1、通信原理之 基本概念山西華瑞電子工程有限公司2013.4170%工作實踐、生活積累、環(huán)境20%學(xué)習(xí)經(jīng)歷、培訓(xùn)、參觀10%自學(xué)人的能力從哪里來國際HR界公認(rèn)721定律2學(xué)習(xí)要求掌握通信的基本概念通信的定義通信重大事件通信的方式通信的分類通信的工作方式通信系統(tǒng)的組成衡量通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)3通信的定義：通信是指一地向另一地進(jìn)行消息的有效傳遞。通信的目的：傳遞消息中所包含的信息。消息：是物質(zhì)或精神狀態(tài)的一種反映，例如語音、文字、音樂、數(shù)據(jù)、圖片或活動圖像等。信息：是消息中包含的有效內(nèi)容。實現(xiàn)通信的方式和手段：非電的：如旌旗、消息樹、烽火臺 電的：如電報、電話、廣播、電視、遙控、遙測、因特網(wǎng)和計算機

2、通信等。 一、通信的定義4二、通信的定義對于華瑞公司而言：“通信”這一術(shù)語是指“電通信”，包括光通信，因為光也是一種電磁波。在電通信系統(tǒng)中，消息的傳遞是通過電信號來實現(xiàn)的，簡稱“電信”。通信的本質(zhì)：實現(xiàn)信息傳遞功能的一門科學(xué)技術(shù)，它即要把大量有用信息無失真、高效率的傳輸，也要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制。當(dāng)今的通信不僅要有效傳遞信息，還要有存儲、處理、采集及顯示等功能。比如“云”5二、通信重大事件表1837年：莫爾斯發(fā)明有線電報1864年：麥克斯韋發(fā)明電磁輻射理論1876年：貝爾發(fā)明有線電話 1896年：馬可尼發(fā)明無線電報1918年：調(diào)幅無線電廣播、超外差接收機問世1936年：商業(yè)電視

3、廣播開播 ，1946年計算機誕生60后：衛(wèi)星通信，計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字技術(shù)70后：數(shù)字通信、光纖通信，蘋果、微軟誕生80后：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、有線電視誕生90后：衛(wèi)星通信、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展00后：高清數(shù)字電視、智能手機、移動互聯(lián)網(wǎng)、IPAD、云 6高琨 1933年生于上海，英藉、華裔學(xué)者1966-七月，高錕博士在PIEE 雜志上發(fā)表論文光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)，從理論上分析證明了實現(xiàn)光纖通信的可能性，并預(yù)言了超低耗光纖的可能性 1970-美國康寧公司成功研制成世界上第一根低損耗石英光纖，光纖為信息時代的到來奠下基石 全球公認(rèn)“光纖之父”，北京郵電大學(xué)名譽教授、2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主

4、7 三、通信方式按消息傳送的方向與時間分 有線電視 對講機 電話、手機8按數(shù)字信號排序分串序傳輸 并序傳輸 三、通信方式9按通信網(wǎng)絡(luò)形式分 兩點間直通方式 分支方式 交換方式 三、通信方式10 四、通信的分類按傳輸媒質(zhì)分 有線通信：導(dǎo)線、電纜、光纜等 無線通信：無線電波、紅外線等按工作頻率分 長波通信、中波通信 短波通信、微波通信按傳輸信號類型分 模擬通信系統(tǒng)傳輸模擬信號的通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)11模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：代表消息的信號參量取值連續(xù)，例如麥克風(fēng)輸出電壓： (a) 話音信號 (b) 抽樣信號圖1-2 模擬信號 四、通信的分類12數(shù)字信號：代表消息的信號參

5、量取值為有限個，例如電報信號、計算機輸入輸出信號：通常，按照信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。 (a) 二進(jìn)制信號 (b) 2PSK信號圖1-3 數(shù)字信號 四、通信的分類13四、通信的分類按信號復(fù)用方式分類：頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用 按通信業(yè)務(wù)分類：電報通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng) 按調(diào)制方式分類：基帶傳輸系統(tǒng)和帶通（調(diào)制）傳輸系統(tǒng)按收信者運動分：固定通信和移動通信141.基帶信號由信源輸出的電信號 特點：具有頻率較低的頻率分量 一般不適合直接作為傳輸信號 舉例2.已調(diào)信號經(jīng)過調(diào)制后的信號 特點：攜帶信息 適合在信道中

6、傳輸 具有較高頻率成分 且中心頻率遠(yuǎn)離零頻四、通信的分類15四、通信的分類16頻分復(fù)用、時分復(fù)用和碼分復(fù)用四、通信的分類17五、通信使用頻段所有的通信頻段的使用要經(jīng)過國家無線電管理委員會批準(zhǔn)才能使用，當(dāng)然也有開放的頻段。 18五、通信使用頻段通信使用的頻段、常用傳輸媒介及主要用途頻率范圍（） 波長（）符號常用傳輸媒介用途3Hz30kHz10m8104m甚低頻VLF有線線對長波無線電音頻、電話、數(shù)據(jù)終端、長距離導(dǎo)航、時標(biāo)30kHz300kHz10m4103m低頻 LF有線線對長波無線電導(dǎo)航、時標(biāo)、電力線通信300kHz3MHz10m3102m中頻 MF同軸電纜，中波無線電調(diào)幅廣播、移動陸地通信、

