店鋪： 磐恒誌行圖書專營店
齣版社： 機械工業齣版社
ISBN：9787111444350
商品編碼：29424720794
叢書名： 數字通信 (原書第3版)
齣版時間：2014-01-01
具體描述
| 書 名: | 【正版】數字通信(原書第3版)|3768925 |
| 圖書定價: | 119元 |
| 作 者: | (英)Ian A.Glover;Peter M.Grant |
| 齣 版 社: | 機械工業齣版社 |
| 齣版日期: | 2014/1/1 0:00:00 |
| ISBN 號: | 9787111444350 |
| 開 本: | 16開 |
| 頁 數: | 759 |
| 版 次: | 1-1 |
| Ian A.Glover現為斯特斯剋萊德大學電子與電氣工程係教授，曾先後在布拉德福德大學和巴斯大學任教。 Peter M.Grant現為愛丁堡大學電子工程係教授，曾於2002年至2008年擔任愛丁堡大學工程與電子學院院長。他還是斯坦福大學的客座教授和MIT林肯實驗室的訪問學者。2004年，由於在CDMA接收器設計和自適應濾波器方麵的傑齣工作，他獲得瞭英國電機工程師學會的“法拉第奬章”。 |
| 《數字通信(原書第3版)》介紹現代數字通信係統的工作原理與性能。主要內容包括信號、噪聲與係統的性質以及有關的數學模型的概述，確保數字通信係統性能良好所需采用的模數轉換、編碼與調製技術，噪聲的物理特性以及單級或多級傳輸鏈路末端的CNR的預測，通信係統的計算機仿真，同時還討論瞭現代數字電話、陸地和衛星微波係統、蜂窩移動無綫係統、視頻編碼係統以及交換技術與電信網等。在第3版中，內容與當前的更加保持同步，著重反映瞭數字通信領域近5年的發展成果，特彆是第21章介紹網絡內容時新增瞭FDDI、DQDB、MIMO、UWB等內容。 《數字通信(原書第3版)》可作為通信工程、電子與電氣工程等專業的本科生或研究生教材，也可供通信工程技術人員參考。 |
《數字通信(原書第3版)》 譯者序 前言 緻謝 第1章 數字通信概述 1 1.1 電子通信 1 1.2 信源與信宿 4 1.3 數字通信設備 5 1.4 無綫電接收機 6 1.5 信號傳輸 7 1.6 交換與網絡 11 1.7 數字通信的優勢 11 1.8 小結 12 部分 信號與係統理論 第2章 周期信號與瞬態信號 14 2.1 概述 14 2.2 周期信號 14 2.3 瞬態信號 29 2.4 功率譜與能量譜 43 2.5 廣義正交函數展開 44 2.6 相關函數 51 2.7 小結 54 2.8 習題 55 第3章 隨機信號與噪聲 57 3.1 概述 57 3.2 概率理論 57 3.3 隨機過程 73 3.4 小結 81 3.5 習題 81 第4章 綫性係統 85 4.1 概述 85 4.2 綫性係統 85 4.3 綫性係統的時域描述 88 4.4 頻域描述 92 4.5 因果性與希爾伯特變換 94 4.6 隨機信號與綫性係統 96 4.7 非綫性係統與隨機變量的變換 100 4.8 小結 102 4.9 習題 103 第二部分 數字通信原理 第5章 采樣、多路復用與PCM 108 5.1 概述 108 5.2 脈衝調製 108 5.3 采樣 109 5.4 模擬脈衝多路復用 117 5.5 量化PAM 120 5.6 信號與量化噪聲之比（SNqR） 121 5.7 脈衝編碼調製 122 5.8 帶寬壓縮技術 129 5.9 小結 136 5.10 習題 136 第6章 基帶傳輸與綫路編碼 138 6.1 概述 138 6.2 基帶中心點檢測 138 6.3 多中繼段係統的誤差纍積 143 6.4 綫路編碼 145 6.5 多路復用電話 151 6.6 數字信號再生 151 6.7 符號同步恢復 156 6.8 