二、通信信號
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二、通信信號. 一、類比信號 類比信號是指代表消息的電信號及其參數(幅度、頻率或 相位)隨消息連續變化的信號,見圖 1.2 所示。 基本特點是幅度連續,而在時間上可以連續,也可以不連 續,前者稱為連續的類比信號,後者稱為離散的類比信號 ,有的書上又稱這種時間離散而幅值連續的離散類比信號 為抽樣信號,因為它可以通過對連續類比信號進行抽樣而 得到。. 圖 1.2 類比信號. 二、通信信號. 二、數位信號 數位信號與實體信號的對應: 數位信號是指代表消息的電信號不僅在時間上離散,而且 在幅度上也是離散的,例如電報、資料、脈衝編碼調變的

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二、通信信號

一、類比信號

類比信號是指代表消息的電信號及其參數(幅度、頻率或

相位)隨消息連續變化的信號,見圖1.2所示。

基本特點是幅度連續,而在時間上可以連續,也可以不連

續,前者稱為連續的類比信號,後者稱為離散的類比信號

,有的書上又稱這種時間離散而幅值連續的離散類比信號

為抽樣信號,因為它可以通過對連續類比信號進行抽樣而

得到。

圖1.2 類比信號


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二、通信信號

  • 二、數位信號

  • 數位信號與實體信號的對應:

  • 數位信號是指代表消息的電信號不僅在時間上離散,而且

  • 在幅度上也是離散的,例如電報、資料、脈衝編碼調變的

  • 數位電話信號、數位化電視或圖像信號等都是數位信號,

  • 如圖1.3所示。

圖1.3 數位信號


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表1.2 二進位編碼與實體信號狀態的對應關係


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二、通信信號

2.基帶信號與頻帶信號:

數位信號有基帶信號和頻帶信號之分。

人們把需要傳輸的原始消息信號直接用電脈衝來表示,而

這些電脈衝的頻譜通常是從零頻開始的,所以把這類信號

稱為基帶信號,與基帶信號相適應的通道稱為基帶通道。

把基帶信號直接送入通道中進行傳輸的方法叫做基帶傳輸

另一種是借助於正弦波先對信號進行調變,也即先將基帶

信號與正弦信號相乘實現所謂調變過程,然後再傳輸,這

種調變後的信號就叫做頻帶信號,


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二、通信信號

3.基帶數位信號的基本形式:

依據基帶數位信號的物理形式不同,基帶數位信號有不同

的基本形式。如從幅度取值上分類有單極性碼和雙極性碼

之分;從信號電壓或電流是否占滿整個符號的持續期間T

(實際上T為周期)分有歸零碼和不歸零碼兩類。


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表1.3 數位信號的基本形式及其特點


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二、通信信號

三、數位信號的碼型

1.線路傳輸對碼型的要求:

要研究數位信號的碼型,必須首先研究通道的傳輸特性對

碼型選擇的影響,因為不同的碼型具有不同的頻譜結構,

嚴格地說,數位信號的波形與碼型是不同的概念,兩者不

能混淆。

只有設計出合理的數位信號波形和碼型,才能有利於在給

定傳輸特性通道上的進行傳輸。


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二、通信信號

在信號波形和碼形的設計中,要考慮的主要原則有:

(1)頻譜中不存在直流成分。

(2)儘量減少碼型頻譜中的高頻分量。

(3)具有一定的抗干擾能力。

(4)便於時脈信號的提取。

(5)具有較好的傳輸效率。

(6)碼型變換設備簡單,易於實現。


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2. 基帶信號的碼型:

(1) 二元碼:二元碼,顧名思義,是指採用兩個電位編出

來的碼型,基本上是用表1.3中的二進位波形

進行組合和變換派生出來的碼型,所以,它

們基本上保留了原二進位波形的主要特點。

(2)三元碼:在數位基帶信號中,還有一類是三元碼,即

信號幅度的取值有三個:+1,0,1。


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圖1.4 幾個常用的數位信號的碼型


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(3)雙極性碼:

在光纖通信中,由於光源只有發光與不發光兩種狀態,因

而無法得到AMI碼,當光纖通信系統與PCM相連時,需要

將HDB3碼解碼使之變成單極性的“0”、“1”碼。

在光端機中採用適當的變換可以使之成為相當於AMI碼的

單極碼,從而具有AMI的優點,這類碼就稱為偽雙極性碼

表1.4 AMI碼與CMI、DMI碼的變換規則


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(4)mBnB碼:

mBnB碼又稱為分組碼,其特點是把輸入資訊碼流按每m個

位元分組,這裏B即為位元的含義,然後再變換為n個位元

,且n>m。

這種變換意味著在碼流中引入了一定的冗餘度,因此,除

了可以傳原來的資訊外,還可以再傳輸一些附加資訊,如

監控信號,區間通信信號和資料通信信號等,當然也可以

實現不間斷的誤碼監測功能。


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二、通信信號

  • 四、數位信號的傳輸

  • 基帶傳輸

  • :基帶傳輸就是將信號源發出的編碼信號直接送入電路

  • 中進行傳輸的方式。

  • 2.頻帶傳輸

  • :由以上分析可知,要把代表信號源內容的二進位數字

  • 字信號傳輸到遠距離的接收端時,不適宜採用基帶傳

  • 輸方式,這是由於一般長距離的傳輸通道(包括無線

  • 通道)都具有頻帶傳輸特性,因此,在對數位信號做

  • 遠距離傳輸時,必須將數位信號轉換成可在長途通道

  • (例如電話線路)上傳輸的類比信號,這就是數位信

  • 號的頻帶傳輸,又稱載波傳輸。


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圖1.5 數位信號頻帶傳輸系統框圖


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圖1.6 三種調變方式示意圖


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五、字元代碼

1.國際2號電報碼:

