通信的基本概念讲解
通信的基本概念
2． 按数字信号排列顺序分
在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为并 行传输和串行传输。
并行传输是将代表信息的数字序列以成组的方式在两 条或两条以上的并行信道上同时传输，如图（a）所示。并 行传输的优点是节省传输时间，但需要传输信道多， 设备 复杂， 成本高， 故较少采用， 一般适用于计算机和其他 高速数字系统，特别适用于设备之间的近距离通信。
串行传 (b)所示。通常，一般的远距离数字通信 都采用这种传输方式。
@ 把利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一
地向另一地进行消息的有效传递和交换称为“通信”。
@ 有效而可靠地传递信息。
通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术， 它要将大量有用的信息无失真、高效率地进行传输，同时还要 在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。
通信和电信概念（孙钰） （1）通信（Communication）：
现代通信原理
通信的基本概念
1.1 通信的定义
1、通信的目的是传递消息。 消息的表达形式：语言、文字、图像、数据等。
2、通信的一般概念（定义）
@ 指由一地向另一地进行消息的有效传递。
实现通信的方式很多。目前使用最广泛的是电通信方式， 即用“电”来传递消息的通信方法，称为“电信” （telecommunication)。即用电信号携带所要传递的消息，然 后经过各种电信道进行传输，达到通信的目的。（广泛意义 上来讲，光通信也属于电通信，因为光也是一种电磁波）。
收端
(b)
(c)
单工、 (a) 单工； (b) 半双工； (c) 全双工
半双工通信，是指通信双方都能收发消息， 但不能同 时进行收和发的工作方式，如图 (b)所示。例如，使用同一 载频的对讲机，收发报机以及问询、检索、科学计算等数 据通信都是半双工通信方式。
通信的一些基础概念
波特与波特率波特，表示单位时间内通信线路状态改变的次数，或设备（如调制解调器）每秒钟发生信号变化的度量，常用符号"Baud"表示，简写为"B"。
波特率，又称调制速率、符号速率，即单位时间内载波参数（相位或振幅等）变化的次数，单位为波特；另：在电子通信领域，波特表示通信线路（或信号）的不同状态；波特率表示信号被调制后在单位时间内的波特数，以波特每秒Bps为单位。
波特率是传输线路上信号的传输速率的度量（因波特率越大，即载波信号在单位时间内的波特数越多，所传输的信息越多），波特率越高，相应的信号的传输速率也越高，但信号中包含的频谱成分越高，占用的带宽越宽。
P：波特率与调制解调器采用的调制技术有关，可以说是调制解调器的性质，也可以说是波或信号的性质。
码元与码元宽度符号，即用于表示某数字码型（根据码型位数不同，对应不同的键控调制方式）的一定相位和振幅值的一段载波，其长度即符号长度，符号长度单位为秒。
定义一：在数字信号中，一个数字脉冲称为一个码元。
一次脉冲的持续时间称为码元宽度。
定义二：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一个数字码型，这样的时间间隔内的信号称为码元，而这个间隔称为码元宽度，码元宽度单位为秒。
即在使用时域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形即为码元。
P：在模拟信号中，一个码元所代表的二进制位数与调制技术有关；码元所携带的信息量由码元所取离散值的个数（也称信号进制数）决定，一个码元所需携带的信息量n（单位为比特）与码元可取离散值的种类数N有如下关系：n=log2N。
码元传输速率码元传输速率，又称码元速率、传码率、数码率、码率、信号速率或波形速率，即单位时间内传输的码元个数，常用符号RB表示，单位为波特。
码元传输速率，等价于模拟信号中的波特率。
例如，某系统在 2 秒内传送4800 个码元，则该系统的传码率为2400B 。
信息传输速率信息传输速率，简称信息速率，又称传信率、比特率，是指单位时间内在信道上传送的数据量（即比特数），常用符号Rb表示，单位为比特每秒（bit/s），简记为b/s 或bps。
通信基本知识点总结
通信基本知识点总结一、通信的基本概念1. 通信的定义及意义通信是指信息的传递和交流过程，通过语言、文字、图像等形式进行信息的传递。
