第2章數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸?shù)?章數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸?數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸是數(shù)據(jù)通信的基本問(wèn)題?三種傳輸方式:基帶傳輸、頻帶傳輸和數(shù)字傳輸?基帶傳輸:不搬移基帶信號(hào)頻譜直接傳輸基帶信?號(hào)?頻帶傳輸:經(jīng)過(guò)調(diào)制將基帶信號(hào)的頻譜搬移到相應(yīng)的載頻頻帶再進(jìn)行傳輸?數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸:在數(shù)字信道中傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)?信道(Channel)是通信系統(tǒng)中必不可少的部分。信道是指以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的信號(hào)通路。具體地說(shuō),信道是指由有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)電線(xiàn)路提供的信號(hào)通路;抽象的說(shuō),信道是指定的一段頻帶,它讓信號(hào)通過(guò),同時(shí)又給信號(hào)以限制和損害。信道的作用是傳輸信號(hào)。?①基帶傳輸是指由數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)送出的二進(jìn)制“1”?或“0”的電信號(hào)直接送到電路的傳輸方式。基帶信號(hào)未經(jīng)調(diào)制,可?以經(jīng)過(guò)碼形變換(或波形變換)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后直接傳輸?；鶐盘?hào)?的特點(diǎn)是頻譜中含有直流、低頻和高頻分量,隨著頻率升高,其?幅度相應(yīng)減小,最后趨于零?；鶐鬏敹嘤迷诙叹嚯x的數(shù)據(jù)傳輸?中,如近程計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信或局域網(wǎng)中用雙絞線(xiàn)或同軸電纜為?介質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸。?②大多數(shù)傳輸信道是帶通型特性,基帶信號(hào)通不過(guò)。采用調(diào)制?方法把基帶信號(hào)調(diào)制到信道帶寬范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸,接收端通過(guò)解?調(diào)方法再還原出基帶信號(hào)的方式,稱(chēng)為頻帶傳輸。這種方式可實(shí)?現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信,例如利用電話(huà)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)全國(guó)或全球范圍的?數(shù)據(jù)通信。?③數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸是利用數(shù)字話(huà)路傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的一種方式。例?如,利用PCM(脈沖編碼調(diào)制)數(shù)字電話(huà)通路,每一個(gè)話(huà)路可以?傳輸64kbit/s的數(shù)據(jù)信號(hào),不需要調(diào)制,效率高,傳輸質(zhì)量好,是?數(shù)據(jù)通信很好的一種傳輸方式。 數(shù)據(jù)信號(hào)及特性描述??1單極性不歸零信號(hào)(NRZ),碼元間隔內(nèi),用正電位表示1碼,用零電位表示0碼?2單極性歸零信號(hào),用寬度為t的正脈沖表示1,用零電位表示0?3雙極性不歸零信號(hào)分別用正和負(fù)表示1和0?4雙極性歸零信號(hào)結(jié)合2和3?5差分信號(hào)前后碼元電位改變表示1, 數(shù)據(jù)信號(hào)及特性描述??在通信中,除特殊情況(如測(cè)試信號(hào))外,數(shù)字基帶信號(hào)通常都是隨機(jī)脈沖序列。因?yàn)槿粼跀?shù)字通信系統(tǒng)中所傳輸?shù)臄?shù)字序列不是隨機(jī)的,而是確知的,則消息就不攜帶任何信息,通信就失去意義。?研究隨機(jī)脈沖序列的頻譜,要從統(tǒng)計(jì)分析的角度出發(fā),研究它的功率譜密度。?功率譜密度定義是:對(duì)于具有連續(xù)頻譜和有限平均功率的信號(hào)或噪聲,表示其頻譜分量的單位帶寬功率的頻率函數(shù)。?在物理學(xué)中,信號(hào)通常是波的形式,例如電磁波、隨機(jī)振動(dòng)或者聲波。當(dāng)波的頻譜密度乘以一個(gè)適當(dāng)?shù)南禂?shù)后將得到每單位頻率波攜帶的功率,這被稱(chēng)為信號(hào)的功率譜密度或者譜功率分布。功率譜密度的單位通常用每赫茲的瓦特?cái)?shù)(W/Hz)表示,或者使用波長(zhǎng)而不是頻率,即每納米的瓦特?cái)?shù)(W/nm)來(lái)表示。?上面能量譜密度的定義要求信號(hào)的傅里葉變換必須存在,也就是說(shuō)信號(hào)平方可積或者平方可加。如果信號(hào)可以看作是平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程,那么功率譜密度就是信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換。?傅里葉分析的結(jié)果之一就是Parseval定理,這個(gè)定理表明能量譜密度曲線(xiàn)下的面積等于信號(hào)幅度平方下的面積,總的能量是:

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