【计算机网络】物理层 : 调制 ( 数字数据 调制 模拟信号 | 调幅 | 调频 | 调相 | 调幅 + 调相 QAM | 计算示例 | 模拟信号 调制为 模拟信号 )
文章目录
- 一、 数字数据调制技术
- 二、 调幅
- 三、 调频
- 四、 调相
- 五、 QAM 调制 和 计算示例
- 六、模拟信号 调制为 模拟信号
一、 数字数据调制技术
数字数据调制 技术 :
① 调制 : 发送端 将 数字信号 转为 模拟信号 ;
② 解调 : 接收端 将 模拟信号 转为 数字信号 ;
调制 技术 :
- 调幅
- 调频
- 调相
二、 调幅
调幅 ( ASK ) : 000 对应没有幅度 , 111 对应有幅度 ;
三、 调频
调频 ( FSK ) : 000 对应较低的频率 , 111 对应较高的频率 ;
调频示例说明 : 上图示例说明 ;
- 低频波形 : 000 对应着 一个时钟周期内震动两个波形 , 波形比较稀疏 , 频率较低 ;
- 高频波形 : 111 对应着 一个时钟周期内震动四个波形 , 波形比较稠密 , 频率较高 ;
四、 调相
调相 ( PSK ) : 对于相位的调制 , 000 对应余弦波 , 111 对应正弦波 ;
五、 QAM 调制 和 计算示例
调幅 + 调相 结合在一起使用的调制方法 是 QAM 调制 ;
QAM 调制示例 :
- 信道波特率 : 120012001200 Baud ;
- 相位个数 : 444 个
- 振幅个数 : 444 种
- 计算信息传输速率 ???
先计算每个码元携带的信息量 : 调相 + 调幅 结合使用 ; 有以下两种理解方式 ;
- 每个码元有 444 个相位 , 每个相位可以有 444 种振幅 , 那么每个码元有 4×4=164 \times 4 = 164×4=16 种不同的取值 ;
- 每个码元有 444 个振幅 , 每个振幅可以有 444 种相位 , 那么每个码元有 4×4=164 \times 4 = 164×4=16 种不同的取值 ;
使用奈氏准则计算信息传输速率 :
奈氏准则计算公式为 : 理想低通信道信息极限传输速率=2Wlog2V比特/秒理想低通信道信息极限传输速率 = 2 W log_2V \ 比特/秒理想低通信道信息极限传输速率=2Wlog2V 比特/秒
2W2W2W 是码元速率 , WWW 是带宽 , 其中码元速率已经给出 , 是 1200 波特 , 直接使用即可 , 这里计算下每个源码携带的信息量 , 是 log216=4log_216 = 4log216=4 比特 ;
计算过程 : 2Wlog2V=1200×log216=4800b/s2W log_2V = 1200 \times log_216 = 4800 b/s2Wlog2V=1200×log216=4800b/s
信息传输速率是 4800b/s4800 b/s4800b/s ;
六、模拟信号 调制为 模拟信号
模拟信号 调制为 模拟信号 :
为了 实现 信号传输 的 有效性 , 可能需要以 较高的频率 传输信号 ;
提高 信号频率 的同时 , 还可以使用 频分复用技术 , 充分利用 带宽 资源 ;
"模拟信号 调制为 模拟信号" 示例 :
电话机 与 本地交换机 之间传输的信号 , 就是 将 模拟信号 调制后的 模拟信号 ;
前者是 模拟的声音信号 ( 低频信号 ) , 后者是 模拟的载波信号 ( 高频信号 ) ;
人说话的声音 , 声带振动的频率很低 , 几十到几百赫兹 ; 电磁波的信号 都是百万赫 , 吉赫兹 级别的 ;
使用电磁波传输声音 , 需要将频率提高 几百到几万倍不等 ;
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