通信的意义在于加强人际关系，促进社会交往，传递知识和信息。
2. 通信的基本原理通信的基本原理包括信号的产生、传输和接收。
通信系统通过发送方产生的信号，经过传输介质传输到接收方，并由接收方进行解码和识别。
通信的基本原理是信息的传递和交流。
二、通信的基本组成1. 发送器发送器是指将信息转换成信号并发送到传输介质中的设备或装置。
发送器使用调制技术将原始信息转换成适合传输的信号，如调幅、调频、调相等技术。
2. 传输介质传输介质是指信息信号传输的媒介，包括有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质包括光缆、电缆等，无线传输介质包括电磁波、红外线等。
3. 接收器接收器是接收传输介质中的信号，并将其转换成原始信息的设备或装置。
接收器使用解调技术将接收到的信号转换成原始信息，如解调幅、解调频、解调相等技术。
三、通信的技术分类1. 有线通信技术有线通信技术是指利用电缆、光缆等有线传输介质进行信息传输的技术，包括电话、有线电视、网线等。
2. 无线通信技术无线通信技术是指利用电磁波、红外线等无线传输介质进行信息传输的技术，包括无线电、移动通信、卫星通信等。
3. 数字通信技术数字通信技术是指利用数字信号进行信息传输的技术，包括数字电话、数字电视、数字广播等。
4. 模拟通信技术模拟通信技术是指利用模拟信号进行信息传输的技术，包括模拟电话、模拟电视、模拟广播等。
四、通信的基本性能参数1. 传输速率传输速率是指单位时间内传输的信息量，通常用位/秒或者字节/秒来表示。
2. 误码率误码率是指传输过程中发生错误的概率，通常用百分比来表示。
3. 带宽带宽是指信号频谱中，能够传输信息的频率范围，通常用赫兹来表示。
4. 衰耗衰耗是指信号在传输过程中衰减的现象，通常用分贝来表示。
五、通信的基本原则1. 通信的可靠性通信系统在传输过程中要保证信息的完整性和准确性。
第一章 通信的基本概念PPT课件
• 1938年美国贝尔实验室为美国军方制成了世 界上第一部“移动电话”手机
• 1942年，对讲机应用于二战
微波通信
• 1931年，英国多佛尔和法国加来之间在 建立世界上第一条超短波接力线路
• 20世纪50年代出现微波接力通信
光纤通信
• 1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆发表了关于传输介 质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性 和技术途径，奠定了现代光纤通信的基础。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s
• 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌面
• 宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.4.2 模拟通信系统
模拟通信利用模拟信号来传递消息。模拟通信系统框 图如图1-2所示:
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
（1）信息与信号
• 信息←→冗余
– 消息中不定的部分
• 信号
– 信息的物理载体： 电、光信号
• 模拟信号与数字信 号
《通信技术基础》课件——任务1 通信的一般概念
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第一章 通信技术概论
1.1 通信技术的一般概念
数字信号： 如：电传机（键盘字符→ 数字信号）、计算机等各种数字终端
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数字信号：特征量取值离散的信号（幅度、频率和相位）
第一章 通信技术概论
1.1 通信技术的一般概念
— 27 —
模拟信号与数宇信号是可以相互转换的。模拟信号可以通过 A/D转换变为 数字信号,而数宇信号通过 D/A 转换又可以变为模拟信号，在通信中常见的 A/D转换方式有脉冲编码调制、增量调制以及在此基础上改进的各种方式。
第一章 通信技术概论
1.1 通信技术的一般概念
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通信系统
