【正文】 對基帶數(shù)字信號的幾種調(diào)制方法 0 1 0 0 1 1 1 0 0 基帶信號 調(diào)幅 調(diào)頻 調(diào)相 課件制作人：謝希仁 正交振幅調(diào)制 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) r ? (r, ?) 可供選擇的相位有 12 種， 而對于每一種相位有 1 或 2 種振幅可供選擇。 ? 調(diào)頻 (FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行 調(diào)制 (modulation)。 ? 帶通信號 ——把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過信道）。 ? 基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。 課件制作人：謝希仁 基帶 (baseband)信號和 帶通 (band pass)信號 ? 基帶信號 （即基本頻帶信號） ——來自信源的信號。 ? 雙向交替通信 （半雙工通信） ——通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送 (當然也就不能同時接收 )。 ? 碼元 (code)——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數(shù)字信號時，代表不同離散數(shù)值的基本波形。 ? “模擬的” (analogous)——代表消息的參數(shù)的取值是連續(xù)的。 課件制作人：謝希仁 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 傳輸 系統(tǒng) 輸入信息 輸入數(shù)據(jù) 發(fā)送 的信號 接收 的信號 輸出數(shù)據(jù) 源點 終點 發(fā)送器 接收器 調(diào)制解調(diào)器 PC 機 公用電話網(wǎng) 調(diào)制解調(diào)器 數(shù)字比特流 數(shù)字比特流 模擬信號 模擬信號 輸入 漢字 顯示 漢字 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 源系統(tǒng) 目的系統(tǒng) 傳輸系統(tǒng) 輸出信息 PC 機 課件制作人：謝希仁 幾個術(shù)語 ? 數(shù)據(jù) (data)——運送消息的實體。 ? 功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。課件制作人：謝希仁 計算機網(wǎng)絡(luò)（第 5 版） 第 2 章 物理層 課件制作人：謝希仁 第 2 章 物理層 物理層的基本概念 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 有關(guān)信道的幾個基本概念 信道的極限容量 信道的極限信息傳輸速率 物理層下面的傳輸媒體 導向傳輸媒體 非導向傳輸媒體 課件制作人：謝希仁 第 2 章 物理層（續(xù)） 信道復用技術(shù) 頻分復用、時分復用和統(tǒng)計時分復用 波分復用 碼分復用 數(shù)字傳輸系統(tǒng) 寬帶接入技術(shù) xDSL技術(shù) 光纖同軸混合網(wǎng)（ HFC 網(wǎng)） FTTx 技術(shù) 課件制作人：謝希仁 物理層的基本概念 物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即： ? 機械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。 ? 電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。 ? 過程特性 指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。 ? 信號 (signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。 ? “數(shù)字的” (digital)——代表消息的參數(shù)的取值是離散的。 課件制作人：謝希仁 有關(guān)信號的幾個基本概念 ? 單向通信 （單工通信） ——只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。 ? 雙向同時通信 （全雙工通信） ——通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號都屬于基帶信號。因此必須對基帶信號進行 調(diào)制 (modulation)。 課件制作人：謝希仁 幾種最基本的調(diào)制方法 ? 基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。 ? 最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種： ? 調(diào)幅 (AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。 ? 調(diào)相 (PM) ：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。 由于 4 bit 編碼共有 16 種不同的 組合，因此這 16 個點中的每個 點可對應(yīng)于一種 4 bit 的編碼。 舉例 課件制作人：謝希仁 信道的極限容量 ? 任何實際的信道都不是理想的，在傳輸信號時會產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。 課件制作人：謝希仁 數(shù)字信號通過實際的信道 ? 有失真，但 可識別 ? 失真大， 無法識別 實際的信道 （帶寬受限、有噪聲、干擾和失真） 發(fā)送信號波形 接收信號波形 發(fā)送信號波形 實際的信道 （帶寬受限、有噪聲、干擾和失真） 接收信號波形 課件制作人：謝希仁 (1) 信道能夠通過的頻率范圍 ? 1924 年，奈奎斯特 (Nyquist)就推導出了著名的 奈氏準則 。 ? 在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯猩舷薜?，否則就會出現(xiàn) 碼間串擾 的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。 課件制作人：謝希仁 (2) 信噪比 ? 香農(nóng) (Shannon)用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限 、 無差錯的 信息傳輸速率。 課件制作人：謝希仁 香農(nóng)公式表明 ? 信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。 ? 若信道帶寬 W 或信噪比 S/N 沒有上限（當然實際信道不可能是這樣的），則信道的極限信息傳輸速率 C 也就沒有上限。 課件制作人：謝希仁 請注意 ? 對于頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率也達到了上限值，那么還有辦法提高信息的傳輸速率。 課件制作人：謝希仁 物理層