下载文档原格式
通信系统基础知识要点通信系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它连接了人与人、人与物、物与物之间的信息传递。
要了解通信系统的运作原理和基础知识，可以从以下几个要点着手。
一、通信系统的概述通信系统是通过传输介质将信息从发送方传递到接收方的系统。
它由发送设备、传输介质和接收设备组成。
发送设备将信息转化为信号，通过传输介质传输后，接收设备将信号转化为可理解的信息。
二、通信系统的基本原理通信系统的基本原理可以归纳为三个过程：信号的产生与获取、信号的传输、信号的处理与解析。
信号的产生与获取是指通过传感器等设备将信息转化为信号。
信号的传输是指将信号通过传输介质传输到接收设备。
信号的处理与解析是指接收设备将接收到的信号进行处理，还原为原始信息。
三、通信系统的传输介质通信系统的传输介质可以分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
有线传输介质包括光纤、电缆等，它们通过导线传输信号。
无线传输介质包括无线电波、红外线等，它们通过空气传输信号。
不同的传输介质有不同的传输速率和传输距离。
四、常见的通信系统技术通信系统技术涉及到信号的编码、调制解调、多路复用等方面。
信号的编码是指将原始信号转化为数字信号或模拟信号的过程，常见的编码方式有布莱叶盲区编码、曼彻斯特编码等。
调制解调是指将数字信号转化为模拟信号或模拟信号转化为数字信号的过程，常见的调制解调方式有调频调制、调幅调制等。
多路复用是指将多个信号通过同一传输介质传输的技术，常见的多路复用方式有频分多路复用、时分多路复用等。
五、通信系统的网络结构通信系统的网络结构有点对点通信和广播通信两种方式。
点对点通信是指信息在发送方和接收方之间进行直接传输，如电话通话。
广播通信是指信息通过广播信道传输给多个接收方，如电视广播。
六、通信系统的安全技术通信系统的安全技术主要包括数据加密、身份认证、防止恶意攻击等方面。
数据加密是指将原始数据转化为密文的过程，只有具有解密密钥的接收方能够还原数据。
简述通信系统的一般模型概述及解释说明1. 引言1.1 概述通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它在人们之间传递信息、交流思想起到了至关重要的作用。
随着科技的发展，各种通信系统得以建立和完善，从最初的传统有线电话到如今的移动通信网络，都为人们提供了全球范围内快速、可靠、安全的信息传输与沟通手段。
本文将简要介绍通信系统的一般模型，并对其组件、功能和工作原理进行解释说明。
同时，本文还将深入探讨通信系统中的关键要点，以便读者更好地理解和运用相关知识。
1.2 文章结构本文主要分为六个部分：引言、通信系统的一般模型、通信系统的要点一、通信系统的要点二、通信系统的要点三和结论。
在引言部分，我们将对整篇文章进行概述，并阐明文章目标与结构。
接下来，在通信系统的一般模型部分，我们将具体描述其定义、背景、组件和功能以及工作原理。
在接下来的三个部分中，我们将详细解释每个要点，并提供相关实例和说明。
最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结并提出一些展望。
1.3 目的本文的主要目的是向读者介绍通信系统的一般模型，并解释其组成部分和工作原理。
通过详细说明每个关键要点，我们希望读者能够全面了解通信系统并理解其在现代社会中的重要性。
同时，通过阅读本文，读者还可以更好地应用和运用通信系统相关知识。
