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1.3 数字信号频带传输. 数字信号的 频带 传输,就是指以载波(正弦)信号传输数字信息的传输形式。 1.3.1 数字 信号 调制的原理. 1 0. ?. 脉冲方波含丰富频率成分,在有限带宽信道传递,不同频率成分衰减、延迟不一致。载波频率成分单纯。 采用不同频率载波信号,通过频率迁移,实现多路复用,即在带宽大的信道传输多路信号,有利于资源利用。 传输需要(如无线发射)。 实际中,数字信号频带传输被普遍采用。. 正弦载波. 幅度. 频率. 初相位. 用正弦波作载波,调制信号为数字信号的调制方式称为连续波数字调制。.
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1.3 数字信号频带传输 数字信号的频带传输,就是指以载波(正弦)信号传输数字信息的传输形式。 1.3.1数字信号调制的原理 1 0 ?
脉冲方波含丰富频率成分,在有限带宽信道传递,不同频率成分衰减、延迟不一致。载波频率成分单纯。脉冲方波含丰富频率成分,在有限带宽信道传递,不同频率成分衰减、延迟不一致。载波频率成分单纯。 • 采用不同频率载波信号,通过频率迁移,实现多路复用,即在带宽大的信道传输多路信号,有利于资源利用。 • 传输需要(如无线发射)。 • 实际中,数字信号频带传输被普遍采用。
正弦载波 幅度 频率 初相位 用正弦波作载波,调制信号为数字信号的调制方式称为连续波数字调制。
1)二进制幅移键控(2ASK,Amplitude Shift Key) 在幅度键控中载波幅度是随着调制信号而变化的。最简单的形式是在单极性二进制数字信息序列的控制下,为1时发送载波,为零时不发送载波. 调制信号 g(t)为基带信号波形; Tb为码元间隔;an为发送数字序列的第n个二进制信息码元。 已调信号 ASK 与 AM 有什么不同?
2)二进制频移键控(2FSK) 载波的幅度不变,频率随an在两个频率中变化,用两个不同的频率携带传递二进制数字信息,当发送“1 ”时对应于某个载波频率c1,发送“0”时对应于另一个载频c0 。 已调信号
3)二进制相移键控(2PSK) 载波的幅度、频率不变,用两个不同的起始相位来携带传递二进制数字信息,当发送“1 ”时用一个起始相位(如0相0°);发送“0”时对应于另一个起始相位(π相(180°) 。 已调信号
1.3.2数字信号调制的实现方法 调制实现电路(以2FSK为例)
解调方法 包络检波 相干解调
e (t)c(t) =s(t) cos(ωc t +θc) cos(ω' t+θ ) =0.5 s(t)cos[(ωc - ω') t- θc- θ] +0.5 s(t)cos[(ωc +ω') t+ θc+θ] 经LPF后得 0.5 s(t)cos[(ωc - ω') t- θc- θ] 相干条件为 ω c = ω ‘ θc =θ
180 0 180 0 1.3.3多进制联合调制 M进制数字调制中,每个符号可以携带L=log2M比特信息,因此,在相同的信道码元传输速率下,多进制系统的信息传输速率比二进制系统提高了log2M倍 以PSK为例 2PSK 4PSK 8PSK
32QAM 128QAM
V.29 (7200bps/2400baud) V.29 (9600bps/2400baud)
扰动 信号点之间的距离d (设信号最大幅度为1) 16PSK d=2/sin(π/16) =0.39 16QAM d=21/2 /(161/2 –1) =0.47
最大功率/平均功率比 16PSK 1 0dB 16QAM 1.8 2.55dB 故16QAM较16PSK抗扰性能优 有证明 16QAM 较最佳结构差0.5dB
1.3.4几种网络接入形式的调制 1.电话Modem • 电话线路传送数据,300~3400Hz 频带。 • V建议(CCITT),早期的的速率的一般传送1200b/s以下,采用FSK方式。 • 如2400b/s Modem (V.26建议) • 采用四相调制,,载频为1800Hz,2400b/s, fs=1200Hz, fN=600Hz,信号带宽处在600Hz~3000Hz • 一般可以采用四线制。 • 半双工方式 • 全双工方式要采用回波抵消
电话 交换机 交换机 电话 计算机 计算机 • V.22 600 1200bps 4-FSK • V.26 1200 2400bps 4-PSK • V.27 1600 4800bps 8-PSK • V.29 2400 9600bps 16-QAM • V.32 2400 14.4kbps 64-QAM 2400 19.2kbps 256-QAM • V.34 3200 28.8kbps 512QAM
电话 交换机 计算机 计算机 2.ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) xDSL(xxx Digital Subscriber Line) ADSL是在现有双绞线上传送高速非对称数字信号的一种技术,它可以在一对双绞线上传送下行达到8mb/s,上行几kb/s,距离到几公里。
话音 上行 下行 1.1MHz ADSL 带宽与利用 1.1MHz 离散多频音调制 DMT将1.1MHz带宽分为256个子信道,每信道4.3125kHz.信道内采用QAM。其中下行用218个信道,数据传输率可望达到8Mbps.
ADSL可望达到 上行 640kbps 下行 8Mbps (9000ft) 384k 2M (18000ft) ADSL较电话Modem在传输速度上有很大提高,实现了窄带向宽带的转变。
3.线调制解调器(Cable Modem) Cable Modem是在 HFC网络上工作,而 HFC网络传输部分采用光纤,配线及接入线部分充分利用已有的CATV同轴电缆网,以提供宽带接入。
Cable Modem下行数据占用550~860MHz之间的一个8MHz的频段。一般采用64QAM调制方式,速率可达40Mb/s;上行数据占用5~42MHz之间的一个8MHz的频段。一般采用抗噪声能力较强的QPSK调制方式,速率可达10Mb/s。
Cable Modem方式有关指标 下行码流射频信道宽度8MHz频率范围90to860MHz调制方式64QAMor256QAM数据率36MbPsor48Mbps前向纠错ReedS010mon 上行码流 射频信道宽度 200KHz—3.2MHz频率范围 5-42MHz调制方式 QPSKorl6QAM数据率 0.3Mbpsor10Mbps前向纠错 ReedS010mon 频率范围:91-857MHz 信道带宽:6MHz (制式有关)调制:64QAM或256QAM 码元速率:5.056Msym/s或5.361MSym/s 信息比特速率:23.96Mbps或30.8Mbps 频率范围:5-42MHz 信道带宽:200-3,200KHz 调制:QPSK或16QAM 码元速率:160-2.560Ksym/Sec Cable Modem特点及问题 1。可利用带宽较大 2。性价比较好 3。往往需要对单向电视网络做双向改造 4。共用媒体,用户实际带宽有限。