通信系統(tǒng)模型

1、通信系統(tǒng)模型,通信系統(tǒng)：通信中所需要的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)構(gòu)成的總體。 以模擬信號(hào)來傳送信息的通信方式稱為模擬通信， 以數(shù)字信號(hào)傳送信息的通信方式稱為數(shù)字通信,1,通信系統(tǒng),信源：連續(xù)信源-模擬信號(hào) 離散信源-符號(hào)序列，數(shù)字信號(hào) 信號(hào)處理：預(yù)處理，數(shù)字化，轉(zhuǎn)換 發(fā)送與接收 傳輸媒質(zhì)：聲波，電磁波，光波、電纜 光纜，無(wú)線電波等 通信網(wǎng)絡(luò)與信令,2,模擬通信系統(tǒng)模型,模擬通信中，信源輸出的模擬信號(hào)經(jīng)調(diào)制器進(jìn)行頻譜搬移，使其適合傳輸媒體的特性，再送入傳輸信道傳輸。在接收端，解調(diào)器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，使其恢復(fù)成調(diào)制前的信號(hào)形式，傳送給信宿。 模擬通信的傳輸信號(hào)的頻帶占用比較窄，信道的利用率較高。

2、但是模擬通信的缺點(diǎn)也很突出，如抗干擾能力差、保密性差、設(shè)備不易大規(guī)模集成，不適應(yīng)計(jì)算機(jī)通信的需要。,3,信源提供的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等待傳遞信息， 由發(fā)信終端設(shè)備變換成適合于在傳輸媒介上傳送的通信信號(hào)發(fā)送到傳輸媒介上傳輸，當(dāng)該信號(hào)經(jīng)傳輸媒介進(jìn)行傳輸時(shí)，被疊加上了各種噪聲干擾，收信終端將收到的信號(hào)經(jīng)解調(diào)等逆變換，恢復(fù)成信宿適用的信息形式，這一過程就是對(duì)通信系統(tǒng)工作原理的簡(jiǎn)單描述。,信源,4,信源編碼器的作用是將信源發(fā)出的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，稱為模/數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)稱為信源碼。 信源編碼器的另一個(gè)功能是實(shí)現(xiàn)壓縮編碼，使信源碼占用的信道帶寬盡量小。 信源碼不適于在信道中

3、直接傳輸，因此要經(jīng)過信道編碼器進(jìn)行碼型變換，形成信道碼，以提高傳輸?shù)挠行约翱煽啃浴?發(fā)送端,5,在接收端，信道譯碼器對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)，消除信道編碼器插入的多余碼元，信源譯碼器把得到的數(shù)字信號(hào)還原為原始的模擬信號(hào)稱為數(shù)/模(d/a)轉(zhuǎn)換，提供給信宿使用。當(dāng)然數(shù)字信號(hào)也可采取頻帶傳輸方式，這時(shí)需用調(diào)制器和解調(diào)器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將其頻帶搬移到光波或微波頻段上，利用光纖、微波、衛(wèi)星等信道進(jìn)行傳輸。,接收端,6,模擬通信系統(tǒng)模型,7,數(shù)字通信系統(tǒng)模型,8,數(shù)據(jù)通信是指依據(jù)通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(模擬傳輸或數(shù)字傳輸)在兩個(gè)功能單元之間傳遞信息。數(shù)據(jù)通信離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)，從某種意義上說，數(shù)據(jù)通

4、信可以看成是數(shù)字通信的特例。 研究數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包括兩方面內(nèi)容： 一方面研究信道的組成、連接、控制及其使用； 另一方面研究信號(hào)如何在信道上傳輸和控制。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都是由數(shù)據(jù)終端子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三部分組成的。,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),9,抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)噪聲積累。 便于加密處理。 便于存儲(chǔ)、處理和交換。 設(shè)備便于集成化、微型化。 便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。 數(shù)字通信占用信道頻帶較寬，信道利用率低。,數(shù)字通信系統(tǒng)的特點(diǎn),數(shù)字通信系統(tǒng)相對(duì)模擬通信系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：,10,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型,11,數(shù)據(jù)終端設(shè)備dte (data terminating equipment)： 能生

5、成并向數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息的設(shè)備，起著實(shí)現(xiàn)人與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)之間的聯(lián)系的作用，是人機(jī)之間的接口，在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，如果是信息的發(fā)出者稱為信源,如果是信息的接收者稱為信宿。常見的dte有終端機(jī)、pos機(jī)(電子收款機(jī))、pc機(jī)等。,數(shù)據(jù)終端設(shè)備dte,12,數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備dce (data circuit-terminating equipment)： 連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備與傳輸信道，將原始數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成特殊的電信號(hào)使其適合于在信道上進(jìn)行傳輸?shù)脑O(shè)備。它提供信號(hào)的變換和編碼，建立、保持和釋放線路連接等功能。,數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備dce,13,通信控制器：完成中央處理機(jī)與數(shù)據(jù)通信組網(wǎng)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交

6、換所必需的通信控制功能，如數(shù)據(jù)緩沖、速度匹配、串/并轉(zhuǎn)換等任務(wù)。,通信控制器,14,對(duì)于模擬信道：dce的作用是將dte送來的數(shù)據(jù)信號(hào)變換為模擬信號(hào)再送往信道，或者反過來，將信道送來的模擬信號(hào)變換成數(shù)據(jù)信號(hào)再送到dte。 對(duì)于數(shù)字信道：dce的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)換、信道特性的均衡、收發(fā)時(shí)鐘的形成與供給，以及線路接續(xù)控制等。,數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備dce的作用,15,(根據(jù)不同角度分類) 模擬信道與數(shù)字信道 專用線路和交換線路 有線信道和無(wú)線信道 頻分信道和時(shí)分信道,傳輸信道類型,16,數(shù)據(jù)鏈路 = 數(shù)據(jù)電路+傳輸控制規(guī)程 目的：保證數(shù)據(jù)可靠傳輸,數(shù)據(jù)鏈路,17,通信模型示意圖 表面上描述的