最终，我们期望本文能为读者提供一个全面、清晰且易于理解的概述，并为他们进一步学习和研究通信系统打下基础。
2. 通信系统的一般模型2.1 定义和背景：通信系统是指通过传送、交换和处理信息来完成信息传递的一组设备和技术的集合。
它可以实现人与人之间、人与机器之间以及机器与机器之间的信息传递。
通信系统在现代社会中扮演着非常重要的角色，广泛应用于电信、互联网、无线通信等领域。
2.2 组件和功能：通信系统由多个组件组成，每个组件都有特定的功能，协同工作以实现信息传递。
主要的组件包括发送端、接收端、传输介质和信号处理设备。
发送端将待传输的信息转化为适合在传输介质上进行传播的信号，并通过传输介质将信号发送给接收端。
通讯系统方案随着科技的进步和应用范围的扩大，通讯系统在现代社会中变得越来越重要。
通讯系统的设计和实施对于保证信息的快速传递，促进人与人之间的有效沟通起着至关重要的作用。
本文将探讨一个全面的通讯系统方案，包括硬件设备、软件平台以及网络基础设施。
1. 系统概述通讯系统方案旨在建立一个可靠、高效、安全的通信网络，用于实现人与人、人与机器之间的信息交流。
该系统将涉及到各种不同类型的通信媒介，如有线和无线通信技术，以满足不同用户的需求。
2. 硬件设备通讯系统的硬件设备是实现通信功能的关键。
以下是几种常见的硬件设备：- 交换机：用于连接多个终端设备，并进行数据的路由和转发。
- 路由器：用于连接不同的网络，并进行数据的转发。
- 服务器：用于存储和处理大量的数据，提供各种服务。
- 网络设备：如无线路由器、交换机等，用于提供有线和无线网络连接。
- 终端设备：如电脑、手机、平板等，用于进行信息的输入、输出和传输。
3. 软件平台通讯系统的软件平台是系统的核心，用于管理和控制整个通信过程。
以下是几种常见的软件平台：- 操作系统：提供用户界面和运行环境，如Windows、Linux等。
- 通讯协议：用于规定数据的传输方式和格式，如TCP/IP、HTTP 等。
- 数据库管理系统：用于存储和管理大量的数据，如MySQL、Oracle等。
- 通讯软件：用于实现实时通话、短信、邮件等功能，如微信、QQ 等。
4. 网络基础设施通讯系统的网络基础设施包括有线网络和无线网络两个方面。
以下是几种常见的网络基础设施：- 有线网络：包括以太网、光纤等物理线路，用于提供高速、稳定的有线连接。
- 无线网络：包括Wi-Fi、蓝牙、移动网络等，用于提供无线连接。
此外，为了提高通讯系统的可靠性和安全性，还需要考虑以下方面：- 冗余设计：在关键的设备和网络节点上设置备份，以防止单点故障。
- 安全措施：使用防火墙、加密技术等手段，保护通信数据的安全性。
- 带宽管理：合理分配带宽资源，确保每个用户可以获得稳定的通信质量。
计算机网络与通信网络系统计算机网络是现代信息技术的基础设施，它的应用范围非常广泛，涵盖了互联网、局域网、城域网和广域网等各种网络类型。
计算机网络的出现使得人们可以快速方便地共享文件、传输数据、进行远程通信等。
同时，计算机网络也让远距离办公、远程教育、远程医疗等成为可能。
通信网络系统是指一组相互连接、具有交换功能的通信设备，如交换机、路由器、网桥等，通过这些设备可以实现信息的传输和交换。
通信网络系统通常由多个不同的网络拓扑和技术组成，如以太网、无线局域网、蜂窝网络等。
在通信网络系统中，通信协议起到了非常重要的作用，它规定了数据在网络中的传输方式和格式，确保数据的可靠性和安全性。
1.网络拓扑：网络拓扑决定了网络节点之间的连接方式，如星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
