数字数据通信 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 作者 姚先友 第1章 绪论.ppt

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1、数字数据通信第1章绪论通信技术简介1.1信号1.2模拟通信系统1.3通信的发展趋势1.6通信的发展历程1.5数字通信系统1.4本章节教学说明本章重点学习信息与信号的区别、模拟通信系统、数字通信系统本章主要介绍通信系统模型、数字通信系统的结构和特点本章主要系统概括介绍数字通信系统的框架本章节内容概述通信技术简介通信系统模型信号的分类模拟通信系统数字通信系统通信的发展历程通信的发展趋势本章节学习重点、难点信号的时域和频域数字信号与模拟信号的区别数字通信系统的特点本章节学习目标熟悉通信系统的模型、信号的分类、信号的时域和频域概念熟悉掌握模拟、

2、数字通信系统的特点理解模拟信号与数字信号的区别本章节学习能力要素及基础要求课前预习相关内容掌握信号与系统相关基本内容本章节学习方法建议预习复习结合考察参观与课堂学习结合自学与探讨结合课后作业与章节个人总结结合寻求教师答疑与学习反馈结合在人们日常生活和工作中，存在着人与人之间信息的交流和沟通。通过某种载体实现信息的传递和交换的过程，我们称之为通信。对于信息可以有多种不同的表现形式，如使用语言、文字、数字、图像等来表示。1.1通信技术简介1.1.1信息、信号、通信对于信息，一般可理解为消息、情报或知识。信息和物质、能量一样，是人类不可缺少的

3、一种资源。信息本身不是物质，不具有能量，但信息的传输却依靠物质和能量。一般来说，传输信息的载体称为信号，信息蕴涵于信号之中。下面是几个信息和信号关系的例子。（1）古代烽火和现代防空警笛。（2）老师讲课和学生自学。信号具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化则反映了所携带的信息的变化。实现信号从一方传递到另一方的过程，称为通信，例如在两台计算机之间传递一封电子邮件，就属于一次通信。1.1.2通信系统模型实现信息传递所需的设备、技术和传输介质的总和称为通信系统。图1-1通信系统的基本模型1．信源2．发送设备3．信道4．接收设备5．信宿6．噪

4、声1.2信号1.2.1信号的分类1．按信号随时间的变化规律分类（1）确定性信号与非确定性信号（2）周期信号与非周期信号2．按信号幅值随时间变化的连续性分类根据信号幅值随时间变化的连续性，可把信号分为连续信号和离散信号。图1-2连续信号与离散信号1.2.2信号的时域描述和频域描述直接观测或记录的信号一般为随时间变化的物理量。这种以时间为独立变量，用信号的幅值随时间变化的函数或图形来描述信号的方法称为时域描述。信号的时域波形是时域描述的一种重要形式。图1-2所示就是用时域波形表示。为了研究信号的频率构成和各频率成分的幅值大小、相位关系，则需

5、要把时域信号转换成频域信号，即把时域信号通过数学处理变成以频率f（或角频率）为独立变量、相应的幅值或相位为因变量的函数表达式或图形来描述，这种描述信号的方法称为信号的频域描述。图1-3正弦信号波形和频谱图信号“域”的不同，是指信号的独立变量不同，或描述信号的横坐标物理量不同。1.3模拟通信系统能够实现模拟信号的传送、接收和处理过程的通信系统称为模拟通信系统，系统构成框图如图1-4所示。图1-4模拟通信系统基本构成模拟通信系统的工作过程主要完成两类变换：一是完成原始消息和基带电信号的相互转换，把原始消息转换成基带电信号的过程由信源完成，而

6、把基带电信号恢复成为原始消息的过程由信宿完成。二是基带信号和频带信号的相互转换，把信源发出的基带信号转换成适合信道传输的频带信号的过程由调制器完成，而把接收到的带有噪声的频带信号转换成基带信号的过程由解调器完成。频带信号又称为已调信号，它具有以下3个特点：（1）携带有基带信号的信息；（2）相对于基带信号，其中心频率较高；（3）便于在信道中传输。模拟通信系统的主要优点是设备简单、成本较低，缺点是抗干扰能力差、不易保密、不便于与计算机连接等。1.4数字通信系统在系统中传输、接收和处理的是数字信号的通信系统称为数字通信系统。图1-5数字通信系

7、统的一般构成与模拟通信系统相比，数字通信系统具有以下优点：（1）抗噪声性能好，可采用再生中继的办法消除噪声积累，实现高质量、远距离通信；（2）由于采用了信道编码技术，使通信误码率降低，大大提高了通信的可靠性；（3）便于加密，保密性好；（4）便于与计算机等数字终端设备连接，实现信号的处理、存储和交换更加方便；（5）易于实现集成化、小型化。1.5通信的发展历程1.5.1通信技术的发展历程通信技术的发展是伴随科技的发展和社会的进步而逐步发展起来的。1.5.2通信网络的发展历程早期通信传输网络的基础是铜线传输技术。在通信网络发展的早期，通信网络

8、建设的基本指导思想是根据传输信号的不同特性和业务需要建设网络。由于通信网的建设投资巨大、周期长、业务量低、效率差，因此进入20世纪70年代，人们开始考虑能否将语音信号、各种不同速率的数字信号以及图像信号集中