信號

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信號(Signal)

　　信號是信息的載體，通常是以某種物理量表現出來的。通信技術不同，採用的傳輸信號形式就不同。信號的特性：信號必須是可變化、可觀測和可實現的某種物理量。

　　和其他物理量類似，信號的表現形式很多，通常按以下幾種方法分類。

　　1)按信號形式分類

　　按照信號形式的不同，可將信號分為電信號和光信號。電信號是指以電壓、電流、電磁波等為載體的信號。光信號是指利用光線的強弱變化和有光無光作為載體的信號。

　　光波實際上也是一種電磁波，因此，我們在研究通信技術時，就以電信號為研究對象，所得結論同樣適用於光通信。故除非專門說明，本教材中所用到的信號均指電信號。

　　2)按調製方式分類

　　按照信號是否經過凋制，將信號分為基帶信號和頻帶信號。

　　基帶信號：信號頻譜未經搬移的基本頻帶信號，即直接攜帶信息、能夠直接傳輸的信號。

　　頻帶信號：信號頻譜經過搬移的信號，即經過調製的信號。也就是說，將有用信號調製到另一載波上的信號。

　　基帶信號由於信號未經調製，可以直接發送和接收；而頻帶信號在發送端將基帶信號調製到載波上，使得載波的某一參量隨傳輸信號的變化而變化，接收端則要對其接收的信號進行解調，以便從載波信號中恢復出原始信號。

　　3)按傳輸方式分類

　　按照信號傳輸時採用的介質不同，可以分為有線信號和無線信號。有線信號：在有線通道上傳輸的信號。無線信號：在無線通道上傳輸的信號。通常由於採用的傳輸通道不同，對信號的處理和轉換方法也就不同。

　　4)按信號特點分類

　　依據信號變化是否有周期性可將信號分為周期信號和非周期信號。周期信號：按照一定周期重覆出現的信號。可用f(t)＝f(t+nT)表示周期為了的信號，如正弦信號。非周期信號：不滿足周期信號特征的所有信號稱為非周期信號。

　　5)按信號變化分類

　　依據信號變化是否具有規律性，可將信號分為確定信號和隨機信號。確定信號：信號某些參量具有一定規律性，按照其規律可以預測信號的變化，如正弦信號。隨機信號：信號變化是隨機的，沒有任何規律，如語音信號。當然，從嚴格意義上講，我們要傳輸的信號都是隨機信號，否則，傳輸信號就沒有意義了。

　　6)按信號特征分類

　　依據信號幅值是否連續，可將信號分為模擬信號和數宇信號。

　　信號波形特征可用兩個物理量來表示，即時間和幅值。

　　模擬信號：幅值連續的信號。幅值連續是指在某一取值範圍內，信號可以取無限多個值。另一參量是時間，我們將時間連續的信號稱為連續信號，如圖(a)所示。將時間不連續但幅值仍連續的信號稱為離散信號。由於離散信號的幅值仍然連續，因此，離散信號仍然屬於模擬信號。如圖(b)所示的PAM(Pulse Amplitude Modulation)信號也是模擬信號。

　　數字信號：幅值不連續且只能取有限個值的信號。如圖(c)所示的二進位信號和圖(d)所示的四進位信號都屬於數字信號。

　　簡而言之，數字信號與模擬信號是根據信號幅值是否連續來區分的，雖然兩者有明顯的區別，但在一定條件下可以相互轉換，如我們以前學過的A／D、D／A轉換。

　　雖然信號分類方法較多，信號種類也較多，但在研究數據通信時，通常採用將信號分為模擬信號和數字信號的分類方法。