幻燈片1
幻燈片2
課程主要內容
● 1. 訊號與系統
● 2. 通訊原理
● 3. 通訊網基礎
● 4. 各種通訊網
幻燈片3
1. 訊號與系統
交通資訊網現狀
幻燈片4
1. 訊號與系統
● 訊號是訊息的表現形式，訊息是訊號的具體內容。
● 訊息可以有資訊，也可以無資訊。
● 系統是由若干相互作用和相互依賴的事物組合而成的具有特定功能的整體。
● 系統的輸入稱為激勵，輸出稱為響應。
幻燈片5
1. 訊號與系統
● 訊號的分類：
● 確定訊號、隨機訊號
● 週期、非週期訊號
● 連續訊號（模擬訊號、脈衝訊號）、離散訊號（抽樣訊號、數碼訊號）（重點）
● 能量訊號（能量有限，功率為零）、功率訊號（功率有限、能量無窮）（重點）
幻燈片6
1. 訊號與系統
● 系統的分類：
● 線性系統（齊次性、疊加性）、非線性系統
● 時變系統、非時變系統（線性時不變系統）
● 因果系統、非因果系統
● 連續時間系統、離散時間系統、混合系統
幻燈片7
1. 訊號與系統
● 典型訊號：
● 指數訊號、正弦訊號、復指數訊號、抽樣訊號、高斯函式
● 奇異訊號：單位階躍訊號、單位衝激訊號、單位斜變訊號、門函式、正負號函式
幻燈片8
2. 通訊原理
● 通訊：異地之間人與人、人與機器、機器與機器進行資訊傳遞和交換。
● 通訊系統的一般模型：
8幻燈片9
模擬通訊系統模型
9幻燈片10
數字通訊系統模型
10幻燈片11
● 資訊量：（重點）
● 資訊量是資訊的度量。資訊量與訊息的種類、特定內容及重要程度無關，它僅與訊息中包含的不確定度有關。也就是說訊息中所含資訊量與訊息發生的概率密切相關。
● 在資訊理論中，訊息所含的資訊量i與訊息x出現的概率p(x)的關係式為
11幻燈片12
例： 已知英文本母e和x出現的概率分別為0.105和0.002，求英文本母e和x的資訊量。
解： e的資訊量
x的資訊量:
12幻燈片13
● 如果是非等概情況，設離散信源是乙個由n個符號組成的符號集， 其中每個符號xi(i=1, 2, 3, …, n)出現的概率為p(xi)， 且有 ，則x1, x2, …, xn 所包含的資訊量分別為-log2 p(x1), -log2 p(x2)， …，-log2 p(xn)。於是，每個符號所含資訊量的統計平均值，即平均資訊量（熵）為：
13幻燈片14
● 例：某資訊源的符號集由a，b，c，d和e組成，設每一符號獨立出現，其出現概率分別為1/4，1/8，1/8，3/16和5/16。試求該資訊源符號的平均資訊量。
● 解：該資訊源符號的平均資訊量為
14幻燈片15
● 通訊系統的評價指標：有效性和可靠性
● 有效性：是指訊息傳輸的「速度」問題
● 可靠性：是指訊息傳輸的「質量」問題
● 模擬系統的評價指標：（重點）
● 有效性：有效傳輸頻寬
● 可靠性：輸出訊雜比
15幻燈片16
● 數字系統的評價指標：（重點）
● 有效性1：傳輸速率：傳位元速率rbn和傳信率rb （注意其區別）
● 式中， 為信源中每個符號所含的平均資訊量（熵）
● 有效性2：頻帶利用率：碼元頻帶利用率和資訊頻帶利用率
● 可靠性：差錯率：誤位元速率和誤位元率（誤信率）
16幻燈片17
例：設一資訊源的輸出由128個不同符號組成。其中16個出現的概率為1/32，其餘112個出現概率為1/224。
資訊源每秒發出1000個符號，且每個符號彼此獨立。試計算該資訊源的平均資訊速率。
解：每個符號的平均資訊量為
已知碼元速率rb=1000b，，故該資訊源的平均資訊速率為
17幻燈片18
例：已知某八進位制數字通訊系統的資訊速率為 3000bit/s ，在收端10分鐘內共測得出現18個錯誤碼元，試求該系統的誤位元速率。
解： 依題意
則 系統的誤位元速率
18幻燈片19
● 通道及其容量：
● 狹義通道是傳輸介質。廣義通道包含傳送端和接收端之間的所有環節。
● 廣義通道分調製通道和編碼通道。調製解調之間的是調製通道，編碼解碼之間的是編碼通道。
19幻燈片20