通信是将信号从一个地方向另一个地方传输的过程。用于完成信号的传递与处理的系统 称为通信系统(Communication System)。现代通信要实现多个用户之间的相互连接，这种 由多用户通信系统互连的通信体系称之为通信网络(Communication Network)。通信网络 以转接交换设备为核心，由通信链路将多个用户终端连接起来，在管理机构（包含各种通信 与网络协议）的控制下实现网上各个用户之间的相互通信。
第一章 通信技术概论
1.1 通信技术的一般概念
信道
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广义信道，可以分为调制信道和编码信道两类。 调制信道是指信号从调制器的输出端传输到解调器的输入端经过的部分；编码信道是指 数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分。 本书中我们讨论的信道主要指有线信道和无线电波信道这两类狭义信道。
第一章 通信技术概论
1.1 通信技术的一般概念
通信系统的一般模型
通信系统将是信源指产通生信的中所需要的一切技术设备和传输媒介构成的总体。
(整理)通信的基本概念
◆通信的基本概念通信----由一地向另一地进行消息的有效传递信道----载荷着信息的信号所通过的通道(或称媒质) ◆信息及其度量信息----传输信息的多少可直观地使用“”进行衡量◆信息及其度量信息----指消息中包含的有意义的内容传输信息的多少可直观地使用“信息量”进行衡量 消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关消息出现的概率愈小，则消息中包含的信息量就（）概率为0时（不可能发生事件），信息量为（）概率为1时（必然事件），信息量为（消息中的信息量I与消息发生的概率P（x）紧密相关消息出现的概率愈小，则消息中包含的信息量就（愈大）概率为0时（不可能发生事件），信息量为（无穷大）概率为1时（必然事件），信息量为（0 ）◆I与P（x）的关系式当a取2时，单位为比特（bit）当a取e时，单位为奈特（nit）当a取10时，单位为哈特（hart）◆通信系统的基本概念通信系统----指传递信息所需的一切设备的总和通信系统的任务----将不同形式的消息从发送端传递到接收端通信系统的一般模型----由信源,发送设备,信道,接收设备,信宿和噪声源六部分组成◆数字通信系统的组成信源和信宿信源编码和信源解码信道编码和信道解码调制和解调信道噪声源信源—把消息转换成原始的电信号，完成非电/电的转换信宿—把复原的电信号转换成相应的消息，完成电/非电的转换信源编码—有两个作用：一是进行模/数转换；一是数字压缩（即降低数字信号的数码率）信源译码是信源编码的逆过程信道编码器—对传输的信号码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓的“抗干扰编码”信道译码器—按一定规则进行解码，从解码的过程中发现错误或纠正错误，从而提高系统的抗干扰能力调制—把各种数字基带信号转换成适应于信道传输的数字频带信号（已调信号）解调是调制的逆变换信道—载荷着信息的信号所通过的通道 噪声源—系统噪声与干扰的总折合◆数字通信系统的组成◆数字通信的特点抗干扰、抗噪声能力强，无噪声积累 便于加密处理，保密性强差错可控易于与现代技术相结合数字信号占用的频带宽对同步要求高，系统设备比较复◆通信系统的分类按有无调制方式分：按传输的信号分：按传输媒介分：按信号的复用方式分：按工作方式分：◆数字通信系统的主要性能指标 有效性可靠性◆数字通信系统的主要性能指标传输速率码元速率R B信息速率R b （两者相互间的关系？单位？）差错率误码率P e误信率（误比特率）P b◆信号的类型调制信号：需要传输的信号（原始信号）载波信号：（等幅）高频振荡信号已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）◆调制调制—就是按调制信号（基带信号）的变化规率去改变载波某些参数的过程。
通信基础培训-第1章__通信与通信系统的基本概念
1.1 通信的概念
•
谈到通信，我们每个人都不陌生。古代的烽火报警，就是
把敌人入侵的消息通过烽火传达给远方的人们(类似的例子还有抗
日战争时期的“消息树”)；舰船上的灯语和旗语通过灯的闪烁和旗
子的挥动与另一舰船或港口进行无声的对话；
