《通信基礎(chǔ)知識》課件

通信基礎(chǔ)知識現(xiàn)代社會的信息交流通信概述定義通信是指信息從一個地方到另一個地方的傳遞過程，通常涉及發(fā)送者、接收者和信道。目的通信的目的是實現(xiàn)信息共享，促進溝通和協(xié)作，推動社會發(fā)展和進步。通信的基本過程1接收接收信息，并根據(jù)編碼方式進行解碼。2傳輸通過介質(zhì)將信息傳遞給接收者。3編碼將信息轉(zhuǎn)換為可傳輸?shù)男盘枴?發(fā)送將編碼后的信號發(fā)送出去。編碼與解碼編碼將信息轉(zhuǎn)換為可以傳輸?shù)男盘柕倪^程。解碼將接收到的信號轉(zhuǎn)換回原始信息的過程。格式多種編碼格式，例如ASCII、Unicode。應用在通信、數(shù)據(jù)存儲、計算機處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。信號與噪音信號通信系統(tǒng)中需要傳輸?shù)男畔?。噪音干擾信號，會影響信號的傳輸和接收。信號與噪音的比值衡量信號質(zhì)量的重要指標。信號的頻率和波形頻率頻率是指信號在單位時間內(nèi)振蕩的次數(shù)，單位為赫茲（Hz）。波形波形是指信號隨時間變化的形狀，例如正弦波、方波、三角波等。調(diào)制與解調(diào)1調(diào)制將低頻信號加載到高頻載波信號的過程，以便進行遠距離傳輸。2解調(diào)將高頻載波信號中攜帶的信息還原為原始低頻信號的過程。模擬通信模擬信號模擬信號是連續(xù)變化的信號，可以反映真實世界的物理量，例如聲音和圖像。模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)使用模擬信號進行信息傳輸，例如傳統(tǒng)電話和廣播系統(tǒng)。優(yōu)勢與劣勢模擬通信系統(tǒng)成本低、技術(shù)成熟，但容易受到噪聲和干擾的影響，保密性也較差。數(shù)字通信數(shù)據(jù)表示數(shù)字信號使用離散的數(shù)字值表示信息。二進制編碼數(shù)字信號通常使用二進制編碼，由0和1組成。信號傳輸數(shù)字信號通過電磁波或光波進行傳輸。信道編碼與信道解碼1信道編碼增加信號的魯棒性，減少誤碼率。2信道解碼恢復原始信號，消除編碼帶來的冗余。3編碼技術(shù)常用的編碼技術(shù)包括：卷積碼、Turbo碼、LDPC碼等。信道的類型與特性1有線信道通過物理介質(zhì)傳輸信號，例如電纜、光纖等。2無線信道通過電磁波傳輸信號，例如無線電波、微波等。3信道特性包括帶寬、信噪比、傳輸延遲、衰減等。電磁波與傳播電磁波是一種橫波，由相互垂直的電場和磁場組成，可以以光速在真空中傳播。它具有波粒二象性，既表現(xiàn)出波動性，也表現(xiàn)出粒子性。電磁波的傳播方式包括直線傳播、反射、折射、衍射等。在自由空間中，電磁波以光速傳播，但在介質(zhì)中傳播速度會減慢。天線的工作原理1電磁波通過天線發(fā)射或接收2導體產(chǎn)生變化的電磁場3電流在導體中流動通信設備和系統(tǒng)核心設備交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)等設備連接不同的網(wǎng)絡，并處理數(shù)據(jù)傳輸終端設備手機、電腦、平板等設備，用于用戶訪問和使用通信服務傳輸設備光纖、微波、衛(wèi)星等設備用于傳輸數(shù)據(jù)信號，連接不同地點電信網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)絡負責連接不同的子網(wǎng)，提供各種通信服務，例如語音、數(shù)據(jù)、視頻等。接入網(wǎng)絡負責將用戶終端連接到核心網(wǎng)絡，例如光纖接入、無線接入等。用戶終端包括手機、電腦、平板電腦等，用于訪問電信網(wǎng)絡服務。2G、3G、4G通信技術(shù)2G2G是第二代移動通信技術(shù)，主要使用GSM標準，支持語音通話和短信服務。3G3G是第三代移動通信技術(shù)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸，例如移動互聯(lián)網(wǎng)接入和視頻通話。4G4G是第四代移動通信技術(shù)，提供更高的數(shù)據(jù)速率和更低的延遲，支持高清視頻通話和在線游戲。5G通信技術(shù)超高速率：5G網(wǎng)絡的峰值傳輸速率可達20Gbps，比4G網(wǎng)絡快100倍以上。超低延遲：5G網(wǎng)絡的延遲降低到1毫秒以下，為實時應用提供了更快的響應速度。大規(guī)模連接：5G網(wǎng)絡能夠支持每平方公里數(shù)百萬個連接，為物聯(lián)網(wǎng)應用提供了可靠的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接萬物物聯(lián)網(wǎng)將各種物理設備、傳感器和軟件連接在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、分析和控制。