中繼器設計 158 6.9 本地環路數字傳輸 159 6.10 小結 161 6.11 習題 162 第7章 判決理論 163 7.1 概述 163 7.2 先驗概率、條件概率與後驗概率 164 7.3 符號轉移矩陣 164 7.4 貝葉斯判決準則 166 7.5 奈曼-皮爾遜判決準則 171 7.6 小結 171 7.7 習題 172 第8章 發送與接收的濾波 173 8.1 概述 173 8.2 發送的脈衝成形技術 173 8.3 接收的脈衝濾波 185 8.4 根升餘弦濾波 196 8.5 均衡 197 8.6 小結 199 8.7 習題 200 第9章 信息論、信源編碼與加密 202 9.1 概述 202 9.2 信息與熵 202 9.3 條件熵與冗餘 204 9.4 由噪聲引起的信息損失 206 9.5 信源編碼 209 9.6 變長編碼 211 9.7 信源編碼舉例 213 9.8 數據加密 220 9.9 認證 238 9.10 完整性 238 9.11 數字簽名 238 9.12 小結 238 9.13 習題 240 第10章 差錯控製編碼 242 10.1 概述 242 10.2 漢明距離和碼字的碼重 244 10.3 (n, k)分組碼 244 10.4 n位碼字的差錯概率 247 10.5 綫性成組碼 247 10.6 分組碼的近鄰域解碼 248 10.7 伴隨式解碼 249 10.8 循環碼 252 10.9 捲積碼的編碼 256 10.10 捲積碼的Viterbi譯碼 257 10.11 實際編碼器 260 10.12 鏈接編碼和turbo碼 262 10.13 小結 267 10.14 習題 268 第11章 載波信號的帶通調製 270 11.1 概述 270 11.2 頻譜效率與功率效率 270 11.3 二進製中頻調製 270 11.4 提高頻譜效率的調製技術 284 11.5 功率高效的調製技術 304 11.6 數據調製解調器 311 11.7 小結 312 11.8 習題 313 第12章 係統噪聲與通信鏈路預算 315 12.1 概述 315 12.2 噪聲的物理特性 315 12.3 係統噪聲計算 323 12.4 無綫通信鏈路預算 329 12.5 光導縴維傳輸鏈路 341 12.6 小結 347 12.7 習題 348 第13章 通信係統仿真 350 13.1 概述 350 13.2 等效復基帶的錶示 351 13.3 采樣和量化 358 13.4 信號、噪聲和係統的建模 360 13.5 時域和頻域間的變換 367 13.6 離散圓周捲積 376 13.7 BER估計 378 13.8 小結 385 第三部分 應 用 第14章 定點微波通信 388 14.1 概述 388 14.2 陸地微波鏈路 388 14.3 定點衛星通信 403 14.4 小結 426 14.5 習題 427 第15章 移動無綫通信與蜂窩 第15章 無綫通信 430 15.1 概述 430 15.2 移動無綫鏈路預算和信道特性 431 15.3 英國蜂窩無綫通信 436 15.4 數字TDMA陸地蜂窩係統 441 15.5 碼分多址接入 444 15.6 移動衛星係統 454 15.7 第三代移動蜂窩標準 457 15.8 小結 460 15.9 習題 461 第16章 視頻傳輸與存儲 462 16.1 概述 462 16.2 彩色錶示 462 16.3 傳統電視傳輸係統 463 16.4 高清晰度電視 466 16.5 數字視頻 467 16.6 視頻數據壓縮 468 16.7 壓縮標準 470 16.8 數字視頻廣播 477 16.9 分組視頻 477 16.10 其他多媒體業務 478 16.11 小結 479 16.12 習題 480 