一、信號(hào)

1．數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào)(調(diào)制解調(diào))

2．摸擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)(調(diào)制解調(diào))

3．數(shù)字信號(hào)表示

二、單信道傳輸

1．串行傳輸和并行傳輸

2．同步傳輸和異步傳輸

3．基帶傳輸和模擬傳輸

三、多信道傳輸

1．多路復(fù)用

2．載波（T1和E1）

3．脈沖

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1．1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)模擬信號(hào)編碼

為了利用廉價(jià)的公共電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，必須將發(fā)送端的數(shù)字信號(hào)變換成能夠在公共電話網(wǎng)上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，經(jīng)傳輸后再在接收端將音頻信號(hào)逆變換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)互換的設(shè)備稱作調(diào)制解調(diào)器(Modem)。公共電話交換網(wǎng)是一種頻帶模擬信道，音頻信號(hào)頻帶為300Hz～3400Hz，而數(shù)字信號(hào)頻寬為0Hz～幾千兆Hz。若不加任何措施利用模擬信道來傳輸數(shù)字信號(hào)，必定出現(xiàn)極大的失真和差錯(cuò)。

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模擬信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)是載波，載波具有三大要素：幅度、頻率和相位，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同要素或它們的組合進(jìn)行調(diào)制。

數(shù)字調(diào)制的三種基本形式：移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法PSK。

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⑴ ?在ASK方式下，用載波的兩種不同幅度來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。ASK方式容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到1200bps的速率。
⑵ ?在FSK方式下，用載波頻率附近的兩種不同頻率來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。在電話線路上，使用FSK可以實(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)到1200bps的速率。
⑶ ?在PSK方式下，用載波信號(hào)相位移動(dòng)來表示數(shù)據(jù)。PSK可以使用二相或多于二相的相移，利用這種技術(shù)，可以對(duì)傳輸速率起到加倍的作用。
⑷?由PSK和ASK結(jié)合的相位幅度調(diào)制PAM，是解決相移數(shù)已達(dá)到上限但還要提高傳輸速率的有效方法。?

1．2模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)

⑴?脈碼調(diào)制PCM。
　　脈碼調(diào)制是以采樣定理為基礎(chǔ)，對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行周期性采樣，利用≥有效信號(hào)最高頻率或其帶寬２倍的采樣頻率，通過低通濾波器從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)。
　　采樣定理表達(dá)公式:Fs(=1/Ts)≥Fmax 或 Fs≥2Bs
　　式中　Ts為采樣周期
　　　　　Fs為采樣頻率
　　　　　Fmax為原始信號(hào)的最高頻率
　　　　　Bs(=Fmax-Fmin)為原始信號(hào)的帶寬

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⑵?模擬信號(hào)數(shù)字化的三步驟
　　1)采樣，以采樣頻率Fs把模擬信號(hào)的值采出；
　　2)量化，使連續(xù)模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間軸上的離散值；
　　3)編碼，將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼。

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1．3數(shù)字信號(hào)表示

數(shù)字信號(hào)可以直接采用基帶傳輸。基帶傳輸就是在線路中直接傳送數(shù)字信號(hào)的電脈沖，它是一種最簡(jiǎn)單的傳輸方式，近距離通信的局域網(wǎng)都采用基帶傳輸。

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a)單極性脈沖??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????? b)雙極性脈沖

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??? c)單極性歸零脈沖????????????????????????????????????????????d)雙極性歸零脈沖

