第九章数字信号的基带传输

基带传输和频带传输的概念
基带传输和频带传输是通信领域中两个重要的概念。

基带传输指的是
将数字信号直接传输到信道中，而频带传输则是将数字信号通过调制
的方式转换成模拟信号，再传输到信道中。

下面将详细介绍这两种传
输方式的概念和特点。

基带传输是指将数字信号直接传输到信道中，信号的频率范围为0Hz
到基带带宽。

基带传输的特点是传输距离短，传输速率低，但传输质
量高，信号失真小。

基带传输常用于短距离通信，如局域网、计算机
内部通信等。

频带传输是将数字信号通过调制的方式转换成模拟信号，再传输到信
道中。

调制是指将数字信号的频率、相位、幅度等参数转换成与载波
信号相对应的参数，从而形成模拟信号。

频带传输的特点是传输距离长，传输速率高，但传输质量受到噪声和干扰的影响较大。

频带传输
常用于长距离通信，如广播电视、移动通信等。

基带传输和频带传输各有优缺点，应根据具体情况选择合适的传输方式。

在短距离通信中，基带传输具有传输质量高、信号失真小的优点，因此常用于局域网、计算机内部通信等场合。

而在长距离通信中，频
带传输具有传输速率高、传输距离远的优点，因此常用于广播电视、
移动通信等场合。

总之，基带传输和频带传输是通信领域中两个重要的概念，各有优缺点，应根据具体情况选择合适的传输方式。

在未来的通信发展中，基带传输和频带传输将继续发挥重要作用，为人们的通信生活带来更多的便利和效益。

什么是基带传输由计算机或终端产生的数字信号，频谱都是从零开始的，这种未经调制的信号所占用的频率范围叫基本频带（这个频带从直流起可高到数百千赫，甚至若干兆赫），简称基带（base band）。

这种数字信号就称基带信号。

在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。

也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号，设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。

这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。

由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。

因而称为数字基带信号。

在某些有线信道中，特别是传输距离不大远的情况下，数字基带信号可以直接传送，我们称之为数字信号的基带传输。

在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号;矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号;在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输;在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号;基带传输是一种最基本的数据传输方式。

基带传输又叫数字传输，是指把要传输的数据转换为数字信号，使用固定的频率在信道上传输。

例如计算机网络中的信号就是基带传输的。

和基带相对的是频带传输，又叫模拟传输，是指信号在电话线等这样的普通线路上，以正弦波形式传播的方式。

我们现有的电话、模拟电视信号等，都是属于频带传输。

频带传输：上面的传输方式适用于一个单位内部的局域网传输，但除了市内的线路之外，长途线路是无法传送近似于0的分量的，也就是说，在计算机的远程通信中，是不能直接传输原始的电脉冲信号的（也就是基带信号了）。

因此就需要利用频带传输，就是用基带脉冲对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化，这就是调制。

实训三数字信号的基带传输一、实验目的1.掌握基带信号的功率谱密度方法。

2.掌握数字基带传输系统的误码率计算。

3.理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。

4.理解匹配滤波器的原理。

二、实验内容1.基带信号采用不归零矩形脉冲或升余弦滚降波形，基带信号的功率谱密度分析。

2.误码率的计算：A/σ和误码率之间的性能曲线。

3.眼图的生成。

4.匹配滤波器。

三．实验结果1.基带信号采用矩形脉冲和根号升余弦信号波形的功率谱。

（1）二进制不归零矩形脉冲的时域波形与功率谱（对应的m 文件为rectpul.m）。

012345678910-11时间幅度2012210178 黄亮平-5-4-3-2-10123450123频率功率双极性矩形脉冲信号的功率谱密度（2）二进制滚降系数为1的升余弦信号的时域波形和功率谱(对应的m 文件为rcos.m)。

0102030405060708090100-11时间幅度2012210178 黄亮平 滚降系数为1的基带信号波形00.51 1.52 2.53 3.5x 10400.10.20.30.4升余弦信号功率谱2、误码率的计算随机产生10^6个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。

随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～12dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。

画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较(对应的m 文件为bercompared.m)。

0246810121010101010102012210178 黄亮平 误码率仿真曲线与理论曲线的比较A/sigma b e r3.绘制波形和眼图（1)设基带信号波形为滚降系数为1的升余弦波形,符号周期Ts,试绘出不同滚降系数a=1,0.75,0.5,0.25时的时域脉冲波形（对应的m 文件为diffrcosa.m）。

024681012141618200.512012210178 黄亮平 滚降信号波形 a=1024681012141618200.51滚降信号波形 a=0.75024681012141618200.512012210178 黄亮平 滚降信号波形 a=0.5024681012141618200.51滚降信号波形 a=0.25（2）随机生成一系列二进制序列，滚降系数a=1，画出多个信号的升余弦波形（对应的m 文件为multicossignals.m）。