第四部分 網 絡 第17章 網絡應用、拓撲和體係結構 482 17.1 概述 482 17.2 網絡應用 482 17.3 網絡功能 483 17.4 網絡分類 484 17.5 交換網絡拓撲結構和錶示方法 485 17.6 一般網絡交換方法 487 17.7 廣播網絡的拓撲結構 490 17.8 傳輸介質 492 17.9 網絡互連 492 17.10 用戶和供應商的網絡觀點 494 17.11 麵嚮連接服務和無連接服務 495 17.12 分層網絡體係結構 496 17.13 小結 500 17.14 習題 500 第18章 網絡協議 502 18.1 概述 502 18.2 物理層 502 18.3 數據鏈路層 506 18.4 網絡層 523 18.5 傳輸層 536 18.6 會話層 541 18.7 錶示層 545 18.8 應用層 547 18.9 非OSI協議簇 548 18.10 小結 548 18.11 習題 549 第19章 基於排隊論的網絡性能分析 551 19.1 概述 551 19.2 M/M/1隊列 554 19.3 M/M/1/N隊列 557 19.4 M/M/N/K/K隊列：移動通信 19.4 係統中的排隊行為 567 19.5 小結 569 19.6 習題 570 第20章 交換網絡與廣域網 572 20.1 概述 572 20.2 WAN的特點與分類 572 20.3 圖論在核心網絡中的應用 575 20.4 英國公共網絡 581 20.5 多路復用 585 20.6 電路交換 601 20.7 分組交換 615 20.8 ISDN 620 20.9 信令 624 20.10 異步傳輸模式和寬帶ISDN 627 20.11 接入技術 632 20.12 小結 655 20.13 習題 656 第21章 廣播網絡與局域網 659 21.1 概述 659 21.2 LAN拓撲結構 659 21.3 LAN協議簇 659 21.4 常見的有綫LAN標準 662 21.5 無綫LAN 675 21.6 城域網 688 21.7 無綫個人區域網絡 695 21.8 傢庭網絡技術 706 21.9 居民區網關 708 21.10 小結 709 21.11 習題 711 附錄A 712 附錄B 715 附錄C 716 附錄D 717 縮寫詞 718 符號 737 特殊函數 740 標準 741 WWW網址 743 參考資料 744 |
| 第1章數字通信概述 1.1電子通信 曆史、現狀與未來 通信可以定義為信息的傳遞或交換[Hanks]，電信即本書所討論的較專主題，是指在沒有人工輔助就無法到達的更遠距離上的通信。目前，這類人工輔助手段通常采用電子形式或光的形式，通信是通過在電綫、光縴中傳輸信號完成的，或者利用電磁波在大氣空間中的無綫傳輸完成的。 在現代生活中，人們需要可靠、經濟且高效的通信方式。我們利用通信係統，特彆是公眾交換電話網（public switched telephone network，PSTN）及其擴展的蜂窩係統與世界各地的人們進行通信。電話是點對點通信的一個實例，通常包括雙嚮的信息流。（一般）僅包括單嚮信息流的另一類通信係統有無綫電廣播和電視，在這類係統中，信息由一個特定的位置發齣，但可以在許多不同的位置利用許多獨立的接收機接收信息，這是點對多點通信的實例。 目前，通信係統的應用非常廣泛。例如，為瞭確定機動車的位置或引導並控製其運動方嚮，可以利用導航係統在發射機和接收機之間傳遞信號，諸如列車等有軌機動車的信令係統也是簡單的通信係統。 通信係統的所有早期形式（例如烽火信號、旗語等）均采用數字通信的形式。電子通信的早形式——電報是在19世紀30年展起來的，見錶1-1所示。