不同的网络拓扑对性能和可靠性有不同的影响，选择合适的拓扑结构对于设计高效的网络至关重要。
2.网络协议：网络协议是网络中信息传输和交换的规则和约定。
常见的网络协议有TCP/IP、HTTP、FTP等。
网络协议定义了数据传输的格式、数据分包和重组的方式、错误处理等内容，保证了数据的可靠性和正确性。
3.网络安全：网络安全是计算机网络中一个重要的问题。
网络安全包括信息加密、防火墙、入侵检测等技术，以保护网络中的数据免受未经授权的访问和攻击。
4.网络性能优化：网络性能优化旨在改善网络的传输速度、减少延迟和丢包率等。
常见的网络性能优化技术包括负载均衡、数据压缩、缓存技术等。
5.网络管理：网络管理包括对网络设备、资源和运行状态的监控和控制。
网络管理技术可以实现对网络的故障排除、性能监测、流量管理等。
6.无线通信技术：无线通信技术在现代通信网络中起到了重要的作用。
无线通信技术包括蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等，它们可以提供灵活的移动通信和互联网接入。
计算机网络与通信网络系统的发展和应用已经深入到人们的生活和工作中，在互联网时代，计算机网络已经成为人们获取信息、交流和合作的重要工具。
第一章通信系统概述1.1 通信系统模型一、通信的定义1.信息：对收信者来说未知的、待传送、交换、存储或提取的内容﹙包括语音、图象、文字等﹚人与人之间要互通情报，交换消息，这就需要消息的传递。
古代的烽火台、金鼓、旌旗，现代的书信、电报、电话、传真、电子信箱、可视图文等，都是人们用来传递信息的方式。
2.信号：与消息一一对应的电量。
它是消息的物质载体，即消息是寄托在电信号的某一参量上。
3．通信就是由一地向另一地传递消息。
二、电通信1．定义利用“电”来传递信息，是一种最有效的传输方式，这种通信方式称为电通信。
2．特点电通信方式能使消息几乎在任意的通信距离上实现既迅速、有效，而又准确、可靠的传递。
电通信一般指电信，即指利用有线电、无线电、光和其它电磁系统，对于消息、情报、指令、文字、图象、声音或任何性质的消息进行传输。
（1）模拟信号与数字信号：按信号随时间分布的特性信号可分为模拟和数字信号。
模拟信号：信号的取值是连续的。
数字信号：信号的取值是离散的。
（2）基带信号与频带信号：按信号随频率分布的特性信号可分为基带和频带信号。
基带信号：发信源发出的信号。
频带信号：通过调制将基带信号变换为频带信号。
基带传输：在信道中直接传输的信号 (如直流电报、实线电话和有线广播等)。
频带传输:通过调制将基带信号变换为更适合在信道中传输的形式。
（FM、AM、MODEM）三、通信系统的模型1.通信系统的一般模型(1)通信系统：通信系统是指完成信息传输过程的全部设备和传输媒介。
(2)通信系统的基本模型●发信源：是消息的产生来源，其作用是将消息变换成原始电信号。
变换：将非电物理量转换为掂量。
信源可分为模拟信源和离散信源。
模拟信源(如电话机、电视摄像机)输出幅度连续的信号；离散信源(如电传机、计算机)输出离散的数字信号。
●发送设备：作用是将信源产生的消息信号转换为适合于在信道中传输的信号。
它要完成调制、放大、滤波、发射等。
在数字通信系统中还要包括编码和加密。
第一章通信系统与通信网络系统概述1.1 通信系统的发展简史人类建立和使用通信早在古代就开始了，古代的烽火台、邮路驿站、狼烟设施、旌旗等。
唐代大诗人杜甫诗中的“烽火连三月，家书抵万金”，就是古人收到远方家信时，欣喜若狂的真实写照；又如唐代诗人王维诗句中的“大漠孤烟直，长河落日圆”的诗句更是直接反映了古代的“数字化”通信系统——烽火台的通信效果。
