第1章 通信系统概述.ppt

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1、第第1 1章章 通信系统概述通信系统概述 1.1 计算机与计算机与通信通信 1.2 通信系统模型通信系统模型 1.3 数据通信基本概念数据通信基本概念 1.4 数据通信网数据通信网 1.5 通信技术的应用通信技术的应用 1.6 计算机通信协议标准的拟定组织计算机通信协议标准的拟定组织1.1 1.1 计算机与通信（计算机与通信（c&c)信息社会信息社会=计算机计算机+通信通信 网络网络 信息社会信息社会=计算机计算机+通信通信 网络网络+传感器传感器 物联网物联网4RFID Sensor Network Applications Everywhere,everything with RFID t

2、ags and sensors Sensing ID and environmental information Real-time monitoring&control via networkUbiquitousSensorNetworkSource:Electronics&Telecommunication Research Institute5物联网学科群示意图Source:Electronics&Telecommunication Research Institute电子电子通信通信网络工程网络工程计算机计算机媒体制作媒体制作RFID運動計時系統示意運動計時系統示意徑賽沿途設置檢查點R

3、FID Reader(EAR)AntennaTAG後端資料存儲現場資料匯集WiFi/Ethernet/GSM/GPRSInternetRFID運動計時系統應用實例運動計時系統應用實例 ING International Maration Nike Human Race 太魯閣國際馬拉松太魯閣國際馬拉松 台北國道馬拉松台北國道馬拉松 統一盃統一盃 鐵人賽鐵人賽 101登高賽登高賽 台南古都台南古都 金門國際馬拉松金門國際馬拉松行動服務微型讀取器與手機結行動服務微型讀取器與手機結合合 2008/05/12通過通過EPCglobal Conformance&Interoperability認證的最小

4、認證的最小讀取器模組讀取器模組(GSRN:950110126000000872)經台灣電子檢驗中心測試，經台灣電子檢驗中心測試，符合國家通訊傳播委員會低符合國家通訊傳播委員會低功率射頻電機技術規範功率射頻電機技術規範(LP0002)(ETC Report No.:08-07-MAS-094)提供低成本提供低成本,高行動性的高行動性的RFID 解決方案解決方案 結合結合Mobile Device，開發，開發創新的創新的RFID 行動服務應用行動服務應用未來行動商務情境：未來行動商務情境：使用使用RFID手機於日常生活之購物、消費手機於日常生活之購物、消費N37B天線尺寸天線尺寸4.7cm x 2

5、.1cmRFID天線天線IP67 CompliantMIL-STD-810F CompliantRich I/O port array for application expansionMultiple 5 foot dropWiFi/GPS/GPRS/3.5G/Bluetooth inside Plug and Play RFID EPC C1G2 Standard Module 通信通信：信息的传递和交换信息的传递和交换，即将消息从，即将消息从一个地方传递到另一个地方，其方式多种一个地方传递到另一个地方，其方式多种多样：多样：烽火台烽火台鸡毛信鸡毛信信鸽信鸽电报电报电电话话传真传真Mobi

6、le Telephone Email VoIP 信息社会信息社会=计算机计算机+通信通信 1.1.计算机通信技术的特点计算机通信技术的特点 （1 1）数据处理和通信融为一体，没有本质区别）数据处理和通信融为一体，没有本质区别 （2 2）Audio、Video&Image等信息之间没有等信息之间没有本质区别，在计算机看来都是本质区别，在计算机看来都是二进制二进制 data （3 3）计算机网络的出现使计算机技术与通信技术）计算机网络的出现使计算机技术与通信技术结合得更加紧密，结合得更加紧密，Sun说：说：“网络就是计算机网络就是计算机(Internet is computer)”2.2.计算机通

7、信技术的发展方向计算机通信技术的发展方向 （1）由过去的单组（集团）通信向个人通信发展：满足人们个性化）由过去的单组（集团）通信向个人通信发展：满足人们个性化的需求，的需求，5W Whoever、Whenever、Wherever、Whomever、Whatever （2）计算机通信网络由专业网络向公用网络发展，又向互联网进步）计算机通信网络由专业网络向公用网络发展，又向互联网进步（3）信息交换形式：电路交换）信息交换形式：电路交换报文交换报文交换分组交换（分组交换（Datagram虚电虚电路）路）计算机通信技术的发展方向计算机通信技术的发展方向 （4）军用网军用网 广播网广播网 计算机网计算

8、机网/电话网电话网 电视电视网网 即单网即单网 ISDN ADSL宽带网宽带网 （5）网络的主体系结构：网络的主体系结构：Per to Per(对等通对等通信信)（Person to Person）C/S(客户机客户机/服务器服务器)（Client/Server）B/S(浏览器浏览器/服务器服务器)（Browser/server）1.2 通信与通信系统模型通信与通信系统模型 通信系统通信系统：完成通信过程的全部设备和传：完成通信过程的全部设备和传输介质的总和。通信系统的形式也是多种多输介质的总和。通信系统的形式也是多种多样，例如在我国样，例如在我国 TelephonePSTN（Public-S

9、ervice Telephone Network）中国电信）中国电信/网通网通/铁通铁通/联联通通 Mobile Telephone GSM/GPRS 中国移动中国移动 GSM/CDMA 中国联通中国联通 Email/ftp/telnet/www 计算机网络（因特网）计算机网络（因特网）/教育网（教育网（.edu）/科研网（科研网（.ac）通信系统模型通信系统模型 通信系统基本模型通信系统基本模型：信源信宿发信机收信机信道噪声源消息消息信号信号图1-1 通信系统基本模型通信系统模型通信系统模型 信源信源：产生产生/形成消息，消息的形式有多种。形成消息，消息的形式有多种。如：符号、文字、语音、数