電報同樣是數字通信，因為電綫中傳輸的信號被限製為4種類型，即錶示字母錶中摩爾斯編碼字母的點和劃，字母空格以及單詞空格。在19世紀70年代，亞曆山大·格雷厄姆·貝爾（Alexander Graham Bell）發明瞭聲換能器，將語音直接轉換為（模擬）電信號，使模擬通信成為可能。 該項發明很快帶來瞭傳統電話的發展，無綫電通信開始於馬可尼（Marconi）獲得個無綫電報係統專利的世紀之交，之後很快進行瞭次無綫電報的演示。1918年，阿姆斯壯（Armstrong）發明瞭超外差無綫電接收機，至今仍然是現代無綫電接收設備的重要組成部分。20世紀30年代，Reeves提齣瞭脈衝編碼調製（pulse code modulation，PCM），奠定瞭當今幾乎所有數字通信係統的基礎。 錶1-1給齣瞭一個半世紀以來電子通信發展曆程中的一些重大事件。第二次世界大戰目睹瞭幾乎所有工程和技術領域的飛速發展，其中電子和通信受益巨大，並且建立起一門新興的交叉學科——雷達。 錶1-1電子通信發展曆史中的重大事件 年份 事件 發 明 人 信息 1837 有綫電報成熟 摩爾斯（Morse） 數字 1875 發明電話 貝爾（Bell） 模擬 1887 無綫電報 馬可尼（Marconi） 數字 1897 步進式自動交換機 史端喬（Strowger） 1905 演示無綫電話 費遜登（Fessenden） 模擬 1907 個正規的無綫電廣播 美國（USA） 模擬 1918 發明超外差無綫電接收機 阿姆斯壯（Armstrong） 模擬 1928 演示電視 Farnsworth 模擬 1928 電報信號傳輸理論 奈奎斯特（Nyquist） 數字 （續） 年份 事件 發 明 人 信息 1928 信息傳輸 哈特雷（Hartley） 數字 1931 電傳打字機 數字 1933 演示頻率調製 阿姆斯壯（Armstrong） 模擬 1937 提齣PCM（脈衝編碼調製） Reeves 數字 1939 話音編碼器 達德利（Dudley） 模擬 1939 商業電視廣播 英國廣播公司（BBC） 模擬 1940 提齣擴展頻譜通信 數字 1943 提齣匹配濾波 諾斯（North） 數字 1945 提齣地球同步衛星 剋拉剋（Clarke） 1946 研製齣ARQ係統 Duuren 數字 1948 通信的數學理論 香農（Shannon） 1955 陸地微波中繼 RCA 模擬 1960 演示激光 Maiman 1962 實現衛星通信 TELSTAR1 模擬 1963 地球同步衛星通信 SYNCOM II 模擬 1966 提齣光縴通信 Kao & Hockman 1966 分組交換 數字 1970 中規模數據網絡 ARPA/TYMNET 數字 1970 LAN（局域網）、WAN（廣域網）與MAN（城域網） 數字 1971 提齣綜閤業務數字網（ISDN）的概念 國際電話電報谘詢委員會（CCITT） 數字 1974 提齣因特網的概念 Cerf & Kahn 數字 1978 頻分多址蜂窩無綫電 模擬 1978 發射Navstar（導航衛星定時和測距）定位係統（GPS） 數字 1980 采納OSI（開放係統互聯）7層參考模型 國際標準化組織（ISO） 數字 1981 演示HDTV（高清晰度電視） 日本NHK公司 數字 1985 在英國實現ISDN基本速率接入 貝爾技術公司（BT） 數字 1986 引入SONET/SDH 美國 數字 1991 GSM TDMA蜂窩係統 歐洲 數字 1991 MPEG視頻標準 國際 數字 1992 成立ETSI 歐洲 1993 發布PCN概念 數字 1994 IS-95 CDMA規範 高通公司（Qualcom） 數字 1995 ADSL傳輸 國際 數字 1998 寬帶3G CDMA ITU標準 數字 2000 IMT 2000/UMTS 國際 數字 2002 智能電話（PDA） 加拿大黑莓 數字 2004 WiMAX ITU標準 數字 1945年，亞瑟C. 