近代的灯光信号、旗语等，特别是到了19世纪，英国人莫尔斯于1837年发明了无线电电报装置；美国人贝尔于1876年发明了系统，这标志着“电讯时代”的开始——将信息转换成某种电磁波信号并进行远距离传送。
现代的电报、、传真、电视、计算机等用户终端连接起现代通信网，在20世纪初期，德国西门子公司的电磁式自动交换机的诞生，则标志着“通信自动化”时代的开始；20世纪末期，光纤数字通信技术、计算机通信技术和卫星移动数字通信系统的使用，将通信技术推向了一个高速发展的水平；而在21世纪初，随着宽带互联网业务与IP技术的快速前进，新一代移动通信（即第三代移动通信系统3G）和网络电视（IPTV）技术的崛起，以及全球电信行业向“综合信息业务服务商”方向的全面转型，3G技术的使用和发展，使移动通信从窄带、低速、单一的业务推向了宽带、高速、多业务的发展，目前，全球3G市场已进入了快速的发展阶段。
由于3G移动通信网络在网络带宽、安全性与可靠性等方面的突破，3G业务应用将摆脱2G时代简单的纯文本容，能提供低成本、大容量、更丰富、个性化与更多样化的移动多媒体业务，真正实现“随时、随地、无拘无束通信与信息交互”。
故3G市场开始由发达国家和地区逐步向发展中国家和地区发展，当前以亚洲、东欧表现最为活跃，具有广阔的市场。
根据信息产业部的统计和预测数据，我国3G终端的市场是非常巨大的。
未来的3G终端市场，将会有更多的厂商加入，有更多的款式可供用户挑选，目前，3G正处于蓬勃发展的时期。
1.2 通信系统的定义与特点在人类的活动过程中需要相互之间传递各种信息，也就是说将带有传递的各种信息的信号通过某种方式由发送者传递给接收者，这种信息的传递过程就是我们所说的通信。
因此，所谓通信，就是由一个地方向另一个地方传递和交换信息的过程。
在如今的自然科学中，“通信”几乎是“电通信”的同义词，故教学容中所讲的通信就是指电通信。
所谓通信系统，就是用电信号（或光信号）传递和交换信息过程的系统，也叫电信系统。
人类社会活动所有不同的消息都可以把它们归结成两类：一类称为连续消息，另一类称为离散消息。
连续消息是指消息的状态是连续的，如强弱连续变化的语音，亮度连续变化的图像等，连续消息又称作模拟消息，信息中随时间变化而连续取值的信号叫连续信号或模拟信号，如普通机输出的信号就是模拟信号，传输模拟信号的通信系统称为模拟通信系统；离散消息是指消息的状态是离散可数的，它们不是时间的连续函数，他的取值仅为有限可数的离散值，我们把这样的消息叫做离散消息，或叫数字消息，信息中随时间和状态都是离散的信号称作离散信号或数字信号，如电报、数字、数据、监控指令等，传递数字信号的通信系统称为数字通信系统。
数字通信与模拟通信相比，他更能适应人类对通信的更高要求，它具有如下特点（优缺点）：（1）数字信号便于处理、存储，如VCD、DVD光盘等；（2）数字通信的抗干扰能力大大增强，因数字信号取值用二进制数码表示，有干扰时容易检测；（3）数字信号便于传输与交换，因数字信号易变为光脉冲信号，易于传输；（4）数字信号容易加密而且有良好的性；（5）可靠性高，传输与交换产生的差错便于控制；（6）灵活性与通用性良好，因数字通信中各类消息可变成统一二进制数码，便于计算机处理，可以形成综合业务数字网（ISDN）。
数字通信虽具有诸多优点，被人们广泛利用，但也有数字通信频带利用率较低的缺陷。
1.3通信系统的构成及其作用在人类社会活动中，交换与传递信息所需的一切技术设备的总体我们也俗称之为通信系统（实际是通信系统的一部分）。
