信號

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信號(Signal)

目錄

信號的概念

  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。

信號的分類[1]

  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。

  Image:模拟信号和数字信号.jpg

  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。

參考文獻

  1. 雷思孝,馮育長,徐英麗,張三紅.高等學校電子信息類規劃教材 電腦數據通信.西安電子科技大學出版社,2006年12月第1版.
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