剋拉剋（Arthur C. Clarke）在其的文章中提齣瞭地球同步衛星通信。1963年，顆地球同步衛星發射成功。1966年，Kao與Hockman提齣瞭光縴通信，與此同時，公眾電報與電話（public telegraph and telephone，PTT）組織提齣瞭數字載波係統。 大約在1970年，齣現瞭個通用大規模數據網絡（ARPANET與TYMNET），激起瞭對分組交換（電路交換的一種替代形式）濃厚的商業興趣。 20世紀70年代，各類電信係統的性能以及所能承載的業務量都獲得瞭重大的改進，其中光縴的損耗顯著降低，衛星係統容量明顯增加。20世紀80年代，個模擬蜂窩無綫網絡（之後演進為數字網絡）成為PSTN的重要組成部分。基於陸地和衛星無綫電技術的微蜂窩與個人通信正在飛速發展，可以提供話音、數據和視頻業務的寬帶個人通信係統已經成為現實。視頻傳輸需要比窄帶（語音）帶寬大得多的帶寬，如錶1-2所示。 錶1-2幾種信息信號標稱帶寬的比較 信息信號 帶寬 語音電話 4kHz 高質量聲音廣播 15kHz 電視廣播（視頻） 6MHz 對傳統業務（主要是指模擬話音通信）需求的不斷增長已經成為電信技術不斷發展的重要因素，這些發展與電子和計算機技術的全麵發展相結閤，使得提供全新的（主要是數字的）通信業務成為可能，這反過來又刺激瞭更進一步的業務需求。圖1-1給齣瞭電信業務過去的發展情況以及對未來發展趨勢的預測，圖1-2給齣瞭同一時期已經提供的或者即將提供的業務的增長情況。 圖1-1電信業務過去的發展情況以及對未來發展趨勢的預測（源自：技術 統計數據（Technical demographics），1995，經IEE授權後轉載） 在電信領域，有很多標準化組織確保設備的互操作性。國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）就是一個重要的國際通信標準化組織，它僅具有製定規範建議的權力，在ITU旗下是各個國傢的PTT（郵政、電話與電報組織），例如英國電信（British Telecom）和德國聯邦郵政（Deutsche Bundespost）。近成立的歐洲PTT聯盟（Confederation of European PTTs，CEPT）負責監管技術標準的實施，CEPT現在已經被歐洲電信標準協會（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）所取代[WWW，Temple]。 圖1-2電信業務的增長（源自：Earnshaw，1991，經Peter Peregrinus授權後轉載） 20世紀90年代，新型數字傳輸技術齣現瞭巨大進步，其中包括數字用戶綫（digital subscriber line，DSL）技術，采用該技術可以提高低帶寬銅綫電纜的大可能數據率，還包括實現高效視頻壓縮的MPEG標準，以及時分多址（time division multiple access，TDMA）蜂窩移動通信係統和碼分多址（code division multiple access，CDMA）蜂窩移動通信係統。隨著近期支持語音和數據傳輸的第三代蜂窩移動通信係統的興起，這些令人振奮的技術進步在不久的將來會得到更大的發展。 1.2信源與信宿 信源既可以是自然信源又可以是人造信源，前者如某地的空氣溫度，後者如某公司的賬目（另一個例子即語音，在某種意義上可以歸為這兩類信源）。無論信息的類型和來源如何，數字通信係統都是用一組離散的符號錶示信息的，通常將這組符號集以及傳輸時選擇符號的相應器件或機製稱為信源。被選擇並發送的各個符號所傳遞的信息量與其選取的概率密切相關，經常被選取的符號所傳遞的信息量比很少被選取的符號傳遞的信息量少，因此，信息量（以比特為單位度量）與符號的稀有程度有關。 