7、業(yè)余無線電3MHz30MHz10m210m高頻 HF同軸電纜，短波無線電移動無線電話、短波廣播、定點軍用通信、業(yè)余無線電30MHz300MHz10m1m甚高頻VHF同軸電纜，米波無線電電視、調(diào)頻廣播、空中管制、車輛通信、導(dǎo)航、集群通信、無線尋呼300MHz3GHz100cm10cm特高頻UHF波導(dǎo)，分米波無線電電視、空間遙測、雷達(dá)導(dǎo)航、點對點通信、移動通信3GHz30GHz10cm1cm超高頻SHF波導(dǎo)，厘米波無線電微波接力、衛(wèi)星和空間通信、雷達(dá)30GHz300GHz100mm1mm極高頻EHF波導(dǎo)，毫米波無線電雷達(dá)、微波接力、射電天文學(xué)105GHz107GHz310-4cm 310-6cm紫

8、色、可見光紅外線光纖， 激光空間傳播光通信19六、通信系統(tǒng)的組成 通信系統(tǒng)的一般模型信息源（簡稱信源）：把各種消息轉(zhuǎn)換成原始電信號，如麥克風(fēng)。信源可分為模擬信源和數(shù)字信源。發(fā)送設(shè)備：產(chǎn)生適合于在信道中傳輸?shù)男盘?。信道：將來自發(fā)送設(shè)備的信號傳送到接收端的物理媒質(zhì)。分為有線信道和無線信道兩大類。噪聲源：集中表示分布于通信系統(tǒng)中各處的噪聲。20接收設(shè)備：從受到減損的接收信號中正確恢復(fù)出原始電信號。 受信者（信宿）：把原始電信號還原成相應(yīng)的消息，如揚聲器等。六、通信系統(tǒng)的組成21模擬通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)：兩種變換：模擬消息 原始電信號（基帶信號）基帶信號 已調(diào)信號

9、（帶通信號）圖1-4 模擬通信系統(tǒng)模型六、通信系統(tǒng)的組成22數(shù)字通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞信息的通信系統(tǒng) 信源編碼與譯碼目的：提高信息傳輸?shù)挠行酝瓿赡?數(shù)轉(zhuǎn)換 信道編碼與譯碼目的：增強抗干擾能力加密與解密目的：保證所傳信息的安全數(shù)字調(diào)制與解調(diào)目的：形成適合在信道中傳輸?shù)膸ㄐ盘?同步目的：使收發(fā)兩端的信號在時間上保持步調(diào)一致 六、通信系統(tǒng)的組成231.2.3 數(shù)字通信的特點優(yōu)點抗干擾能力強，且噪聲不積累傳輸差錯可控便于處理、變換、存儲便于將來自不同信源的信號綜合到一起傳輸易于集成，使通信設(shè)備微型化，重量輕易于加密處理，且保密性好缺點：需要較大的傳輸帶寬對同步要求高六、通信系

10、統(tǒng)的組成24通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：有效性和可靠性有效性：指通信系統(tǒng)中傳輸消息的“速率”問題，即快慢問題可靠性：指通信系統(tǒng)中傳輸消息的“質(zhì)量”問題，即好壞問題其它還有：適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、保密性、標(biāo)準(zhǔn)性、維修性、工藝性等。七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)25 通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：有效性消息傳輸?shù)乃俣葐栴}可靠性消息傳輸?shù)馁|(zhì)量問題 以上二者是一對矛盾，通常根據(jù)實際應(yīng)用求得相對的統(tǒng)一。即在滿足一定可靠性指標(biāo)下，盡量提高傳輸速度，在維持一定有效性指標(biāo)基礎(chǔ)上，使消息傳輸質(zhì)量盡量提高。七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)26 模擬通信系統(tǒng)：有效性：可用有效傳輸頻帶來度量?？煽啃裕嚎捎媒邮斩俗罱K輸出信噪比來度量。數(shù)字通信系統(tǒng)有

11、效性：用傳輸速率衡量?？煽啃裕撼Ｓ谜`碼率表示。七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)27 模擬通信系統(tǒng)有效性：帶寬七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)8M8M8M8M8M載波1載波2載波3載波5載波4頻道1頻道2頻道3頻道4頻道5F (MHz)0 在有線電視系統(tǒng)中，PAL制每套節(jié)目帶寬是8MHz，NTSC制是6M，因此，在48MHz的帶寬范圍內(nèi)，PAL制可傳6套電視節(jié)目，NTSC制可傳8套，在節(jié)目傳輸數(shù)量上，顯然后者占優(yōu)，但PAL制信號質(zhì)量更好28 模擬通信系統(tǒng)可靠性：信噪比。七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)信號噪聲信噪比：信號功率與噪聲功率之比。C/N=Pc/PnPc：信號功率 Pn：噪聲功率29 模擬通信系統(tǒng)可靠性：信噪比。七、通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo) 模擬通信系統(tǒng)中（模擬監(jiān)控或有線電視），信噪比下降或不足，容易產(chǎn)生雪花點。信號噪聲30 數(shù)字通信系統(tǒng)有效性：傳輸速率 比特率（信息傳輸速率Rb）：定義為單位時間內(nèi)傳遞的平均信息量或比特數(shù)，單位為比特/秒，簡記為 b/s ，或bps 七、