● 通道容量、夏農公式：（重點）
● 式中，c為通道容量，是指通道可能傳輸的最大資訊速率，它是通道能夠達到的最大傳輸能力；b為通道頻寬；s為訊號的平均功率；n為高斯白雜訊的平均功率；s/n為訊雜比。
20幻燈片21
● 由夏農公式可知：
● （1）當給定b、s/n時，通道的極限傳輸能力c（通道容量）即確定。如果通道實際的傳輸資訊速率r小於或等於c時，此時能做到無差錯傳輸（差錯率可任意小）。如果r大於c，那麼無差錯傳輸在理論上是不可能的。
21幻燈片22
（2） 提高訊雜比s/n（通過減少n0或增大s），可提高通道容量c。特別是，若則 ，這意味著無干擾通道容量為無窮大；
（3） 當通道容量c一定時，頻寬b和訊雜比s/n之間可以互換。換句話說，要使通道保持一定的容量，可以通過調整頻寬b和訊雜比s/n之間的關係來達到。
（4） 增加通道頻寬b並不能無限制地增大通道容量。當通道雜訊為高斯白雜訊時，隨著頻寬b的增大，雜訊功率n也增大，通道容量的極限值為
22幻燈片23
通訊原理之模擬調製
● 基本概念
● 調製 － 把訊號轉換成適合在通道中傳輸的形式的一種過程。
● 廣義調製 － 分為基帶調製和帶通調製（也稱載波調製）。
● 狹義調製 － 僅指帶通調製。在無線通訊和其他大多數場合，調製一詞均指載波調製。
● 調製訊號 － 指來自信源的基帶訊號
● 載波調製 － 用調製訊號去控制載波的引數的過程。
● 載波 － 未受調製的週期性振盪訊號，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。
● 已調訊號 － 載波受調製後稱為已調訊號。
● 解調（檢波） － 調製的逆過程，其作用是將已調訊號中的調製訊號恢復出來。
23幻燈片24
通訊原理之數字基帶傳輸
單極性非歸零碼（nrz）
單極性歸零碼（rz）
24幻燈片25
● 雙極性非歸零碼
● 雙極性歸零碼
25幻燈片26
● 差分碼
傳號差分碼
空號差分碼
傳號差分：
空號差分：
26幻燈片27
通訊原理之模擬訊號數字傳輸
● 三大步驟：抽樣、量化、編碼（重點）
● 抽樣：對訊號在時間上離散化
● 量化：把抽樣值在幅度上離散化
● 編碼：用m進製**表示量化後的抽樣值。
27幻燈片28
● 抽樣定理
● 設乙個頻寬有限模擬訊號 s (t) 的最高頻率為 fh ，若抽樣頻率 fs ≥ 2 fh ，則可以由其抽樣訊號序列 sk (t) 無失真地恢復原始訊號 s (t)
● ● fs = 2 fh 稱為奈奎斯特頻率
● 28
幻燈片29
● 量化分均勻量化和非均勻量化
● 均勻量化：所有量化間隔相等，量化器輸出電平取量化間隔的中點
● 非均勻量化：對幅度比較小的訊號，採用較小的量化間隔；對幅度較大的訊號，則採用較大的量化間隔。
● 典型的非均勻量化：13折線量化法
● 29
幻燈片30
30幻燈片31
● 3 編碼
● 把量化後的訊號電平值轉換成二進位製碼組的過程叫做編碼，其逆過程則為解碼。
● pcm編碼常用的二進位製碼組有自然二進位製碼組、摺疊二進位製碼組和格雷二進位製碼組。
31幻燈片32
32幻燈片33
● c1：極性碼
● c2c3c4：段落碼
● c5-c8：段內碼
33幻燈片34
● 例：設 a 律 13 折線編碼器的輸入範圍為 (5 v, +5 v)，輸入抽樣脈衝幅度為 1.5 v。求編碼器的輸出碼組。
● 解：
● 極性碼 c1 = 1
● 段落碼 (1.5 v/5 v)×2048 = 614
● c2 c3 c4 = 110
● 段內碼 614 512 = 102
1024-512)/16 = 32
102/32 = 3
● c5 c6 c7 c8 = 0011
● 輸出碼組 1 110 0011
34幻燈片35
3. 通訊網基礎
● 通訊網是一種使用交換裝置，傳輸裝置，將地理上分散使用者終端裝置互連起來實現通訊和資訊交換的系統。
