第2章 通信基础知识.ppt

第二章 通信基础知识 通信的基本概念与基本问题 信号分析基础 通信中的调制技术 通信中的编码技术 数字基带传输系统 通信中的复用和多址技术 通信中的同步 第一节 通信的基本概念与基本问题 一、通信系统模型 上图给出了通信系统的一般模型，反映了通信系统的共性，根据研究的对象和关注的问题不同，各方框的内容和作用有所不同。按照信道中传输的信号是模拟信号还是数字信号，可将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统。 1、模拟通信系统模型 凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号，如电话机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像信号等。模拟信号有时也称连续信号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续，如抽样信号。信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统。模拟通信系统的模型： 2、数字通信系统模型 凡信号参量只能取有限个值，且通常不直接与消息相对应的信号，均称为数字信号，如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。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。信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统。数字通信系统的模型： 数字通信的优点 （1）抗干扰能力强，数字信号可以再生，从而消除噪声累积。 （2）便于进行各种数字信号处理。 （3）便于实现集成化。 （4）便于加密处理。 （5）便于综合传递各种信息，实现综合业务数字网。 3、信息、消息与信号 （1）信息：是一种不确定度的描述，是语言、文字、数据或图像中所包含的人们想知道的内容，是内在的实质的东西。 （2）消息：是具体的，有不同的形式。消息中包含了信息，如符号、文字、语音、数据、图象等，根据所传输的消息不同形成了目前的各种通信业务，可以从消息中提取信息。因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息，否则，就失去了通信的意义。基于这种认识，“通信”也就是“信息传输”或“消息传输”。 （3）信号：为消息的表示形式，在通信系统中传输的实际是表现为各种消息形式的电信号。 二、通信系统的分类 （一）按通信业务不同分类 按照目前通信业务的不同可将通信系统分为电报通信系统、电话通信系统、传真通信系统、数据通信系统、可视电话系统、无线寻呼系统等。 另外从广义的角度来看，广播、 电视、雷达、导航、遥控、遥测等也应列入通信的范畴，因为它们都满足通信的定义。由于广播、电视、雷达、导航等的不断发展，目前它们已从通信中派生出来，形成了独立的学科。 （二）按调制方式不同分类 根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输系统和频带传输系统（或称载波传输）。基带传输系统指不经过调制直接传输，而频带传输系统可以采用表2-1所示的各种调制方式。 （三）按传输信号的特征分类 按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。 （四）按传送信号的复用方式分类 传输多路信号有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）、波分复用（WDM）和空分复用（SDM）。频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用是用正交的脉冲序列分别携带不同信号。传统的模拟通信中都采用频分复用，随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用愈来愈广泛，码分复用主要用于移动通信系统，波分复用主要用于光纤通信，卫星通信中还有空分复用。 （五）按传输媒质分类 按传输媒质，通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维、波导等）作为传输媒质完成通信的，如市内电话、有线电视、海底电缆通信等。无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递消息的目的的，如短波电离层传播、微波视距传播、卫星中继等。各种传输媒质有其特定的工作频率，常用传输媒介的频率范围及用途如表2-2所示。 三、通信方式 （一）单工、半双工及全双工通信 1．单工通信：是指消息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道，如图2-3(a)所示。 2．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 2-3(b)所示。 3．全双工通信：是指通信双方可同时进行收发消息的工作方式。一般情况全双工通信的信道必须是双向信道，如图2-3(c)所示。 单工、半双工、全双工通信方式 （二）并行传输和串行传输 按数字信号代码排列顺序不同分为并行和串行传输。 1．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2-4（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