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??????????????????????? e)交替雙極性歸零脈沖????????????????????????????????????f) 曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼

a)單極性不歸零碼，無電壓表示"0"，恒定正電壓表示"1"，每個(gè)碼元時(shí)間的中間點(diǎn)是采樣時(shí)間，判決門限為半幅電平。
　　b)雙極性不歸零碼，"1"碼和"0"碼都有電流，"1"為正電流，"0"為負(fù)電流，正和負(fù)的幅度相等，判決門限為零電平。
　　c)單極性歸零碼，當(dāng)發(fā)"1"碼時(shí)，發(fā)出正電流，但持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)窄脈沖；當(dāng)發(fā)"0"碼時(shí)，仍然不發(fā)送電流。
　　d)雙極性歸零碼，其中"1"碼發(fā)正的窄脈沖，"0"碼發(fā)負(fù)的窄脈沖，兩個(gè)碼元的時(shí)間間隔可以大于每一個(gè)窄脈沖的寬度，取樣時(shí)間是對(duì)準(zhǔn)脈沖的中心。

f) 曼徹斯特編碼（Manchester Encoding），也叫做相位編碼(PE)，是一個(gè)同步時(shí)鐘編碼技術(shù)，被物理層使用來編碼一個(gè)同步位流的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。曼徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)；從低到高跳變表示"0"，從高到低跳變表示"1"。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時(shí)鐘定時(shí)，而用每位開始時(shí)有無跳變表示"0"或"1"，有跳變?yōu)?#34;0"，無跳變?yōu)?#34;1"。

特點(diǎn):

不歸零碼在傳輸中難以確定一位的結(jié)束和另一位的開始，需要用某種方法使發(fā)送器和接收器之間進(jìn)行定時(shí)或同步；歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關(guān)系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。
　　單極性碼會(huì)積累直流分量，這樣就不能使變壓器在數(shù)據(jù)通信設(shè)備和所處環(huán)境之間提供良好絕緣的交流耦合，直流分量還會(huì)損壞連接點(diǎn)的表面電鍍層；雙極性碼的直流分量大大減少，這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸是很有利的。

http://www.huibo.org.cn/NetworkTheory/22.htm?http://baike.baidu.com/view/489804.htm

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2.1串行傳輸和并行傳輸

通俗地講，并行傳輸?shù)耐藩q如一條多車道的寬闊大道，而串行傳輸則是僅能允許一輛汽車通過的鄉(xiāng)間公路。那么，為何現(xiàn)在的串行傳輸方式會(huì)更勝一籌？

并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)向來是提高數(shù)據(jù)傳輸率的重要手段，但是，進(jìn)一步發(fā)展卻遇到了障礙。首先，由于并行傳送方式的前提是用同一時(shí)序傳播信號(hào)，用同一時(shí)序接收信號(hào)，而過分提升時(shí)鐘頻率將難以讓數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序與時(shí)鐘合拍，布線長(zhǎng)度稍有差異，數(shù)據(jù)就會(huì)以與時(shí)鐘不同的時(shí)序送達(dá)另外，提升時(shí)鐘頻率還容易引起信號(hào)線間的相互干擾。因此，并行方式難以實(shí)現(xiàn)高速化。另外，增加位寬無疑會(huì)導(dǎo)致主板和擴(kuò)充板上的布線數(shù)目隨之增加，成本隨之攀升。

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2.2同步傳輸和異步傳輸

⑴?所謂異步傳輸是指字符與字符(一個(gè)字符結(jié)束到下一個(gè)字符開始)之間的時(shí)間間隔是可變的，并不需要嚴(yán)格地限制它們的時(shí)間關(guān)系。異步傳輸將比特分成小組進(jìn)行傳送，小組可以是8位的1個(gè)字符或更長(zhǎng), 每個(gè)小組都要附加 1 位起始位和 1 位停止位,以標(biāo)記一個(gè)字符的開始和結(jié)束，并以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸同步。起始位對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制值 0，以低電平表示，占用 1 位寬度。停止位對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制值 1，以高電平表示，占用 1~2 位寬度。一個(gè)字符占用 5~8位，具體取決于數(shù)據(jù)所采用的字符集。例如，電報(bào)碼字符為 5 位、ASCII碼字符為 7 位、漢字碼則為8 位。此外，還要附加 1 位奇偶校驗(yàn)位，可以選擇奇校驗(yàn)或偶校驗(yàn)方式對(duì)該字符實(shí)施簡(jiǎn)單的差錯(cuò)控制。例如在鍵盤上數(shù)字“1”，按照8比特位的擴(kuò)展ASCII編碼，將發(fā)送“00110001”，同時(shí)需要在8比特位的前面加一個(gè)起始位，后面一個(gè)停止位。

