通信概论课件

通信概论课件通信基础知识通信信道信号与噪声模拟通信与数字通信通信协议与标准现代通信技术通信系统安全与保密目录01通信基础知识通信是信息传输、交换和处理的手段，是实现人与人之间思想、感情、知识和技能交流的一种活动。根据传输媒介的不同，通信可以分为有线通信和无线通信；根据传输信号的性质，通信可以分为模拟通信和数字通信。通信的定义与分类通信的分类通信的定义目的地接收信息的目的地，如电话、计算机等。接收设备将传输中的信号转换为原始信息，如解调器、解码器等。信道传输信号的媒介，如光纤、无线电波等。信息源产生需要传输的信息，如声音、图像、文字等。发送设备将信息转换为适合传输的信号，如调制器、编码器等。通信系统的基本组成单位时间内传输的信息量，单位为比特/秒（bps）。传输速率传输过程中出现错误的概率，越低越好。误码率单位频带内传输的信息量，越高越好。频带利用率信号与噪声之间的功率比值，越高越好。信噪比通信系统的性能指标02通信信道双绞线是最常见的有线传输介质，由两根绝缘铜线相互缠绕而成，具有价格便宜、安装方便等优点，但传输距离较短，带宽有限。双绞线同轴电缆常用于电视信号和宽带网络的传输，由内导体、绝缘层和外部的网状屏蔽层组成，具有较好的抗干扰能力和较长的传输距离。同轴电缆有线信道无线信道无线电波无线电波是常见的无线传输介质，包括长波、中波、短波、超短波和微波等，具有传输距离远、覆盖范围广等优点，但易受环境因素干扰。红外线红外线传输通常用于短距离通信，如遥控器和无线鼠标等，具有较低的传输速率和较高的抗干扰能力。信道容量信道容量是指信道在单位时间内传输信息量的上限，受到信道带宽和信号噪声比的限制。传输速率传输速率是指在给定带宽的信道中，单位时间内传输的数据量，通常以比特率（bitrate）表示，受到信噪比、误码率、调制方式等多种因素的影响。信道容量与传输速率03信号与噪声连续变化的物理量表示的信息。模拟信号离散的二进制数表示的信息。数字信号表示信号中周期性变化的次数。信号的频率表示信号的强度或幅度。信号的振幅信号的分类与特性如雷电、风暴等自然现象产生的噪声。自然噪声人为噪声噪声的频率分布噪声的等级如机械、电气等人为活动产生的噪声。表示噪声中不同频率的成分及其强度。表示噪声的强度或大小。噪声的来源与特性通过模拟电路对模拟信号进行滤波、放大等处理。模拟信号处理通过数字算法对数字信号进行滤波、变换等处理。数字信号处理将信号从低频搬移到高频，以便传输。调制解调技术增加信息传输的可靠性，提高抗干扰能力。信道编码技术信号处理技术04模拟通信与数字通信模拟通信是通过连续的电信号传输信息的方式，其信号的幅度、频率或相位都可以用来表示信息。模拟通信原理模拟通信的优点模拟通信的缺点模拟通信的优点在于实现简单、成本低，适用于传输语音、图像等连续信号。模拟通信的缺点在于抗干扰能力差，容易受到噪声和失真的影响，传输质量不稳定。030201模拟通信原理数字通信的优点数字通信的优点在于抗干扰能力强、传输质量稳定、保密性好，适用于传输数据、文本、图像等离散信号。数字通信的缺点数字通信的缺点在于实现复杂、成本高，需要高带宽和高速处理能力。数字通信原理数字通信是通过离散的电信号传输信息的方式，其信号只有0和1两种状态，可以表示二进制数位。数字通信原理模拟信号转换为数字信号模拟信号转换为数字信号需要进行采样、量化和编码三个步骤，其中采样是将连续时间信号转换为离散时间信号，量化是将连续幅度值转换为离散幅度值，编码是将量化后的信号转换为二进制码组。数字信号转换为模拟信号数字信号转换为模拟信号需要进行解码、逆量化和逆采样三个步骤，其中解码是将二进制码组转换为量化后的信号，逆量化是将离散幅度值转换为连续幅度值，逆采样是将离散时间信号转换为连续时间信号。