7、是一個(gè)一對(duì)一的單向通信系統(tǒng) 卻是適于各種通信系統(tǒng)的一個(gè)抽象模型 概括地反映了各種通信系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中的共性。 實(shí)際應(yīng)用中的通信系統(tǒng) 往往是雙向的，而且可能是多個(gè)信源與多個(gè)信宿間的通信。 傳輸系統(tǒng)一般不是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的關(guān)系，而是涉及比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包含交換技術(shù)、路由選擇等內(nèi)容,通信模型與實(shí)際系統(tǒng)的差別,18,通信系統(tǒng)的分類,19,通信系統(tǒng)的其它分類,連續(xù)波,脈沖調(diào)制,ask，fsk，psk，qam,線性 am，ssb，vsb,非線性 fm，pm,模擬,數(shù)字,pam，ppm,pcm，adpcm，cvsd，m,傳輸方式：基帶傳輸，頻帶傳輸 復(fù)用方式：頻分，時(shí)分，碼分和空分 調(diào)制方式,20,數(shù)據(jù)通信

8、及計(jì)算機(jī)通信,數(shù)據(jù)通信是指信源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，按一定通信協(xié)議，通過模擬傳輸信道或者數(shù)字傳輸信道，形成數(shù)據(jù)流傳送到信宿的過程。 數(shù)據(jù)通信是為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間或者終端與計(jì)算機(jī)之間的信息交互而產(chǎn)生的一種通信技術(shù)。 從某種意義上說，數(shù)據(jù)通信是計(jì)算機(jī)通信的組成部分，數(shù)據(jù)通信著重于數(shù)據(jù)的傳輸，而不涉及數(shù)據(jù)所表示的原始信息；而計(jì)算機(jī)通信則著重于信息的交互。 目前數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)通信界定日益模糊。,21,通信主要任務(wù),傳輸系統(tǒng)的利用 充分合理利用傳輸設(shè)施 復(fù)用：在多個(gè)用戶之間分配傳輸系統(tǒng)的總傳輸能力 擁塞控制：保證傳輸系統(tǒng)不因傳輸請(qǐng)求過量而超載 接口 設(shè)備與傳輸系統(tǒng)之間的連接 信號(hào)的產(chǎn)生 按某種格式產(chǎn)生具

9、有一定強(qiáng)度的電磁波信號(hào) 能夠在傳輸系統(tǒng)上傳播 能夠被接收器轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù),22,通信主要任務(wù),同步 在發(fā)送器與接收器之間達(dá)成某種同步 接收器能夠判斷信號(hào)的起始、結(jié)束和信號(hào)單元的持續(xù)時(shí)間 交換的管理 通信雙方為交換數(shù)據(jù)而建立連接 通信雙方數(shù)據(jù)處理設(shè)備的其它協(xié)商工作 差錯(cuò)控制：檢測(cè)或糾正因信號(hào)失真或信道噪聲等原因而產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò) 流量控制：保證信宿設(shè)備不會(huì)因信源設(shè)備發(fā)送太快以至無(wú)法及時(shí)接收和處理這些數(shù)據(jù)而導(dǎo)致超載,23,通信主要任務(wù),尋址 當(dāng)傳輸設(shè)施被兩個(gè)以上設(shè)備共享時(shí)，信源必須給出信宿的標(biāo)識(shí) 路由選擇 當(dāng)傳輸系統(tǒng)是不只一條路徑的網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要確定路由 恢復(fù) 信息交換過程中因通信系統(tǒng)某處出現(xiàn)故障而致使傳輸

10、中斷，需要從中斷處恢復(fù)工作，或者把系統(tǒng)被涉及部分恢復(fù)到數(shù)據(jù)交換開始之前的狀態(tài) 報(bào)文格式化 數(shù)據(jù)交換雙方必須就傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式達(dá)成一致協(xié)議 交換代碼轉(zhuǎn)換、壓縮、加密,24,通信主要任務(wù),安全措施 發(fā)送方希望確保只有它期望的接收者接收到數(shù)據(jù) 接收方希望保證收到的數(shù)據(jù)來自正確的發(fā)送方，且數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被改變 網(wǎng)絡(luò)管理 數(shù)據(jù)通信設(shè)施是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，需要合理地規(guī)劃和配置，需要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并處理?yè)砣?、死鎖、故障等引發(fā)的問題,25,數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成,數(shù)據(jù)通信的組成,26,協(xié)議 標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 internet 的標(biāo)準(zhǔn),協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn),27,協(xié)議,協(xié)議就是控制數(shù)據(jù)通信的一組規(guī)則。 協(xié)議的三要素： 語(yǔ)法：數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)或格式（數(shù)據(jù)表示的順序） 語(yǔ)義：比特流每一部分的含義 時(shí)序：數(shù)據(jù)何時(shí)發(fā)送以及以多快的速率發(fā)送。,28,標(biāo)準(zhǔn),為生產(chǎn)廠商創(chuàng)建和維護(hù)一個(gè)開放和有競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)，保護(hù)數(shù)據(jù)和電信技術(shù)及過程得分國(guó)際國(guó)內(nèi)互操作性，標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的。標(biāo)準(zhǔn)提供了某種程度的互操作性的指導(dǎo)方針。 標(biāo)準(zhǔn)是由標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)、論壇以及政府管理機(jī)構(gòu)共同合作制定的。 數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)可以分為：