第二章 通信基礎(chǔ)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1通信系統(tǒng)2.2模擬信號傳輸技術(shù)2.2數(shù)字信號傳輸技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)2.1 通信系統(tǒng)構(gòu)成通信-信息的傳遞方法就是通信 。信息的表達方式-語 言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等通信方式 -很多，目前使用最廣泛的方式是電通信方 式用電信號控制攜帶所要傳遞的信息，然后經(jīng)過各種傳輸介質(zhì)也就是信道進行傳輸，達到通信的目的計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng) 實現(xiàn)電信號的傳遞與處理 計算機網(wǎng)絡(luò)通信信號 專指控制、攜帶、傳遞信息的電信號模擬信號主要的特征 是時間上連續(xù)，任意時刻的信號值都 是它的一部分；其次是狀態(tài)連續(xù)，即模擬信號的值對時間的導(dǎo) 數(shù)（dv/dt）總存在 。如話音信號、電視圖

2、像信號以及來自各 種傳感器的檢測信號等數(shù)字信號 具有離散且有限的狀態(tài) 。目前常見的數(shù)字信號多 為二進制信號模擬信號比較適合傳輸，數(shù)字信號則比較適合于處 理。模擬信號與數(shù)字信號是可以相互轉(zhuǎn)換的計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的性能指標 衡量通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的基本指標有兩個：系統(tǒng)的有 效性和可靠性有效性指的是傳輸一定的信息量所消耗的時間可靠性指的是接收信息的準確程度。有效 性和可靠性這兩個指標通常是矛盾計算機網(wǎng)絡(luò)模擬通信系統(tǒng)的有效性用傳輸帶寬度量模擬通信系統(tǒng)的可靠性用接收端最終輸出的信號平均功 率與噪聲平均功率的比(即信噪比)度量。信噪比越大， 通信質(zhì)量越高普通電話要求信噪比在20dB以上，電 視圖像則要求信噪

3、比在40dB以上計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸速率來衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性用差錯率來衡量差錯率用誤比特率P b 表示 P b =錯誤比特數(shù)/傳輸總比特數(shù)差錯率越小，通信的可靠性越高傳輸計算機數(shù)據(jù)要求P b 10 -9計算機網(wǎng)絡(luò)2.2 模擬信號傳輸技術(shù)模擬信號的基帶傳輸 信號以基帶（未經(jīng)調(diào)制的低頻原始 信號）形式在通信線路上的傳輸模擬信號的頻帶傳輸 信號經(jīng)過調(diào)制后（如調(diào)幅、角度調(diào) 制），以頻帶信號的形式在有線或無線信道中的傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后以數(shù)字信號形 式在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行傳輸計算機網(wǎng)絡(luò)模擬信號的基帶傳輸通信中最常見的模擬基帶信號是電話信號，人耳所能感覺的 聲波

4、頻率范圍（音頻）大約在20Hz到20kHz，對3004000Hz 話音感覺比較靈敏計算機網(wǎng)絡(luò)模擬信號的頻帶傳輸計算機網(wǎng)絡(luò)調(diào)頻廣播的頻率范圍是88108MHz短波通信的頻率范圍 是330MHz基帶信號的頻率范圍在3003400Hz（話音信 號）為了有效地利用信道的頻率資源，必須將基帶信號的 頻率搬移至適合于信道傳輸?shù)钠渌l率范圍，而在接收之后 再搬移至原來的頻率范圍計算機網(wǎng)絡(luò)模擬信號的數(shù)字傳輸文本:ASCII碼圖像:像素化聲音:取樣計算機網(wǎng)絡(luò)2.3 數(shù)字信號傳輸技術(shù)數(shù)字編碼有三種類型信源編碼信道編碼差錯編碼 計算機網(wǎng)絡(luò)信源編碼可以被定義為將信息或信號接一定的規(guī)則進行數(shù)字化的過程對于本身具有離散的

5、特點的信息，文字、符號等可以用一組一定長度的二進制代碼來表示，稱其為 信息碼對于連續(xù)信號如話音等，其數(shù)字編碼與解碼過程，實際上就是模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）和數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）計算機網(wǎng)絡(luò)信道編碼是為了讓數(shù)字基帶信號能夠適應(yīng)傳輸信道的特性 所進行的碼型轉(zhuǎn)換差錯控制編碼是為了讓誤碼所產(chǎn)生的影響降至最 低所進行的碼型變換對數(shù)字信號的加密與解 密，技術(shù)上與差錯控制編碼有很大的相似之處計算機網(wǎng)絡(luò)信息碼-如ASCII碼計算機網(wǎng)絡(luò)話音信號數(shù)字化計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)圖像與視頻信號數(shù)字化圖像或視頻信號的頻帶較寬、數(shù)據(jù)量較大一幅分辨率為 10241024的真彩色圖像，其數(shù)據(jù)量約為25Mbit經(jīng)數(shù)字化 后的速率很高，通常超過100Mbits計算機網(wǎng)絡(luò)目前用于圖像壓縮的方法主要有：無損編碼和有損編碼無損編碼利用信號的統(tǒng)計特性進行數(shù)據(jù)壓縮有損編碼利用人的視覺特性進行數(shù)據(jù)壓縮，可使得解壓縮后的圖 像看起來逼近于原圖像信號，但無法完全無失真地恢復(fù)它常用國際標準：JPEG標準 、MPEG標準計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號基帶傳輸對原始信號只進行碼型變換（信道編碼）而未經(jīng)調(diào)制 的數(shù)字信號所占據(jù)的頻帶大致與原數(shù)字脈沖的相同， 一般從直流或低頻開始，稱之為數(shù)字基帶信號計算機網(wǎng)絡(luò)幾種典型的基帶波形計算機網(wǎng)絡(luò)信道編碼信源編碼信道編碼以適合傳輸計算機網(wǎng)絡(luò)差錯編碼信源編碼1 0 1計算機網(wǎng)絡(luò)作業(yè)從通信的角度來描述字符串”CHINA”是