智能應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持智慧城市、智能家居、工業(yè)自動化和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的創(chuàng)新應用。數(shù)據(jù)驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)收集大量數(shù)據(jù)，為決策提供依據(jù)，推動行業(yè)發(fā)展和社會進步。衛(wèi)星通信技術(shù)1地球軌道覆蓋衛(wèi)星可以覆蓋地球的大面積區(qū)域，為偏遠地區(qū)提供通信服務。2高帶寬衛(wèi)星通信可以提供高帶寬，支持大容量數(shù)據(jù)傳輸。3抗災能力強衛(wèi)星通信系統(tǒng)不受地面基礎(chǔ)設施的影響，在災害發(fā)生時可以提供可靠的通信保障。光通信技術(shù)光纖傳輸速度快，帶寬大，傳輸距離遠?？闺姶鸥蓴_能力強，安全性高。光通信是未來通信技術(shù)發(fā)展的方向。信號的采樣與量化1采樣將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號2量化將離散的采樣值映射到有限個離散的量化級別3編碼將量化后的數(shù)字信號編碼為二進制碼信號的壓縮編碼減少冗余去除信號中重復或不必要的成分。提高效率壓縮后的信號占用更少的存儲空間和傳輸帶寬。降低成本壓縮技術(shù)可以降低存儲和傳輸成本。多路復用技術(shù)頻率復用將多個信號分配到不同的頻率段進行傳輸。時分復用將時間劃分為多個時間片，每個時間片分配給一個信號。碼分復用使用不同的碼片序列區(qū)分不同的信號。波分復用利用光的不同波長來區(qū)分不同的信號。訪問控制技術(shù)身份驗證驗證用戶的身份，確保只有授權(quán)的用戶才能訪問系統(tǒng)。授權(quán)根據(jù)用戶的身份，授予其對系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限。審計記錄用戶的訪問行為，以便進行安全審計和追溯。網(wǎng)絡安全技術(shù)防火墻防火墻是一種網(wǎng)絡安全設備，它充當網(wǎng)絡與外部世界之間的屏障，阻止未經(jīng)授權(quán)的訪問和惡意流量。防病毒軟件防病毒軟件通過檢測和清除惡意軟件來保護計算機和網(wǎng)絡免受病毒、蠕蟲和木馬的攻擊。入侵檢測系統(tǒng)入侵檢測系統(tǒng)(IDS)監(jiān)控網(wǎng)絡流量以識別可疑活動，并在檢測到威脅時發(fā)出警報。通信協(xié)議與標準規(guī)則與規(guī)范通信協(xié)議定義了網(wǎng)絡設備之間通信的規(guī)則和規(guī)范，確保數(shù)據(jù)能夠被正確地傳輸和理解?；ゲ僮餍詷藴驶膮f(xié)議保證了不同廠商生產(chǎn)的設備之間能夠相互通信，提高了系統(tǒng)的互操作性。效率與可靠性協(xié)議的設計目標是提高通信效率，降低錯誤率，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。通信系統(tǒng)的組成部分發(fā)送器：負責將信息轉(zhuǎn)換為電磁波或其他形式的信號。天線：負責將電磁波發(fā)射到空間或接收來自空間的電磁波。信道：信息傳輸?shù)拿浇?，例如無線電波、光纖等。接收器：負責接收信號并將其轉(zhuǎn)換為信息。通信系統(tǒng)的性能指標指標描述帶寬信道每秒傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量吞吐量實際數(shù)據(jù)傳輸速率，受網(wǎng)絡擁塞影響延遲數(shù)據(jù)從源端到目的端傳輸所需時間誤碼率傳輸過程中數(shù)據(jù)錯誤的概率信噪比信號功率與噪聲功率的比值通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢5G普及5G技術(shù)帶來了更高的速度、更低的延遲和更大的容量，推動了移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等領(lǐng)域的快速發(fā)展。人工智能人工智能技術(shù)在通信領(lǐng)域應用廣泛，例如網(wǎng)絡優(yōu)化、欺詐檢測和個性化服務等。衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信技術(shù)提供更廣泛的覆蓋范圍和更強的抗干擾能力，為偏遠地區(qū)和緊急救援提供通信服務。通信知識的應用場景日常生活中手機、網(wǎng)絡、電視等，通信技術(shù)已經(jīng)深入我們生活的方方面面。企業(yè)領(lǐng)域企業(yè)利用通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)傳輸、視頻會議、遠程辦公