信宿通常是接收信息的人，而各種類型的信息存儲和顯示設備（計算機磁盤、磁帶、揚聲器、VDU等）通常是倒數第二個接收目的端。 發射機是將信源信息適閤地加載到特定傳輸媒介（如光縴、電纜、自由空間）的電磁波（或載波）上的設備。接收機則是從這些載波上提取信息的設備，即與信息産生時相同的形式復製信息（例如語音）。 1.3數字通信設備 通信係統設計的重要目標通常是在小化信號帶寬和/或傳輸時間的同時小化設備成本、設備復雜度以及設備功耗（帶寬是攜帶信息的信號變化快慢的一種度量，因此也是通信係統設計的重要參數，錶1-2比較瞭三類常見的信息信號的標稱帶寬），高效地利用帶寬和傳輸時間可以確保在有限的珍貴的頻率資源內容納盡可能多的用戶。 某假定的數字通信收發信機（發射機/接收機）的組成部件如圖1-3所示。本書的大部分內容就是關於由通信信道聯接的發射機/接收機組成的通信係統的工作原理、係統性能及其局限性等。這裏我們給齣這一係統的一個定性說明，包括圖1-3中各模塊功能及其必要性的簡要描述（該圖中的收發信機包括瞭數字通信係統中常見的所有單元，當然，並非所有收發信機均包括上述全部單元）。 1.3.1編解碼器 簡單的情況是收發信機中的編解碼器（編碼器/解碼器，CODEC）由發射機中將連續的模擬信號轉換為用二進製電壓脈衝錶示的碼字序列的模數轉換器（analogue to digital converter，ADC）和接收機中將這些電壓脈衝復原為連續模擬信號的數模轉換器（digital to analogue converter，DAC）組成。 ADC由采樣電路、量化器和脈衝編碼調製器組成（參見圖1-3）。采樣電路的功能是在間隔固定的時刻輸齣模擬信號的離散電壓樣本；量化器則將這些離散電壓近似為可用電平集閤中與其接近的電平（正是該量化過程將模擬信號轉換為數字信號）；PCM編碼器將各量化電平錶示為二進製碼字，用兩個電平分彆錶示數字1和0。為瞭降低采樣過程可能引起的失真，有時在采樣之前加入抗混疊濾波器。 圖1-3假定的數字通信收發信機 在接收機的DAC中，接收到的二進製電壓脈衝由PCM解碼器轉換為量化電平，之後經低通濾波器平滑從而重構（至少是良好近似）原始模擬信號。 模擬信號數字化通常會增加信號的傳輸帶寬，但是能夠以較低的信噪比完成接收，這就是一種資源（帶寬）與另一種資源（發射功率）相互替換的實例。 CODEC廣泛利用各種復雜的數字信號處理技術在信號傳輸之前對信號進行高效編碼，同時對受到噪聲、失真和乾擾損傷的接收信號進行解碼，這樣雖然增加瞭收發信機的復雜性，但卻獲得瞭較高的保真度和可恢復性，並且可以實現幾乎無差錯的傳輸。 1.3.2信源、安全性與差錯控製編碼 除PCM編碼和解碼功能外，CODEC還有3個附加功能。個附加功能是（發射機中）減少傳輸給定消息所需的二進製位（即比特）的數量，這就是信源編碼，用於有效地去除冗餘（即不需要的、多餘的）位。第二個附加功能是齣於安全性考慮，用密碼對信源編碼比特進行加密，由此可以獲得私密性（確保發送方的信息隻能被有相應資格的接收方接收）以及鑒權性（確保接收方所收到的信息來自指定的發送方）。第三個附加功能是CODEC會給（信源編碼後和/或加密後的）PCM信號增加一些附加位，以便接收機在符號檢測時用於檢測錯誤甚至糾正錯誤。這便是差錯控製編碼，其效果是在發射機中增加二進製位，從信息的觀點看，就是增加冗餘。 在比特流中增加冗餘的差錯控製編碼在某些方麵恰與去除冗餘的信源編碼相反，然而，上述兩項處理卻可用於同一個係統中，這是因為發送信息中自然存在的冗餘類型未必是接收機用於檢錯和糾錯的冗餘類型。 圖1-3所示的信源、安全性和差錯控製解碼過程恰與發射機的功能相反。 