第三章-信号的传输技术要点分析.ppt

通信导论 信息与通信工程学院 第三章 信号的传输技术 传输技术概述 模拟信号的调制传输 数字信号的基带传输 数字信号的调制传输 光信号的传输 传输技术的发展 传输的定义：根据国际电信联盟(ITU-T)的定义，传输是指通过物理介质传播含有信息的信号的过程，是一个在通信网中的各节点之间转移信息的过程。 传输网的定义：传输网是在各网络节点之间运送信息的网络功能资源。 传输技术的发展历史 传输技术的发展 19世纪末发明了用电信号来模拟语音信号并进行远距离传输，出现了电话以及话音传输技术。 20世纪60年代，均采用模拟话音传输技术；（单路-频分复用、双绞线-同轴电缆） 60年代末到80年代：PCM技术的发展，出现了数字传输技术，替代了模拟传输技术。 光纤传输技术的发展，属于数字传输技术范畴。 传输技术的发展 模拟话音传输技术 一对线路传输一路话音(双绞线) FDM多路载波传输(同轴电缆) 数字传输技术 PCM数字传输技术 (双绞线、同轴电缆和无线传输) 光传输技术 调制技术的概念 调制：按原始信号的变化规律去改变载波信号的某些参数的过程； 目的：把输入信号变换为适合于通过信道传输的波形； 调制的功能 模拟/数字信号－〉模拟传输的方法，实质上是频率变换过程； 实现信道复用； 适合传输，提高抗干扰性。 不关心信息的内容，只是变换传输方式。 调制技术的概念 调制技术的概念 调制系统的模型 m(t):源信号 C(t):载波信号 S(t):已调信号 调制技术的分类 从不同的角度，调制技术可以按以下几个角度进行分类： 按m(t)的性质分类 模拟调制: m(t)是连续信号； 数字调制: m(t)是离散信号。 按C(t)的性质分类 连续波调制: C(t)是连续信号； 脉冲调制: C(t)是脉冲信号，如周期矩形脉冲序列。 调制技术的分类(续) 从不同的角度，调制技术可以按以下几个角度进行分类： 按调制器的功能分类 幅度调制，用m(t)改变C(t)的幅度； 频率调制, 用m(t)改变C(t)的频率; 相位调制,用m(t)改变C(t)的相位。 按调制器传输函数的性质分类 线性调制：调制前、后的频谱吴线性搬移关系； 非线性调制：无上述关系，且调制后的频诺产生许多新成分。 模拟信号的调制传输 基本概念 幅度调制 频率调制 相位调制 模拟调制的基本概念 模拟调制的定义 当源信号是模拟信号且被改变的载波信号的参数也是连续变量时，即称为模拟调制。 模拟调制的常见种类 幅度调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM) 幅度调制 基本原理 幅度调制信号的时域特征 幅度调制是正弦载波信号的幅度随调制信号做线性变化的过程。 基带信号：m(t) 载波信号：S(t)=Acos(ωct+φ0) 调制信号：Sm(t)=Am(t)cos(ωct+φ0) 幅度调制 幅度调制(续) 幅度调制信号的频域特征 幅度调制信号的频谱是基带信号频谱在频域内的简单搬移 基带信号:M(ω) 载波信号:S(ω)=A/2[δ(ω–ωc)+δ(ω+ωc)] 调制信号： Sm(ω)=F[Sm(t)]=A/2[M(ω–ωc)+M(ω+ωc)] 幅度调制(续) 幅度调制的一般模型 一个相乘器 一个冲激响应为h(t)的带通滤波器 说明：冲激响应h(t)不同，输出信号就具有不同的边带 频率调制 调制原理 是已调信号的瞬时角频率受基带信号的控制而改变的调制过程，调频信号的瞬时频率与基带信号呈线性关系。 相位调制 调制原理 是已调信号的瞬时相位受基带信号的控制而改变的调制过程，调相信号的幅度和角频率对于载波保持不变，瞬时相位偏移与基带信号呈线性关系。 数字信号的基带传输 数字基带传输概述 数字基带传输的码形设计 数字基带传输的波形设计 数字基带传输概述 数字基带传输系统 数字基带信号 定义：来自数据终端的、未经过调制的信号 特点：包含丰富的低频分量，甚至直流分量 数字基带传输 定义：直接传输数字基带信号 适用：具有低通特性的有线信道，传输距离 不太远的情况 数字基带传输概述(续) 应用：利用对称电缆构成的近距离数据通信系统，例如以太网 数字基带传输概述(续) 数字基带传输系统的基本组成 数字基带传输概述(续) 数字基带传输的基本波形：数字基带信号的类型有很多．常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等，其中最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。 单极性不归零波形 双极性不归零波形 单极性归零波形 双极性归零波形 差分波形 多电平波形 数字基带传输概述(续) 数字基带传输的码形设计 为什么要进行传输码型设计？ 因为并不是所有信息码的电信号波