國際2號電報碼又稱波多碼(Baudot),是一種5單位代碼

,所謂5單位是指一個字元可用5位元二進位碼表示,例

如字母A可用代碼11000表示。


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表1.7 國際2號電碼編碼表


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2.國際5號代碼:

國際5號代碼是一種7單位代碼,編碼方式見表1.8。

該碼是1963年由美國標準協會最早提出的,故又稱美國

資訊交換用標準代碼,即ASCⅡ碼,後來被國際標準化

組織(ISO)和國際電信聯盟(ITU)組織所採用,修改並發展

成為一種標準的國際通用資訊交換用代碼,其建議版本

號為ITU-T V.3。


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表1.8 國際5號電碼編碼表


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3.擴充的二—十進位碼:

該碼又叫EBCDIC碼,是一種8單位代碼,其功能比國際

5號碼略強。

4.國內通用代碼:

該代碼是中國於1980年根據國際5號碼制定出來的,其國

標為GB1980--80,也是一種7單位代碼。


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三、通信線路

一、通信媒體

1. 明線

:見圖1.8(a)所示,是由電桿支援的、架設在地面上的

一種裸線,是最常見的一種傳輸媒體,常用於早期的

長途線路和市內公用電話、電報網中。

2. 雙絞線

:將一對絕緣線扭絞在一起,擰成螺旋形就構成了雙

絞線,見圖1.8(b)。


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圖1.8(a) 明線

圖1.8(b) 雙絞線


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三、通信線路

3. 同軸電纜

:同軸電纜是由對地不對稱的同軸管構成的一種通信回

路,其內導體是一銅質芯線,外面包有絕緣層和網狀

編織物的外導體遮罩層,最外面是塑膠保護外層,結

構圖如圖1.8(c)所示。

4. 波導

:是由一個中空的金屬管構成的傳輸線,其橫截面可以

是矩形,橢圓形或圓形。


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圖1.8(c) 同軸電纜

圖1.8(d) 光纖


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三、通信線路

5. 光纖

:是一根很細的、可彎曲的、能傳導光束的介質。如圖

1.8(d)所示,光纖是由介質材料組成的三個同心圓柱

:纖芯、包層和外殼。

6. 微波無線電

:是現今所採用的一種主要的長距離傳送介質,地球上

的大氣是傳送電磁波的一條有效途徑,因此它可作為

陸上無線電系統的傳送介質。


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三、通信線路

7.衛星通信

:人造衛星已經成為當代通信的重要傳輸媒體之一。衛

星通信的原理是將衛星發射到赤道上空36,000 km處

的對地靜止軌道上,利用衛星上的通信轉發器接收由

地面站發射的信號,並對信號進行放大變頻後轉發給

其他地面站,從而完成兩個地面站之間的傳輸。

事實上,一顆通信衛星就是一個微波中繼站。


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三、通信線路

二、電路類型

1. 二線與四線電路

:一般來說,用戶終端(語音或資料的)和市內端局之

間的用戶環路是二線電路,這種電路結構有平衡型的

,也有非平衡型的。  四線電路則用於端局間的長距離傳輸,常用二線來區

分發送方與接收方資訊。

2. 交換電路

:交換電路是指在公用電話網、公用用戶電報網或公用

資料網上所提供的電路。


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三、通信線路

3.專線電路

:專線是指通信網中專供某個部門、某個單位或某個

人專門使用的永久性電路,是在兩端之間構建的直

通線。


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三、通信線路

三、多工方式

用一對傳輸線傳送幾路或多路資訊的方法稱為多工。

多工的概念是從提高通信的有效性角度提出來的,其主

要目的是為了有效地利用頻寬。

實際通信中,隨著通信技術和元件的發展,多工技術也

得到了發展,出現了

分波多工(DWM:Wave-length Division Multiplexing) 、

分碼多工技術(CDMA:Coding Division Multiplexing

Access)等。


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圖1.9 多工的基本原理示意圖


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三、通信線路

1.分頻多工(FDM)

:分頻多工是最早的多工技術,它應用於類比通道中,

其基本概念是在一對傳輸線上同時傳送多路信號。2.固定分時多工(FTDM)

:固定分時多工技術的原理也就是早期的分時多工技術

原理,其基本思想是將每個信號在時間上分時採樣,

使之互不重疊。

3.統計分時多工(STDM)

:根據用戶的實際需要來分配通道的分時多工方法叫做

統計分時多工。


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圖1.10 分頻多工原理


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圖1.11 分時多工原理


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圖1.12 統計分時多工的原理圖


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三、通信線路

4.分波多工(WDM)

:分波多工是把光波長分割多工,在一根光纖中同時

傳輸多波長光信號的一項技術。

5.分碼多工(CDMA)

:CDMA的原理是基於碼型來分割通道的,它利用各

路信號在碼型結構上的正交性來實現多路信號互不

混淆和互不干擾情況下的共同傳輸。


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