通信系统的种类是很多的，对于构成通信系统基本的模型（即最简单的点对点通信）来说，一般都可以用图1.1所示来表示，它一般由以下几个部分组成：图1.1 通信系统的基本模型图1.1所示通信系统的基本模型是单向的通信系统，如广播、无线寻呼系统等。
通常点对点通信系统都应该是双向的，即通信的双方都拥有收/发信设备和终端设备，传输媒介也是能双向传输的，比如通信系统。
下面介绍通信系统构成及其每个组成部分的作用：1、信息源：各类信息所发出的地方。
可以是人说话的声音，也可以是计算机（PC机）发出的某条指令等。
根据信息源输出信号性质的不同可以分为连续性信息源与离散性信息源，连续性信息源（如机、摄像机等）输出连续幅度信号；离散性信息源（如电传机、计算机等）输出离散的符号序列或文字。
信息源的另一个作用就是把需要传送的信息（如语言、报文、数据和图像等）转变为原始电信号（或光信号）。
2、发送器：即发送设备，也称为变换器，它的主要作用是将信息源发生的信息（原始电信号或光信号）变换成适合在信息交换与传输通道中传送的信号。
其中最主要的一种变换器就是调制设备（即编码器）。
3、信道：交换与传输原始电信号或光信号的畅通路径称为信道。
简而言之就是信号传输的通路，它是信号的传输媒介。
一方面它为信号提供传输的道路，另一方面它又对信号造成损害（如使信号产生畸变）。
信道按传输介质的种类不同可以分为有线信道和无线信道。
在有线信道中电信号（或光信号）被约束在某种传输线（架空明线、电缆、光缆等）上传输；在无线信道中电信号沿空间（大气层、对流层、电离层等）传输。
4、接收器：即接收设备，也称为反变换器，它的工作过程是发送设备的逆过程，也就是还原的过程。
它的基本功能是完成和发送设备相反的变换，如解调、译码等。
其任务是从传输媒质输出的带有噪声和干扰的信号（包括有用信号）中恢复出原始信号，也就是解码的过程。
其中最主要的一种反变换器就是解码器。
5、收信者：即信宿，也就是信息传送的终点。
它是将复原的原始电信号转换为相应的消息（如耳机、扬声器恢复出的原始电信号变换为语音）。
它可以与信息源相对应构成人—人通信或机—机通信；也可以与信息源不一致，构成人—机通信或机—人通信。
6、噪声源：它是通信系统各种噪声和干扰影响的等效结果。
通信系统的噪声来自系统的各个部分，从发送和接收信息的周围环境，各种设备的电子器件到信道所受到的外部电磁场干扰，都会对信号形成噪声影响。
为便于分析，将系统所存在的噪声与干扰均折合到信道上，在通信系统中，信号通过媒介一般要经过长距离的传输，极易受到噪声的干扰，传输损耗将使进入接收设备的信号十分微弱。
故在系统相关的环节要有抑制噪声与干扰的设备，以防有用信息的失真降低到最低限度，大大提高通信的质量。
1.4通信系统的分类通信系统的分类方法较多，通常采用按消息的物理特征、传输媒质和系统组成特点、传输信号的特征、调制方式与复用方式来分类。
下面简要对每种分类进行叙述。
1、按消息的物理特征来分类根据消息的物理特征的不同，可分类通信、电报通信、数据通信和图像通信等。
这些系统可以是专用的，但通常是兼容的或并存的。
例如，伴随计算机发展而迅猛发展的数据通信，近距离大多用专线传送数据信息，而远距离则经常借助通信线路来传送数据信息；又如电报通信常常是从电路中分出一部分频带传送电报信息，或者是用一个话路传送多路电报信息。
2、按传输媒质来分类按传输媒质的不同可分为无线通信与有线通信。
无线通信传输媒质通常是借助于电磁波在自由空间进行传播；而有线通信的传输媒质可以是架空明线、电缆和光缆等。
无线通信传输媒质电磁波根据其波长的不同又可分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信和光纤通信等类型，下面根据上述几个波段通信的频段和波段名称、频率围和波长围、传输媒质和主要用途分别对其进行列表叙述：表1-1 电磁波波段划分、常用传输煤质与主要用途3、按系统组成的特点来分类（1）短波通信系统。