• 传统的信函以文字形式把游子的思乡之情浓 缩于尺素之中，再利用邮政媒体送达家人；在 各种建设工地上，工人们经常使用对讲机相互 联络，协调工作；在电影电视中经常看到军人 或警察利用无线电台进行作战指挥；还有电报、 电传、电话、寻呼、移动电话、有线广播、无 线广播、有线电视、无线电视等当代最为普及 的通信手段都是现实生活中我们所熟悉的通信 实例。
第1章 通信与通信系统的基本概念
• 1.1 通信的概念 • 1.2 通信系统 • 1.3 通信方式 • 1.4 信道和传输介质 • 1.5 信号与噪声 • 1.6 信号频谱与信道通频带
• 1.7 信息的度量与香农公式 • 1.8 多路复用的基本概念 • 1.9 常用的通信手段 • 1.10 通信系统的性能评价 • 1.11 通信技术发展史
发
传
接
信
送
输
收
信
源
设
介
设
宿
备
质
备
干 扰
图1―1 模拟通信系统的一般模型
•
比如电话通信系统就包括：送话器、电
线、交换机、载波机、受话器等要素。广播通
信系统包括麦克风、放大器、发送设备、无线
电波、收音机等。两个通信系统实例示意图如
图1―2所示。
导线 载波机
载波机
(a) 有 线 长 途 电 话 系 统 示 意 图
声被不断地放大，形成噪声积累直到通信终端。
通讯原理 第2章 通信原理的基本概念
【解】此消息中，“0”出现23次，“1”出现14次，“2” 出现13次，“3”出现7次，共有57个符号，故该消息的 信息量 23log2 8 / 3 14log2 4 13log2 4 7 log2 8 108 (b) I
每个符号的算术平均信息量为 I 108
I 符号数 57
度量信息量的原则
能度量任何消息，并与消息的种类无关。 度量方法应该与消息的重要程度无关。 消息中所含信息量和消息内容的不确定性有关 【例】 “某客机坠毁”这条消息比“今天下雨”这 条消息包含有更多的信息。 上例表明： 消息所表达的事件越不可能发生，信息量就越大。
17
第2章 基本概念
度量信息量的方法
8比特依次发送
01100100
0 1 1 0 0 1 0 0 串行/并行 转换器
接 收 方
优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用 缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
其他分类方式：
同步通信和异步通信 专线通信和网通信
16
第2章 基本概念
1.4 信息及其度量
信息：是消息中包含的有效内容 如何度量离散消息中所含的信息量?
噪声 概率论与统计 率失真理论 信号处理 信源编码 调制理论 信道编码 密码理论
随机过程
伪随机序列
信号处理 解调理论 差错控制编码 滤波理论
7
第2章 基本概念
1.2.2 模拟通信系统模型和数字通信系统模型
模拟信号和数字信号
模拟信号：代表消息的信号参量取值连续，例如麦克 风输出电压：
0
(a) 话音信号
Rb RB log2 M (b/s)
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1.1 通信的基本概念
2.消息、信息与信号 消息：语言、声音、音乐、文字和符号、数据、图像等统称为 消息(Message)。 信息：消息中给予收信者的新知识称为信息（Information）
信息可以被理解为消息中包含的有意义的内容 信号：信息的符号表示
是传递消息的载体，从通信的角度指与消息相对应的电信号 或光信号。
例 如 人 讲 话 声 音 包 含 有 许 许 多 多 频 率 成 份 ： 80 ～ 8000 Hz
电话语音信号的频率范围为300～3400Hz，则其信号带 宽为3100 Hz。
1.1 通信的基本概念
4.信号的分类： 计时的钟表表示时间信息的两种方式：
指针式钟表是以指针的连续走动指示时间，所以它是 一种“模拟”方式；
消息或信号所载荷的信息量可度量。 电信号最常用的表示形式是电流或电压。
由话筒输出的电压波形是电信号的一个例子信。 （1）信号的电参数：幅值、频率或相位
u
0 T/2
t T
时域图
频谱图
1.1 通信的基本概念
（2）信号频谱：信号所含有的频率成分。 （3）信号带宽:信号所含最高频率fH与最低频率fL之差， 即信号所含频率的宽度。
数字式钟表每隔一定时间跳一个数，是一种非连续计 时方式，即“数字”方式
电信号表示信息的两种不同方式： 模拟信号和数字信号 模拟信号用“连续变化的数值”来表示要说明的信息 ； 数字信号是用“离散（不连续）的数字”来表示信息 。
1.1 通信的基本概念