模拟信号与数字信号的转换05通信协议与标准通信协议由多个层次组成，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。每个层次都有其特定的功能和协议标准。通信协议的组成通信协议的主要功能包括建立通信连接、数据传输控制、差错控制、流量控制和路由选择等，以确保数据能够可靠、高效地传输。通信协议的功能通信协议的组成与功能常见的通信协议TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网协议的核心，它包括传输控制协议（TCP）和网际协议（IP），用于实现互联网中数据的可靠传输和路由选择。SMTP协议简单邮件传输协议（SMTP）是用于发送电子邮件的协议，它规定了邮件服务器之间如何传输电子邮件的过程。HTTP协议超文本传输协议（HTTP）是用于传输超媒体文件（如网页）的协议，它也是互联网上应用最广泛的协议之一。POP协议邮局协议（POP）是用于从邮件服务器下载电子邮件的协议，它支持离线访问邮件服务器上的邮件。IEEE802.11标准IEEE802.11是无线局域网（WLAN）的标准，它规定了无线局域网的物理层和数据链路层的规范，广泛应用于无线局域网的建设和接入。GSM标准全球移动通信系统（GSM）是一种数字移动通信标准，它采用TDMA多址方式，提供语音和低速数据业务。GSM标准在全球范围内广泛应用，成为移动通信领域的重要标准之一。5G标准第五代移动通信技术（5G）是新一代移动通信技术，它采用毫米波频段和新型网络架构，提供超高速率和低延迟的数据传输服务，支持物联网、人工智能等新兴技术的应用。5G标准正在全球范围内推广和应用，成为未来移动通信发展的关键方向之一。通信标准及其应用06现代通信技术03移动通信技术的优势移动通信技术具有灵活性、便携性、实时性等优势，使得人们无论在何时何地都能保持联系。01移动通信技术的发展历程从模拟信号到数字信号，再到现在的4G、5G技术，移动通信技术不断进步，为用户提供更快、更稳定的服务。02移动通信技术的应用移动通信技术广泛应用于人们的日常生活和工作中，如手机通话、短信、上网浏览、社交媒体等。移动通信技术123卫星通信技术始于20世纪60年代，经过多年的发展，已经形成了覆盖全球的卫星通信网络。卫星通信技术的发展历程卫星通信技术广泛应用于电视广播、电话通信、数据传输、导航定位等领域。卫星通信技术的应用卫星通信技术具有覆盖范围广、通信距离远、不受地形限制等优势，尤其在偏远地区和海洋等地区具有不可替代的作用。卫星通信技术的优势卫星通信技术光纤通信技术的应用光纤通信技术广泛应用于城域网、局域网、广域网等领域，为人们提供高速、大容量的数据传输服务。光纤通信技术的优势光纤通信技术具有传输速度快、传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优势，是未来通信发展的重要方向之一。光纤通信技术的发展历程光纤通信技术始于20世纪70年代，经过多年的发展，已经成为现代通信的主流技术之一。光纤通信技术07通信系统安全与保密窃听未经授权的第三方对通信内容进行修改，导致信息失真。篡改假冒拒绝服务01020403通过大量请求或攻击使通信系统无法正常工作，导致服务瘫痪。未经授权的第三方通过非法手段获取通信内容，导致信息泄露。未经授权的第三方冒充合法用户进行通信，导致身份欺诈。通信系统安全威胁对称加密加密和解密使用相同密钥，如AES、DES等。非对称加密加密和解密使用不同密钥，如RSA、ECC等。哈希算法将数据转换为固定长度的哈希值，如SHA-256。