China-bub.com 第2章数据通信基础知识 27 下载 总之，数字通信的优点是主要的。特别是随着微波、卫星、光纤等高带宽信道的广泛使用 数字通信的缺点也越来越不明显，数字通信将是现代通信系统的一个重要发展方向。 2.2数据通信基础理论 这一节的主要目的是讨论数据通信涉及的理论基础，主要内容包括信号的频谱与带宽、信 道的截止频率与带宽以及信道所能支持的最大数据传输率。 2.2.1信号的频谱与带宽 信号是数据的电磁编码，信号中包含了所要传递的数据。信号一般以时间为自变量，以表 示消息（或数据）的某个参量（振幅、频率或相位）为因变量。信号按其自变量时间的取值是 否连续，可分为连续信号和离散信号；按其因变量的取值是否连续，又可分为模拟信号和数字 信号。 信号具有时域和频域两种最基本的表现形式和特性。时域特性反映信号随时间变化的情况。 频域特性不仅含有信号时域中相同的信息量，而且通过对信号的频谱分析，还可以清楚地了解 该信号的频谱分布情况及所占有的频带宽度。为了得到所传输的信号对接收设备及信道的要求 只了解信号的时域特性是不够的，还必须知道信号的频谱分布情况。信号的时域特性表示出信 号随时间变化的情况。如正弦信号就可以表示为： f(r)=A Sin(2+0) 这个正弦信号的振幅为A,频率为了，初始相位为6。幅度、频率以及相位是周期信号∫()的3 个重要特性。信号的频域特性表示出了信号包含的各个频率分量和它们的幅度相位的关系，即 信号随频率变化的情况。法国伟大的数学家吉·傅立叶已经证明：任何一个周期为T的函数∫() 都是由无穷多个正弦函数和余孩函数合成 f(r)=C/2+(a,Sin2znf+b.Cos2)=A.Cos(2+0) 其中： a,=2/osm2) a.-Cos(2xnfdn) c=ffu)dr A=底+医 B.arcig(b./a. 此处f=1/T是基频，a,和b,是n次正弦谐波和余弦谐波的振幅。 在分析信号f(0)的频谱时，只要求出A。、日之值便可确定∫()所对应的频率分量的幅度和相位。 我们常把∫()各次谐波的振幅A,按照频率高低依次排列起来所形成的谱状图形称为信号〔)的频 谱，而信号频谱所覆盖的频率范围称为信号的绝对带宽(bandwidth)。由于信号中的大部分能量总之，数字通信的优点是主要的。特别是随着微波、卫星、光纤等高带宽信道的广泛使用， 数字通信的缺点也越来越不明显，数字通信将是现代通信系统的一个重要发展方向。 2.2 数据通信基础理论 这一节的主要目的是讨论数据通信涉及的理论基础，主要内容包括信号的频谱与带宽、信 道的截止频率与带宽以及信道所能支持的最大数据传输率。 2.2.1 信号的频谱与带宽 信号是数据的电磁编码，信号中包含了所要传递的数据。信号一般以时间为自变量，以表 示消息（或数据）的某个参量（振幅、频率或相位）为因变量。信号按其自变量时间的取值是 否连续，可分为连续信号和离散信号；按其因变量的取值是否连续，又可分为模拟信号和数字 信号。 信号具有时域和频域两种最基本的表现形式和特性。时域特性反映信号随时间变化的情况。 频域特性不仅含有信号时域中相同的信息量，而且通过对信号的频谱分析，还可以清楚地了解 该信号的频谱分布情况及所占有的频带宽度。为了得到所传输的信号对接收设备及信道的要求， 只了解信号的时域特性是不够的，还必须知道信号的频谱分布情况。信号的时域特性表示出信 号随时间变化的情况。如正弦信号就可以表示为： f (t) =A Sin ( 2 ft + ) 这个正弦信号的振幅为 A，频率为f，初始相位为 。幅度、频率以及相位是周期信号 f (t)的3 个重要特性。信号的频域特性表示出了信号包含的各个频率分量和它们的幅度相位的关系，即 信号随频率变化的情况。法国伟大的数学家吉·傅立叶已经证明：任何一个周期为 T的函数f (t) 都是由无穷多个正弦函数和余弦函数合成： 其中： 此处f = 1/T是基频，an和bn是n次正弦谐波和余弦谐波的振幅。 在分析信号f (t)的频谱时，只要求出An、 n之值便可确定f (t)所对应的频率分量的幅度和相位。 我们常把f (t)各次谐波的振幅 An按照频率高低依次排列起来所形成的谱状图形称为信号 f ( t )的频 谱，而信号频谱所覆盖的频率范围称为信号的绝对带宽（ b a n d w i d t h）。由于信号中的大部分能量 an = 2 T f(t)Sin(2pnftdt) 0 T ò an = 2 T f(t)Cos(2pnftdt) 0 T ò C = f(t)dt 0 T ò An = an 2 +bn 2 n = arctg(bn / an ) f(t) = C/ 2+ (anSin2pnft +bn Cos2pnft) = An Cos(2pnft + n) n=0 ¥ å n=1 ¥ å 第2章第数据通信基础知识第第2 7 下载