该系统工作在2-30MHz的短波波段，传输带宽窄，系统容量小。
主要用于特殊的业务和军事通信中。
（2）微波中继通信系统。
采用微波波段2-12GHz进行通信，传输带宽宽，系统容量大，主要用于长距离通信。
（3）卫星通信系统。
是在地面微波中继通信和空间技术基础上发展起来的，是微波中继通信系统的一种特殊形式，它覆盖区域大、通信距离远，利用三颗人造同步卫星可实现全球通信的宏伟目标。
（4）光纤通信系统。
以光波为载波，以光纤为传输媒介，光纤极其宽阔的频域围和极小的损耗，使光纤通信已成为通信领域中最为活跃的通信技术。
（5）移动通信系统。
采用超短波或微波进行通信，是以移动体对固定地点之间或移动体之间的通信，他的目标是任何人、任何地点、任何时间都可以进行的通信，是各种通信的集合体现。
（6）计算机通信系统。
主要指通信机房计算机路由器、汇聚交换机等，以及配套光电传输通信系统。
（7）电视通信系统。
主要指市各种有线电视通信设备与线缆系统。
4、按传输信号的特征来分类不管信息源发出的信息是连续信息还是离散信息，均能变换为相应的电信号（基带信号），若发出的是连续信息则称作模拟信号，另一类称作数字信号。
传输模拟信号的通信系统称为模拟通信系统，而传输数字信号的通信系统则称作数字通信系统。
模拟通信系统可以传输、电报、数据和图像等信息。
与数字通信相比，模拟通信设备简单，占用频带窄，但抗干扰能力差。
图1.2为模拟通信系统模型，各部分的作用、功能与图1.1类似，可由读者自行完成。
图1.2 模拟通信系统模型图1.3为数字通信系统模型，数字通信抗干扰能力强，有较好的性和可靠性，易于集成化，缺点是占用频带较宽，且需较复杂的同步系统。
它的各部分作用、功能与图1.1类似，可由读者自行完成。
图1.3 数字通信系统模型5、按调制方式来分类根据是否采用调制方式，可将通信系统分为基带传输和调制传输（又叫频带传输）两大类。
基带传输是将未经调制的原始电信号（或光信号）直接在线路上进行的一种传输，如音频市和数字信号的基带传输等；调制传输是先对原始电信号（或光信号）进行调制后再在信道上进行的一种传输。
6、按复用方式分类在通信系统中，信道能提供比原始电信号（或光信号，又称基带信号）宽得多的频带宽度，假若在信道中只传输一路信号，那么信道的利用率就较低，对于整个通信系统来说就是一种浪费。
为了解决这一难题，采取的方法是多路信号同时传送，这就是我们所说的复用技术，它可分为基带复用、时分复用、频分复用与码分复用系统四种复用方式。
（1）基带复用：指在短距离（6km ）直接在传输介质上传输模拟基带（300~3400Hz ）信号的系统，优点是线路设备简单，缺点是传输介质的带宽利用率较低，不适于在长途线路上用，目前在传统双绞线电缆上采用，在局域网中构成“话音+ADSL （宽带）综合接入系信息源统；（2）时分复用：采用脉冲调制的方法使不同路数的信号占据不同的时间区间，它具有差错率低、安全性好、数字电路高集成度与更高的带宽利用率，数字通信采用时分复用；（3）频分复用：用频谱搬移的方法使各路基带信号分别占用不同的频率围，目前它主要用于微波链路和铜线介质上，在光纤介质上该方式更习惯被称为波分复用，波分复用原理就是在保证一定频率间隔情况下，使光纤上单个波长的信道传输变为多个波长同时传输多路光信号的过程，从而大大提高了信息传输容量；（4）码分复用：用一组正交的脉冲序列来分别携带不同路数的信号；码分复用主要用于空间通信的扩频通信系统中。
