字信号与模拟信号
3.模拟信号与数字信号的区别 模拟信号有时侯也称连续信号，这个连续是指信号 的某一参量可以连续变化，而不一定在时间上也连续。 PAM信号 数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的 某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。 模拟信号适合与传输，数字信号则比较适合与处理。 模拟信号与数字信号可以互相转换。
3G相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、CDMA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。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（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及 144kbps(千比特/每秒)的传输速度。
1.1.2 模拟信号与数字信号 1. 模拟信号
概念：代表信息的信号幅度的取值随时间连续变化， 即在某一时间范围内可以取无限多个数值，则该信 号为模拟信号如下图所示2. 数字信号
概念：凡信号的某一参量只能取有限个数值，并且常 常不直接与消息相对应，代表信息的信号幅度取值是
离散变化的，即在某一瞬间具有有限个状态或称状态可 数，则这样的信号称为数字信号。如下图所示：