数据通信基础知识培训

3. 调制分类
按照调制信号x(t)的类型 模拟调制：x(t)是模拟基带信号，例如AM、FM等 数字调制：x(t)是数字基带信号，例如FSK、PSK等
按照载波类型
连续载波调制：载波是连续波形信号，例如正弦高频信号 脉冲载波调制：载波是脉冲序列，常用的是矩形脉冲序列
按照调制器功能
幅度调制：调制信号控制载波幅度变化，例如AM、ASK等 频率调制：调制信号控制载波瞬时频率变化，例如FM、FSK等 相位调制：调制信号控制载波瞬时相位变化，例如PM、PSK等。
X ( f ) x(t)e j2ft dt
随机信号的频谱常用其功率普密度表示：
P( ) Lim E | F ( ) |2
t
T
功率普密度与信号平均功率的关系：
S P( f )df
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2.1.2 信号的带宽
信号的绝对带宽(B)通常是指信号频谱正频域非零部分对应的频率 范围，如下图所示：
非相干解调器通常存在门限效应，故小信噪比输入时并不适用。 所谓门限效应是指当解调器输入信噪比下降到一定程度时，输出信
噪比急剧恶化的现象。 输出信噪比是输出信号与输出噪声平均功率之比，是衡量通信可靠
性的一个指标，与误码率有直接关系。
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2.1.3 调制解调的基本概念 5. 调制解调的功能
频域定义： 调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频
段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程 。
调制解调器(Modem)就是调制和解调的统称
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2.1.3 调制解调的基本概念
2. 调制器模型
x(t)
s(t)
C(t) Ac cos(2f ct 0)
(3) 矩形等效带宽 对于具有在零点或中心频率处取最大值频谱结构的信号，如下图所
示，可以定义矩形等效带宽BC 。
P(f) P0
矩形等 效带宽
其含义为：
P0 BC 0 P( f )df
f
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2.1.2 信号的带宽
(4) 3dB带宽 3dB带宽又称半功率带宽，如下图所示：
P(f) P0
P0/2
来自百度文库
f
f1
f0
f2
B3dB
信号频谱在 f0 处取最大值，
f0 ( f1, f2 ) 且 P( f1) P( f2 ) P( f0 ) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
1. 调制解调定义
时域定义： 调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，
将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具 体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。
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2.1.3 调制解调的基本概念
4. 解调分类
相干解调：通过本地相干载波进行相干运算，从已调信号的相位变 化中恢复原始信号的方法。其模型如下图所示：
s(t)
xd(t)
LPF
x0(t)
C '(t) Ac cos(2 f ct 0)
假设初始相位是0，则：
xd (t) s(t)C'(t) Ac x(t) cos2 2fct
1 2
Ac x(t)
1 2
x(t) cos
4fct
所以经理向低通滤波器LPF之后，输出信号为：
x0 (t) Ac x(t) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
非相干解调：其原理是从已调信号的幅度变化中提取调制信号， 因为其不需要同步载波，所以又称之为非同步解调。
和相干解调相比，非相干解调设备更简单，实现更容易， 例如常用的包络检波器，
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学习目录
2.1 信号与调制解调 2.2 传输信道 2.3 多路复用 2.4 数据编码 2.5 数据通信的同步
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2.1 信号与调制解调
本节内容提要：
信号分类： 模拟信号与数字信号 基带信号与频带信号 周期信号与非周期信号 确知信号与随机信号 能量信号与功率信号
信号x(t)的能量E
P(f)
fb
f
零点 带宽
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2.1.2 信号的带宽
(2) 百分比带宽 百分比带宽由下式来定义：
fr P( f )df
0
%
0 P( f )df
其中 fr 称为百分比带宽， %可以取96%、98%、99%等值，其含义 是，在该带宽范围内信号的功率占总功率 %
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2.1.2 信号的带宽
P(f)
-fb
fb f
0B
基带数据信号的一般都具有无穷大的绝对带宽，如下图所示：
P(f)
fb
f
8
B
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2.1.2 信号的带宽
实际应用中依据信号功率谱定义了以下几种等效带宽。
(1) 零点带宽 数据信号频谱主要能量是集中在第一个零点之内的，当其旁瓣不足
以引起信号失真时，定义 fb 为信号的零点带宽。
x(t) 调制信号，即数据终端产生的基带信号 C(t)是载波，AC是载波幅度，fC是载波频率简称载频,θ0是载波的初始相位。 s(t)是已调信号，即调制后的频带信号，其中包含了x(t)的全部信息，信道中
传输的就是该信号。
s(t) Ac x(t) cos(2fc 0 )
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2.1.3 调制解调的基本概念
第二章 数据通信基础知识
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
Internet
Modem PSTN
内容简介
数据可靠传输将涉及很多内容和具体技术，本章将介绍信号 带宽的概念、调制解调的基本概念、传输信道的性质、信道复用 技术、数据编码标准、语言编码及IP电话原理，数据压缩编码以 及数据通信系统的同步技术等内容 。
E x2 (t)dt 焦耳(J)
信号x(t)平均功率S
S lim 1
T T
T / 2 x2 (t)dt
T / 2
瓦特(W)
本节将介绍信号的频谱、带宽以及调制解调的基本概念。
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2.1.1 信号的频谱
确值信号的频谱为其傅氏变换：
X () x(t)e jt dt 或
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学习要求
1. 了解信号分类方式，掌握信号频谱与带宽的概念。 2. 了解调制解调的基本原理 3. 了解信道噪声的种类及特点，掌握信道容量公式。 4. 了解各种信道的特点。 5. 了解话音信道传输数据信号的基本要求。 6. 掌握频分复用、时分复用技术的基本原理。 7. 掌握语音压缩比编码和数据压缩编码的基础知识。 8. 掌握数据通信系统同步类型及其实现方式