文档介绍：现代通信技术基本知识
通信的目的
把含有信息的消息从一地传到另一地。
电信号传递信息准确而快速,不受时间、地点、距离的限制。所以,电信号来传递消息是最好的。
信号、信道与容量
带宽与传输速率
通信系统模型
通信网络的基本结构
. 信号、信道与容量
(1) 信号
A. 定义
信号是运载与传递信息的载体与工具。广义地说,信号是随时间变化的某种物理量。
一般将语言、文字、图像或数据通称为消息。
B. 特性
时间特性、频率特性
C. 分类
a. 连续信号和离散信号
b. 确定信号和随机信号
c. 周期信号与非周期信号
(2)信道
信道是信号的传输媒质。
广义信道
狭义信道
有线信道:
明线、对称电缆、同轴电缆、光纤
无线信道:
地波传播、短波电离层反射、超短波、微波视距中继、人造卫星中继、各种散射信道
变换装置:
发送设备、接收设备、馈线、天线、调制器、解调器
(3) 信道容量
A. 定义
单位时间内该信道所能传输的最大信息量(比特数)。
B. 数字信道容量
等概、对称、二元信道容量:
其中:C—信道容量;
B—信道带宽;
Pe—差错率。
C. 模拟信道容量
在无噪声干扰的条件下,模拟信道的容量是无穷大。理论分析证明,在高斯白噪声干扰下模拟信道容量:
其中:C—信道容量; B—信道带宽;
P—模拟信号功率; N—白噪声功率。
香农—哈特莱(Shannon—Hartley)公式:
带宽与传输速率
(1) 带宽
信道的带宽:指信道所能通过信号的最高频率与最低频率之差,是一个频率范围,单位为赫兹(Hz)。
带宽与导线质量、长度、传输方法有关,是衡量线缆传输能力的客观指标。
带宽决定了发送信息的能力,而不是指发送信息的速度有多快。一般来说,信道带宽越大,传送数据的速度就越快。
网络系统中的编码方式建立了带宽与传输速率之间的联系,如10Mbps以太网只用到了7MHz的传输量; 。
(2) 传输速率
A. 码元传输速率
单位时间内通过系统所传送的码元(脉冲)数,单位为“波特”(Baud),又称为传码率、波特率,记为:RB。
B. 信息传输速率
单位时间内通过系统所传送的信息量,单位为“比特/秒”(bit/s或bps),又称为传信率、比特率,记为:Rb。
C. 消息传输速率
单位时间内通过系统所传送的从信源发出的消息量,单位为“比特/秒”(bit/s),又称为消息率,记为:Rm。
D. 相互关系
a. 消息传输速率与信息传输速率的关系
Rm=αRb (消息传输效率α≤1)
b. 码元传输速率与信息传输速率的关系
对于M(M≥2 )进制数字传输系统,有
Rb=RBlog2M
c. 当M=2时, Rm 、 Rb 、RB三者在数值上是相等的。
通信系统模型
(1) 定义
消息的传递是利用通信系统来实现的。
A. 通信:信息表达方式的时空转移。
B. 通信系统:完成通信过程的全部设备和传输介质。
(2) 分类
按照信道中传输的信号类型,通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统。
A. 模拟通信系统
a. 定义
按传送模拟信号而设计的通信系统称为模拟通信系统。
b. 模型
信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪声
c. 信号变换
发送端的连续消息要变换成原始电信号,接收端收到的信号要反变换成原连续消息。但其频率低,一般不适宜直接传输。
将原始电信号变换成其频带适合信道传输的信号,并在接收端进行反变换。即调制和解调。