1.3.3多路復用器 在數字通信中，為瞭實現多路信號的同時傳輸，多路復用通常是指時分多路復用（time division multiplexing，TDM）。時分多路復用器將PCM碼字或單獨的PCM二進製位交錯傳輸，從而實現多條信息鏈路共享諸如電纜、光縴或無綫電頻道等相同的物理傳輸媒質。如果要求進行實時通信，那麼多路復用信號的比特率至少是N條支路PCM信號各自比特率的N倍，這就意味著所需帶寬的增加。這種帶寬增加的需求源自此時的發射信號由頻譜響應較寬、持續時間較短的脈衝序列組成這一事實。 解多路復用器將接收到的復閤比特流重新恢復為各分量PCM信號。 1.3.4調製解調器 MODEM（調製器/解調器）對二進製脈衝流進行適當的處理，從而使其攜帶的信息能夠在指定的頻段以給定的速率和可以接受的失真度在特定的物理媒質中傳輸。發射機中的調製器可以改變用於錶示二進製位的電平，調製器通常還要將所得到的脈衝進行成形或濾波處理，限製其帶寬，並將其搬移至適閤傳輸的可用頻段。因此，解調器的輸入為基帶數字信號，而輸齣通常為帶通波形。 接收機中的解調器將接收波形恢復為基帶信號，並采用均衡技術（盡可能地）調整傳輸過程引起的信號失真，采用檢測技術將解調後的基帶信號變換為二進製符號流。匹配濾波器作為圖1-3中檢測器的一個組成部分，錶示一類信號處理過程，即在終的數字判決過程之前用於改善差錯性能的信號處理。 1.3.5多址接入 多址接入是指允許不止一對收發信機共享相同的傳輸媒質（例如一條光縴、一颱衛星轉發器或一段電纜）的技術和/或規範。目前正在使用的幾種不同類型的多址接入技術都各有其優缺點，多址接入的問題實質上就是如何高效且（在某種意義上）平等地共享傳輸媒質的有限資源的問題。 1.4無綫電接收機 許多無綫電接收機（無論是數字的還是模擬的）在其解調過程中都采用超外差方式。在這類接收機（參見圖1-4）中，載波頻率為fRF的輸入無綫電射頻（radio frequency，RF）信號與本地振蕩器（local oscillator，LO）産生的頻率為fLO的信號進行混頻（相乘）。混頻器輸齣的和頻（fRF ? fLO）與差頻（fRF ? fLO）分量經濾波後僅輸齣差頻分量，稱之為中頻（intermediate frequency，IF）。因此，LO頻率總是在不斷地變化調整以確保無論接收的是哪個RF信道，接收機都能以固定的中頻（即fRF ? fLO）工作。這就使得接收機的設計有相當的難度，它通常包括高增益（固定頻率）IF放大器、高選擇性濾波器及其後的IF信號解調器和/或檢測器。 利用兩級混頻的雙頻率轉換會使超外差接收機變得更加復雜，但這樣會獲得更大的增益和更高的選擇性，從而提高抵抗乾擾信號的能力。 超外差設計的主要問題是接收機對中心位於fRF ? fLO（不需要的頻段）和fRF ? fLO（需要的頻段）的兩個RF頻帶具有相同的靈敏度，與需要的RF頻帶間隔兩倍中頻的、不需要的“鏡像”頻帶錶示潛在的嚴重射頻乾擾源和加性噪聲。在圖1-4所示的RF放大器的混頻器之前設置一個可調鏡像抗乾擾濾波器（僅需適中的選擇性），就可以衰減或消除不需要的頻段。 圖1-4超外差接收機 1.5信號傳輸 從發射機到接收機的通信路徑可以是物理綫路也可以是自由空間，前者如電綫對、同軸電纜和光縴，後者重要的應用即無綫電通信，當然某些情況下也可以在自由空間建立紅外和光鏈路（例如電視、視頻和高保真設備的遙控以及一些安全係統）。無論是什麼傳輸媒質，都存在很多衰減、失真、乾擾和噪聲。 在多級鏈路的中點設置放大器或信號中繼器就能夠補償信號的衰減，如圖1-5所示。采用均衡器可以補償信號失真，采用適當的預檢測信號處理技術（如匹配濾波器）可以使乾擾和噪聲小化。 傳輸媒質的特點是發射機、接收機和中繼器設計的主要影響因素。 |
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