異步傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)比較容易，但卻產(chǎn)生了較多的開銷。在上面的例子，每8個(gè)比特要多傳送兩個(gè)比特，總的傳輸負(fù)載就增加25%。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量很小的低速設(shè)備來說問題不大，但對(duì)于那些數(shù)據(jù)傳輸量很大的高速設(shè)備來說，25%的負(fù)載增值就相當(dāng)嚴(yán)重了。因此，異步傳輸常用于低速設(shè)備。

⑵?所謂同步傳輸是指數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間的時(shí)間間隔是固定的，必須嚴(yán)格地規(guī)定它們的時(shí)間關(guān)系。通常，同步傳輸是以數(shù)據(jù)塊(幀)為傳輸單位。每個(gè)數(shù)據(jù)塊(幀)的頭部和尾部都要附加一個(gè)特殊的字符或比特序列，標(biāo)記一個(gè)數(shù)據(jù)塊(幀)的開始和結(jié)束，一般還要附加一個(gè)校驗(yàn)序列(如16位或32位CRC校驗(yàn)碼)，以便對(duì)數(shù)據(jù)塊(幀)進(jìn)行差錯(cuò)控制。同步傳輸開銷小，例如，一個(gè)典型的幀可能有500字節(jié)（即4000比特）的數(shù)據(jù)，其中可能只包含100比特的開銷。這時(shí)，增加的比特位使傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)增加2.5%，這與異步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著數(shù)據(jù)幀中實(shí)際數(shù)據(jù)比特位的增加，開銷比特所占的百分比將相應(yīng)地減少。另外，幀越大，它占據(jù)傳輸媒體的連續(xù)時(shí)間也越長(zhǎng)。在極端的情況下，這將導(dǎo)致其他用戶等得太久。

同步是指：發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，等接收方發(fā)回響應(yīng)以后才發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包的通訊方式。 ?
異步是指：發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，不等接收方發(fā)回響應(yīng)，接著發(fā)送下個(gè)數(shù)據(jù)包的通訊方式。?

打電話是同步，發(fā)消息是異步。

http://blog.csdn.net/liuyuan_jq/archive/2007/10/18/1831202.aspx

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2.3基帶傳輸和模擬傳輸

基帶傳輸又叫數(shù)字傳輸，是指把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，使用固定的頻率在信道上傳輸。例如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)就是基帶傳輸?shù)摹?和基帶相對(duì)的是頻帶傳輸，又叫模擬傳輸，是指信號(hào)在電話線等這樣的普通線路上，以正弦波形式傳播的方式。我們現(xiàn)有的電話、模擬電視信號(hào)等，都是屬于頻帶傳輸

http://baike.baidu.com/view/783.htm

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3.1多路復(fù)用

多路復(fù)用技術(shù)就是把許多個(gè)單個(gè)信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復(fù)用FDM和時(shí)分多路復(fù)用TDM是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。

頻分多路復(fù)用 FDM技術(shù)原理:

多路原始信號(hào)在步分復(fù)用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊，然后用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)要一個(gè)樣以它的載波頻率為中心的一定帶寬的通道。為了防止互相干擾，使用保護(hù)帶來隔離每一個(gè)通道。

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(a)??? 頻分多路復(fù)用????????????????????????????????? (b)時(shí)分多路復(fù)用

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時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)原理:

若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用，這樣，利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。

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3.2載波(T1和E1)

⑴?T1載波是美國(guó)、加拿大、日本和新加坡使用的標(biāo)準(zhǔn)載波。

T1載波是專用電話連接、時(shí)分多路數(shù)字傳輸設(shè)施。T1 線路實(shí)際上是由24個(gè)單獨(dú)的通道組成的，每個(gè)通道支持 64K 比特/秒的傳輸速度,其中數(shù)據(jù)速率為56Kb/s。