（1）模拟信号 幅度取值连续的信号为模拟信号（函数值随时间连续 变化） 以电话为例，由于声音信号“模拟”了声压的变化 ，因此叫做“模拟信号”。
1950年
时分多路通信应用于电话
现代通信发展历史回顾
1958年 发射第一颗人造卫星，太空通信时代到来 1961年 集成电路问世，使得数字通信得到进一步发展， 对电子产品的发展更新（高速、微小）起非常重要的作用 1963年 发射第一颗同步通信卫星，开辟了空间通信的新 纪元 1969年 因特网（Internet）的前身ARPAnet出现，被 后人称为网络之父 （巴兰）
数字信号的特点: 波形从时间和幅度上都是离散的（取值是有限个）、不 连续的。 数字信号将待传递的信息包含在码元的不同组合之中。 对数字信号来讲，信号的数据率越高，信号的带宽 也就越宽。
1.1 通信的基本概念
（3）模数（A/D）转换： 模拟信号可通过数字化的方法转化成数字信号；反之，数字信号 又可通过模拟化的方法转化成模拟信号。完成这两种转化的器件分 别称为“模数转换”（A/D）器和“数模转换”（D/A）器。
第二部分 通信技术基础
第1章 通信技术概述 第2章 有线通信 第3章 无线通信 第4章 计算机网络
通信工程2012级
计算机与通信工程学院 通信工程系
第1章 通信技术概述
1.1 通信的基本概念 1.2 多路复用技术 1.3 通信交换技术 1.4 通信发展趋势
引言：通信发展历史
远古通信手段
➢烽火台 ➢击鼓 ➢信鸽 ➢旗语 ➢驿站 ➢航行用的信号灯等工具
如现在要拍发一份电报，含有“中国”两字，用 “0022”代表中。
1.1 通信的基本概念
图中的“1”和“0”可对应电流开启或关闭两种状态或其 他能表示两种状态的电压取值（如正负电压两种取值）， 分别称为“1”码或“0”码， 由于每个码都有一定的持续时间Ts，因此每个码又称为数 字脉冲或码元。
1.1 通信的基本概念
现代通信发展历史回顾
1838年，莫尔斯发明有线电报，标志着人类从此 进入 了电通信时代。
现代通信发展历史回顾
1876年 ，贝尔发明电话 波士顿大学，声音生理学教授
现代通信发展历史回顾
1895年 马克尼(意大利)，波波夫（俄国）发明无线电报 为人类通信技术开辟了一个崭新的领域
曾获诺贝尔奖金
现代通信发展历史回顾
幅度
0
时间
1.1 通信的基本概念
模拟信号波形特点： 信号的波形在时间、幅度上均是连续的（即在一定的时间内 取无限个值），所以又称之为“连续信号”。 它连续地“模拟”着信息的变化。 如发话者的话音改变时，信号的波形也改变。 模拟信号将待传递的信息包含在信号的波形之中。
幅度
0
时间
1.1 通信的基本概念
1906年，发明电子管，进入了电子时代，开辟了模拟通 信的新纪元。
现代通信发展历史回顾
1925年
载波电话系统问世
1938年
电视广播开播， 单一声音到实 时图像
1940-1945年 微波通信系统的发展（二次大战刺激了雷 达和微波通信系统的发展）
1946年
第一台电子计算机在美国出现
1948年
晶体管问世(导致小型化)
1.1 通信的基本概念 二、通信系统（P4-15）
➢通信系统：传递信息所需要的一切技术、设备和传输媒 介的集合。 通信系统基本模型：
必要的通信流程： 消息信号处理传输信号还原消息
技术设备包括硬件和软件
1.1 通信的基本概念 通信系统实例
1.1 通信的基本概念
1. 信源和信宿 信源：发送信息的一端。 信宿：是传输信息的归宿（目的地）。 信源、信宿可以是人或设备，发出的消息可以是 声音、文本、图像等。
1.1 通信的基本概念
现代通信发展史的回顾
20世纪通信技术高速发展： 双绞线－同轴电缆－微波－光纤－卫星 长波－中波－短波－超短波－微波－毫米波
21世纪 通信与信息 融入生活 改变生活 不可缺少
1.1 通信的基本概念
一、通信的基本定义（P1-4）
1.通信：信息的传递与交换。 （香农如是说：…….） 通信的基本形式：是在信源与信宿之间建立一个传输 （转移）信息的通道（信道），实现信息的传输。
（2）数字信号 幅度取值离散的信号。电报是用数字信号传递信息的 最简单的方式。
1.1 通信的基本概念
早期的莫尔斯电报， 其电报信号是用“点”和“划”组成的电码（叫做莫 尔斯电码）来代表文字和数字。 如果用“1”代表有电流、 “0”代表无电流，那么“点 ”就是1、0，“划”就是1、1、1、0。 莫尔斯电码是用一点一划代表A，用一划三点代表B， 所以A就是101110，B就是1110101010。