● 通訊網由一定數量的節點（包括終端節點、交換節點）和連線這些節點的傳輸系統有機地組織在一起，按約定的信令或協議完成任意使用者間資訊交換的通訊體系。
● 通訊網由使用者終端裝置，交換裝置和傳輸裝置組成。交換裝置間的傳輸裝置稱為中繼線路（簡稱中繼線），使用者終端裝置至交換裝置的傳輸裝置稱為使用者路線（簡稱使用者線）。
幻燈片36
● 交換裝置：是通訊網的核心要素。負責集中、**終端節點產生的使用者資訊，實現乙個呼叫終端和它所要求的另乙個或多個使用者終端之間的路由選擇連線。
幻燈片37
● 按業務內容分類：**網（語音業務）、電報網、資料網（資料業務）、影象網（影象業務）、綜合業務資料網（**和多**業務）
● 按地區規模分為：農村網、城市網、長途網、國際網
● 按訊號形式分模擬網和數字網
● 按服務物件分為農用網、軍用網、專用網
幻燈片38
● 光纖通訊、衛星通訊和移動通訊是通訊網的三種主要傳輸方式。
● 通道是傳輸的媒介，分為有線傳輸和無線傳輸。無線傳輸中，第三代移動通訊正在使用1.8～2.5ghz的微波頻段。
● 通道復用技術：多個訊號彼此正交，即可共享傳輸通道，實現多路復用。訊號可表現為時間、頻率和碼型函式，相應地有時分復用tdm、頻分復用fdm和碼分復用技術cdm。
幻燈片39
● 按交換的訊號型別，可分為電子交換和光交換。電子交換包括電路交換、報文交換、分組交換、幀中繼和atm交換。
● 按交換的頻寬，可分為窄帶和寬頻交換。
● 按復用方式不同，可分同步傳送模式和非同步傳送模式。
幻燈片40
電路交換
● 是最早出現的交換方式，主要應用於**網中。
● 在兩個使用者之間建立一條臨時的專用電路，作為使用者間的通訊線路。
● 電路建立：準備通訊的兩個使用者之間建立專用的物理通訊路徑。
● 訊息傳遞：資訊傳輸
● 電路釋放：通話結束，該通路被釋放。
40幻燈片41
分組交換
● 電路交換時延小但線路利用率低；報文交換線路利用率高但時延大。
● 分組交換綜合了電路交換和報文交換的優點。
● 其原理：將較長的報文分成若干較短的按一定格式組成的等長度資料段，再加上包含目的位址、分組編號、控制位元等分組頭，形成統一格式的交換單元。這些分組獨立在網路中傳輸，在終端按分組編號重新組合。
41幻燈片42
分組交換的過程
● 分包：資料分組為格式統一的小資料組。
● 分組的儲存-**：中間節點交換機接收到分組後先進行儲存，根據其攜帶的位址資訊在緩衝區排隊等待**到下一站。
● 重發：即檢錯糾錯的過程，若某節點發現接受錯誤，可要求上一節點重發。
● 打包：資料重組。
42幻燈片43
4. 各種通訊網
● 無線傳輸途徑：直射、地面反射、繞射、電離層反射、對流層反射
● 三種多址接入技術區別：fdma、tdma、cdma
● cdma五大技術：擴頻技術、功率控制、軟切換、分集接收、語音編碼
● 3g移動通訊系統兩種介面：um口、a口
幻燈片44
通訊網總結NEW
第一章通訊網型別 水平劃分 水平劃分使用者駐地網cpn 接入網an和核心網cn 垂直方向劃分 業務網 傳送網和支撐網 通訊網的體系結構 了解每一層的關係 p25 osi參考模型 選擇填空 結構中，相鄰結構之間的服務是根據原語與引數來表達 參考模型有 分組交換通訊資料網的 介面 網路分層 作業題1.畫...
交通 通訊費方案
廣州地區管理中心員工公務通訊與交通補貼費用 發放標準和發放辦法方案 為了進一步理順我中心公務通訊 交通補貼等福利費用的核發工作，確保補貼費用真正用於日常的生產經營活動，以提高工作效率和服務質量，經研究決定，對中心員工的通訊 交通補貼費用發放標準和發放辦法進行調整。具體如下 一 根據廣東信源物業管理 ...
資料通訊網
1 資料通訊網 利用電學或光學傳輸系統將計算機資訊從乙個位置傳輸到另乙個位置的過程。資料通訊網通過高速資訊流提高了計算機使用的效率。2 資料通訊網由三個基礎硬體構件組成 伺服器或主機 客戶機 訊息流動的線路。3 網路型別的劃分方法最普遍的方法是 根據網路覆蓋的地理範圍來劃分。有4種 區域網lan 骨...