10、据、图像、视频等，如：符号、文字、语音、数据、图像、视频等，发信机发信机：将消息转换成为适合在信道中传：将消息转换成为适合在信道中传输的信号（又分为模拟信号和数字信号）；输的信号（又分为模拟信号和数字信号）；如电压、电流等信号；如电压、电流等信号；通信系统模型通信系统模型 消息转换消息转换一般经历二个步骤：信源编码和一般经历二个步骤：信源编码和信道编码。信道编码。信源编码信源编码：将原始的消息形式转换在用：将原始的消息形式转换在用代码表示的过程。代码表示的过程。(数据编码数据编码)信道编码信道编码：完成数据的信源编码（或原：完成数据的信源编码（或原始存在的数字形式）变换到某一种适合于始存在的数

11、字形式）变换到某一种适合于信道传输的信号形式的过程。信道传输的信号形式的过程。(差错编码差错编码)通信系统模型通信系统模型 信道信道（channel)：信号的传输媒介：信号的传输媒介/通道，通道，将信号由发信机传输到收信机，它的传输将信号由发信机传输到收信机，它的传输特性对通信质量有着直接影响。特性对通信质量有着直接影响。有线有线(向向)，无线（向），无线（向）举例举例Mobile Telephone System：信信 源：源：发信机：发信机：信信 道：道：收信机：收信机：信信 宿：宿：打电话的人（消息：人的语言）Mobile Tel 中送话和无线发射系统（microphone：电信号声信号

12、）传输媒介即大气（无线信道）其间通过若干移动通信台或中转站对方Mobile Tel 中无线接收机和扬声器（电信号声信号）接电话的人信源信宿发信机收信机信道噪声源消息消息信号信号Email Communication System:信源：信源：用户用户/计算机计算机/邮件程序（消息：邮邮件程序（消息：邮件数据字符）（件数据字符）（webmail,pop3等）等）发信机：发信机：计算机网络适配器（计算机网络适配器（Internet Adapter）/Modem（PSTN）中调制器）中调制器 信道：信道：计算机通信网络计算机通信网络Internet/PSTN 收信机：收信机：对方计算机网络适配器对方

13、计算机网络适配器/Modem 信宿：信宿：邮件程序邮件程序/计算机计算机/用户用户信源信宿发信机收信机信道噪声源消息消息信号信号1.3 数据通信基本概念数据通信基本概念 1.3.1 消息、信息、数据和信号消息、信息、数据和信号 1.3.2 模拟通信系统模拟通信系统 1.3.3 数字通信系统数字通信系统1.3.1 消息、信息、数据和信号消息、信息、数据和信号 1.消息消息（message)是信息的载体；是表达是信息的载体；是表达信息的形式信息的形式;是是通信系统中传输的具体对象通信系统中传输的具体对象。消息的形式是多样的，消息的形式是多样的，符号，文字，语音，符号，文字，语音，数据，图像，数据，

14、图像，视频视频等。等。同一种信息的内容可用不同形式的消息来表同一种信息的内容可用不同形式的消息来表达。例如天气预报可用文字消息，也可用话达。例如天气预报可用文字消息，也可用话音消息来表达。音消息来表达。2.2.信息信息(information)(information)是消息所包含的内容。例如每天的天气预是消息所包含的内容。例如每天的天气预报是一种消息、预报中告知某日某时的真报是一种消息、预报中告知某日某时的真实天气情况如何，就是该消息所包含的实天气情况如何，就是该消息所包含的“信息信息”，即消息的含义。，即消息的含义。(1)模拟消息模拟消息（analog message)是指在时是指在时间上

15、连续变化的消息，例如由人嘴或杨声器间上连续变化的消息，例如由人嘴或杨声器发出的声波话音，由传感器指示出的温度、发出的声波话音，由传感器指示出的温度、湿度等的连续变化，等等。湿度等的连续变化，等等。通信术语与概念通信术语与概念(2)数字消息数字消息（digital message)是指是指用数码表达的、不连续变化（离散）形用数码表达的、不连续变化（离散）形式的消息。例如由键盘打出来的字母，式的消息。例如由键盘打出来的字母，由文字或数字记录的各种量值和内容，由文字或数字记录的各种量值和内容，等等。等等。模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 x(nT)(b)数字信号(a)模拟信号 1 0 0 1 1

16、 0 0 1 1 1 f(t)tnT图1-4模拟信号和数字信号通信术语与概念通信术语与概念 消息与信息消息与信息：消息有可能包含甚为丰消息有可能包含甚为丰富的信息，但也可能信息甚少，若这种富的信息，但也可能信息甚少，若这种信息并未给人们带来新的知识的话，那信息并未给人们带来新的知识的话，那么这种消息所包含的信息实际等于零。么这种消息所包含的信息实际等于零。所以所以信息是给人们带来新知识的消息，信息是给人们带来新知识的消息，消息是外壳，信息是消息的内核。消息是外壳，信息是消息的内核。通信术语与概念通信术语与概念 3.数据数据(data)是以是以“数数”（number）来）来表达信息的表达信息的一类消息表示形式一类消息表示形式。即数据。即数据类消息。类消息。在信息社会的发展过程中，数据的概念在信息社会的发展过程中，数据的概念逐渐从狭义过渡到广义。逐渐从狭义过渡到广义。通信术语与概念通信术语与概念 经考查，经考查，“data”一词是在计算机出现以一词是在计算机出现以后才有的。当时它特指后才有的。当时它特指“计算机数据计算机数据”，也即也即“要经过或已经过计算机处理、或要经过或已经过计算机处理