测控总线与仪器通信技术 教学课件 作者 王先培 测控系统通信与网络课件-2.ppt

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1、测控系统通信与网络主讲：武汉大学电子信息学院王泉德第二章数据通信基础一.通信系统的基本组成1.通信的三要素：信源：信息的发送者（人、机器等）信宿：信息的接受者（人、机器等）载体：传递信息的媒体（信道）信源变换器信道反变换器信宿噪声源二.信道信息可以单向传输的途径（包括传输媒体和中继通信设施）根据传输媒体的类型不同有线信道：双绞线、基带同轴电缆、宽带同轴电缆、光缆无线信道：微波通信、地面微波通信、卫星微波通信根据传输方式的不同模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。1.模拟信号和数字信号模拟

2、信号：时间上连续，包含无穷多个值数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值tta)模拟信号b)数字信号2.与信道相关的几个概念信道带宽：信道可以不失真地传输信号的频率范围信道容量（波特率）：信道在单位时间内可以传输的最大信号量。数据传输速率（位速率，比特率）：信道容量和信道带宽成正比：带宽大－>容量大局域网带宽：10Mbps,100Mbps,1000Mbps广域网带宽：64kbps,2Mbps,155Mbps,622Mbps,2.5Gbps数据：被定义为有意义的实体，数据涉及到事物的表示形式，是信息的载体。数据有模拟数据和数字数据之分。信息：

3、是对数据的解释，数据只有经过处理并经过解释才有意义，才能成为信息。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图象。信号：是数据在传输过程中的电信号的表示形式，或称数据的电磁或电子编码。信号分为模拟信号和数字信号。差错率/误码率由于噪声的影响和信道带宽的限制，信号可能发生失真。差错率/误码率：传输比特总数与其中出错比特数的比值。Pe=出错比特数/比特总数例：传输10000比特，有2比特错Pe=2/10000差错率越高表示信道质量越差,信道差错率与信号的传输速率或传输距离成正比3.信道及信道的分类信道是传送信号的一条通路，在通信系统中，各种信号都要通

4、过信道才能从一个端点传至另一个端点。它一般由传输线路和传输设备组成。物理信道：是指用来传送信号或数据的物理通路，它由传输设备和有关的通信设备组成。逻辑信道：在信号的发送和接收之间不仅存在一条物理信道；并且在一条物理信道上还可以实现其它“连接”，通常把这些连接称为逻辑信道。ABACDEBB三.调制/解调与编码/解码模拟传输系统（电话网、X.25分组交换网等）数字传输系统（宽带ISDN等）1.通信系统模型编码器：数据->适合传输的信号——便于识别、纠错调制器：信号->适合传输的形式——按频率、幅度、相位解码器：传输信号->原始数据解调器：接收波形-

5、>数字信号序列噪声信源编码调制信道解调解码信宿2.调制/解调调制/解调：利用模拟信号支持数据信息传输的技术调制：数字->模拟解调：模拟->数字调制/解调器：具有调制解调功能的设备模拟信号三要素：幅度，频率，相位对应调制方法：调幅，调频，调相载波S(t)=Acos(t+)S(t)的参量包括：幅度A、频率、相位调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化3.调制方法移幅键控法ASK移频键控法FSK移相键控法PSKAASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FFSK：用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和1(2.4KH

6、z)PPSK：用载波的起始相位的变化表示0(同相)和1(反相)00110100010ASK调幅FSK调频PSK调相4.波特率和比特率波特率（信道速率）：指调制设备每秒可调制的码元个数，即信道上每秒可传输的符号个数比特率=波特率*log2N(N-调制的线路状态数)比特率与波特率的比较一个脉冲只能表示两种状态（波特率为1，比特率为1）手电筒一秒种开（关）一次，可能发送的信号状态为两种，一次只能为一种状态，一种状态只能表示一个信息“1”或“0”。一个脉冲表示四种状态（波特率为1，比特率为2）灭亮0100101011两个汽车灯在一秒种内同时开（关）一次

7、，可能发送的信号状态为四种，一次只能为一种状态，但一种状态可以表示两个信息“00”，“01”，“10”，“11”。5.调制/解调器的选择和应用性能：速率，功能等用途：使用的场合符合相关标准符合当地有关部门的入网规定注意，modem需成对使用，所有通信双方的modem一定要匹配。一台主呼，另一台被呼。用户方一般为主呼。被呼PC1PC2ISP服务器电话网主呼主呼6.编码/解码（coding&decoding）实现数字信号到模拟信号的转换和逆转换例：生产控制，用数字信号传输模拟信号（IP电话）等与前面讲的通信系统中的编码解码器不同编码：模拟信息变为数

8、字信息解码：数字信息变为模拟信息脉码调制技术（PCM）蓝书P11图2-5采样，量化，编码7.调制/解调与编码/解码（总结）话音模拟传输模拟数字Mode