數(shù)字通信系統(tǒng)概述

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1、數(shù)字通信技術(shù)第2版主編第1章　數(shù)字通信系統(tǒng)概述1)通信系統(tǒng)的基本組成與一般模型；2)信息與信號(hào)的基本概念；3)數(shù)字通信的特點(diǎn)；4)信道的概念；5)通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)；6)通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；7)通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。1.1　通信系統(tǒng)及其特征1.1.1　通信系統(tǒng)的一般模型1.1.2　模擬通信和數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.2　信息與信號(hào)的概念第1章　數(shù)字通信系統(tǒng)概述1.2.1　基帶信號(hào)與頻帶信號(hào)1.2.2　數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)1.3　數(shù)字通信1.3.1　數(shù)字通信系統(tǒng)1.3.2　數(shù)字通信的特點(diǎn)1.3.3　數(shù)據(jù)通信1.4　信道1.4.1　

2、有線信道1.4.2　無線信道1.5　通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)1.6　通信網(wǎng)簡(jiǎn)介第1章　數(shù)字通信系統(tǒng)概述1.6.1　通信網(wǎng)的組成1.6.2　通信網(wǎng)的分類1.6.3　通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.7　通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.7.1　接入層將繼續(xù)呈現(xiàn)多種技術(shù)共存1.7.2　傳送層將走向智能化和融合1.7.3　控制層將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與控制相分離1.7.4　應(yīng)用層的業(yè)務(wù)發(fā)展是關(guān)鍵1.7.5　支撐層關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)1.7.6　終端和用戶卡發(fā)展趨勢(shì)1.1　通信系統(tǒng)及其特征圖1-1　通信系統(tǒng)的基本組成1.1　通信系統(tǒng)及其特征圖1-2　通信網(wǎng)的組成1.1.1

3、　通信系統(tǒng)的一般模型圖1-3　電通信系統(tǒng)的一般模型(1)輸入轉(zhuǎn)換器　主要擔(dān)負(fù)將輸入消息變換為電信號(hào)的任務(wù)。(2)發(fā)送設(shè)備　將基帶信號(hào)變成適于信道傳輸特性的信號(hào)。(3)信道　是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃址Q傳輸媒質(zhì)。(4)接收設(shè)備　將信道傳來的信號(hào)進(jìn)行處理，以恢復(fù)出與發(fā)送端基帶信號(hào)一致的信號(hào)。1.1.1　通信系統(tǒng)的一般模型(5)輸出轉(zhuǎn)換器　將接收設(shè)備輸出的電信號(hào)變換成原來形式的消息。(6)干擾源　作為一種分析問題的方法，我們將信號(hào)在傳輸過程中混入的噪聲及由于干擾引起的信號(hào)失真集中在一起，作為信道中的干擾源來進(jìn)行分析處理。1.1.2　模

4、擬通信和數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.模擬通信系統(tǒng)2.數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖1-4　數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.2　信息與信號(hào)的概念圖1-5　語(yǔ)音信號(hào)波形及頻譜1.2.1　基帶信號(hào)與頻帶信號(hào)基帶信號(hào)即直接由信息轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)。這種信號(hào)的頻率都是比較低的，含有低頻成分甚至直流成分，而且最高頻率和最低頻率比值很大，可以遠(yuǎn)大于1。基帶信號(hào)不適于較長(zhǎng)距離傳輸，更不能進(jìn)行無線電發(fā)送。例如語(yǔ)音信號(hào)就是一種典型的基帶信號(hào)，其頻率在100Hz~5kHz范圍內(nèi)，但主要能量集中在200~3000Hz范圍內(nèi)。又如電視圖像信號(hào)的頻率在0~6MHz范圍以內(nèi)。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)

5、信號(hào)的頻率范圍與傳輸速率有關(guān)，也屬于基帶信號(hào)。1.2.2　數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)1.模擬信號(hào)圖1-6　幾種數(shù)字信號(hào)的例子1.2.2　數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)2.數(shù)字信號(hào)3.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別1.3　數(shù)字通信通信系統(tǒng)中若按傳送信號(hào)的形式可以分為模擬通信和數(shù)字通信。模擬通信系統(tǒng)傳輸模擬信號(hào)，數(shù)字通信系統(tǒng)則傳輸數(shù)字信號(hào)。應(yīng)當(dāng)指出，模擬通信與數(shù)字通信是按信道中所傳遞的信號(hào)差異來區(qū)分的，不是根據(jù)信源輸出的信號(hào)來劃分的。若信源發(fā)出的是模擬信號(hào)，經(jīng)過發(fā)信設(shè)備變換成適合在信道中傳輸?shù)碾娦盘?hào)仍然是模擬信號(hào)，則稱這種通信方式為模擬通信。若信源發(fā)出

6、的是模擬信號(hào)，經(jīng)過模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換數(shù)字化處理后，以數(shù)字信號(hào)的形式在信道中傳輸一般稱為模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸，顯然這是數(shù)字通信。1.3.1　數(shù)字通信系統(tǒng)1)收發(fā)兩端消息與電信號(hào)之間互換的過程、模擬信號(hào)的數(shù)字化及數(shù)字式基帶信號(hào)的特性。2)抗干擾編碼與解碼，即差錯(cuò)控制編碼問題。3)數(shù)字調(diào)制與解調(diào)原理。4)保密通信問題：當(dāng)需要保密通信時(shí)，可對(duì)基帶信號(hào)的“0”、“1”序列進(jìn)行人為“攪亂”(即加上密碼信號(hào))，稱為加密。5)信道與噪聲的特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?)同步問題：數(shù)字通信是一個(gè)一個(gè)碼元傳送的，接收端接收時(shí)必須與發(fā)送端節(jié)拍相同

7、，否則會(huì)因收發(fā)步調(diào)不一致而造成混亂。1.3.2　數(shù)字通信的特點(diǎn)1)抗噪聲性能好。2)差錯(cuò)可控。3)保密性強(qiáng)。4)便于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。1.3.3　數(shù)據(jù)通信若信源本身發(fā)出的就是數(shù)字形式的信號(hào)（電報(bào)、數(shù)據(jù)、指令等），那么不管用數(shù)字傳輸還是用模擬傳輸方式來傳輸，這種通信方式均稱為數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型與圖1〖KG*8〗4所示的數(shù)字通信系統(tǒng)模型大同小異，只是因?yàn)樾旁幢旧戆l(fā)出的是數(shù)字信號(hào)，因而不需要信源編、解碼器。一般來說，數(shù)據(jù)通信有三個(gè)特征：①它是機(jī)器對(duì)機(jī)器或是機(jī)器對(duì)人的通信。②它傳輸和處理離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而不是連續(xù)的模擬數(shù)

8、據(jù)。③它的通信速度很高，可以傳輸和處理大量的數(shù)據(jù)。1.4　信道1.4.1　有線信道1)架空明線的主要優(yōu)點(diǎn)是架設(shè)比較容易，建設(shè)較快，傳輸損耗比較小。2)對(duì)稱電纜的通信容量比架空明線大，因而平均到每條電路投資比明線低，電氣性能比較穩(wěn)定，安全保密性好。3)同軸電纜是將電磁波封閉在同軸管內(nèi)，工作頻率較高，同軸