【工作原理】：Bell系統(tǒng)的T1載波利用脈碼調(diào)制PCM和時(shí)分TDM技術(shù)，使24路采樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道。（1）當(dāng)T1系統(tǒng)用于模擬傳輸時(shí)，多路復(fù)用24路話音信道，每條話音信道輸出：7bit數(shù)據(jù)+1bit控制復(fù)用（2）當(dāng)T1系統(tǒng)完全用于數(shù)字傳輸時(shí)，僅23條信道用于數(shù)據(jù)傳輸，第24條信道用于同步模式。
【幀結(jié)構(gòu)】：24路采樣聲音信號(hào)，每路采樣用7位編碼，再加上1位控制信號(hào)（即每路占用8位），24路后再增加1位幀同步位；因此每一個(gè)幀包含 193位，且每一幀用 125us時(shí)間傳送。則：
（1） T1載波支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為1.544Mbps （即 193bit/125us=1.544Mbps)
（2）每個(gè)通道支持 的數(shù)據(jù)速率為 56Kb/s ，傳輸速度為64Kb/s
因?yàn)閭鬏斔俣?/span>= 1.544Mbps/24=64Kb/s；而每路的8位中，只要7位是用于用戶數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)速率=7/8*64=56Kb/s
（3）T1載波開銷所占比例為13% 。
因?yàn)橐粠?/span>193bit中，168bit（24×7）用于用戶數(shù)據(jù)，25bit（193-168）用于開銷。所以開銷所占比例=25bit/193bit≈13%
【其他】： T1 載波開發(fā)于20世紀(jì)60年代，其現(xiàn)在以未屏蔽的雙絞線電纜上，以成對(duì)的方式執(zhí)行全雙工通訊制。T1是4線電路，兩條線用于發(fā)送，兩條線用于接收。T1線路 上電壓為-135V。T1電路可以承載話音或數(shù)據(jù)。它的使用決定了不同的T1業(yè)務(wù)、幀格式和線路格式。T1信號(hào)由100Ω平衡雙絞線傳送。

E1(歐洲國(guó)家)都采用E1載波作為標(biāo)準(zhǔn)載波

E1載波是一種2.048Mbps速率的PCM載波。所謂的同步時(shí)分復(fù)用是：每個(gè)子通道按照時(shí)間片輪流占用帶寬，但每個(gè)傳輸時(shí)間劃分固定大小的周期，即使子通道不使用也不能夠給其他子通道使用。
【幀結(jié)構(gòu)】：每一幀開始處有8位作同步用,中間有8位用作信令,在組織30路8位數(shù)據(jù),全幀包含256位,且每一幀用 125us時(shí)間傳送。(一幀32個(gè)時(shí)隙中，30個(gè)用于用戶數(shù)據(jù)，2個(gè)用于開銷；其中時(shí)隙0和時(shí)隙15是傳輸控制信令用，所以一條E1可以傳30路話音。這里要注意：在路由器上的E1是不能劃分時(shí)隙的，只能做2M線使用）。
（1） E1載波支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為2.048Mbps （即 256bit/125us=2.048Mbps)
（2）每個(gè)通道支持 的傳輸速度（或數(shù)據(jù)速率）為 64Kb/s
因?yàn)槊總€(gè)時(shí)隙在E1幀中占8bit，8*8k=64k，即一條E1中含有32個(gè)64K，則 2.048Mbps/32=64Kb/s
（3）T1載波開銷所占比例為6.25% 。因?yàn)橐粠?/span>32個(gè)時(shí)隙中，30個(gè)用于用戶數(shù)據(jù)，2個(gè)用于開銷。所以開銷所占比例=2/32=6.25%

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?http://files.cnblogs.com/Ewin/數(shù)字模擬信號(hào)單雙信道傳輸.rar

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数字模拟信号 单双信道传输的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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