通信原理作业参考答案 12 第三章 模拟线性调制34 3.7证明只要适当选择题图3.7中的放大器增益K ，不用滤波器即可实现抑5 制载波双边带调制。

67 解：8tt Af b aK t A t f b aK t A t f b t A t f aK t A t f b t A t f K a t S c c c c c c DSB ωωωωωωcos )(2)(]cos )()[(]cos )([]cos )([]cos )([)]cos )(([)(2222222222⋅+++-=--+=--+=9令 02=-b aK ，则a b K /2=10 t t bAf t S c DSB ωcos )(4)(=1112 3.13 用 90相移的两个正交载波可以实现正交复用，即两个载波可分别传输13 带宽相等的两个独立的基带信号)(1t f 和)(2t f ，而只占用一条信道。

试证明无失14 真恢复基带信号的必要条件是：信道传递函数)(f H 必须满足15W f f f H f f H c c ≤≤-=+0),()(16证明：)(]sin )([)(]cos )([)(21t h t t f t h t t f t S c c *+*=ωω17)]}()([)()(){(21)(2211c c c c F F j F F H S ωωωωωωωωωω--++++-=18 以t t C c d ωcos )(=相干解调，输出为 19 )(*)()(t C t S t S d p =20)]}()2([)2()(){(41)]}2()([)()2(){(41)]()([21)(22112211ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωF F j F F H F F j F F H S S S c c c c c c c c p -++++++--++--=++-= 21选择适当滤波器，滤掉上式中c ωω2±项，则22)]()()[(4)]()()[(41)(21c c c c d H H F jH H F S ωωωωωωωωωωω+--+++-=23 要无失真恢复基带信号，必须24⎩⎨⎧=++-+=-常数)()()()(c c c c H H H H ωωωωωωωω 25此时可恢复)(1t f 。

现代通信原理-曹志刚-答案(很重要)通信原理作业参考答案第三章 模拟线性调制3.7证明只要适当选择题图3.7中的放大器增益K，不用滤波器即可实现抑制载波双边带调制。

解：tt Af b aK t A t f b aK t A t f b t A t f aK t A t f b t A t f K a t S c c c c c c DSB ωωωωωωcos )(2)(]cos )()[(]cos )([]cos )([]cos )([)]cos )(([)(2222222222⋅+++-=--+=--+=令2=-b aK ，则ab K/2=t t bAf t S cDSB ωcos )(4)(=3.13 用90相移的两个正交载波可以实现正交复用，即两个载波可分别传输带宽相等的两个独立的基带信号)(1t f 和)(2t f，而只占用一条信道。

试证明无失真恢复基带信号的必要条件是：信道传递函数)(f H 必须满足Wf f f H f f H c c ≤≤-=+0),()(证明：)(]sin )([)(]cos )([)(21t h t t f t h t t f t S c c *+*=ωω)]}()([)()(){(21)(2211c c c c F F j F F H S ωωωωωωωωωω--++++-=以t t C c dωcos )(=相干解调，输出为 )(*)()(t C t S t S dp=)]}()2([)2()(){(41)]}2()([)()2(){(41)]()([21)(22112211ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωF F j F F H F F j F F H S S S c c c c c c c c p -++++++--++--=++-=选择适当滤波器，滤掉上式中cωω2±项，则)]()()[(4)]()()[(41)(21c c c c d H H F jH H F S ωωωωωωωωωωω+--+++-=要无失真恢复基带信号，必须⎩⎨⎧=++-+=-常数)()()()(c c c c H H H H ωωωωωωωω此时可恢复)(1t f 。

数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。

本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台，探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。

2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。

首先，我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端，然后将传输线的输出端连接到示波器，以便观察信号的传输效果。

在实验过程中，我们会改变信号发生器的输出频率和幅度，以研究其对传输信号的影响。

3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。

当信号发生器的输出频率增加时，传输信号的带宽也随之增加。

这是因为高频信号具有更多的频率成分，需要更大的带宽来进行传输。

此外，我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。

当信号发生器的输出幅度增加时，传输信号的幅度衰减也随之增加。

这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。

4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。

在实验中，我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。

幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象，而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。

这些失真现象会导致信号的质量下降，从而影响通信系统的性能。

5. 数字信号的传输参数测量在实验中，我们还对数字信号的传输参数进行了测量。

其中，最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。

带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行，而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。

通过测量这些参数，我们可以评估数字基带传输系统的性能，并进行相应的优化。

6. 结论通过本实验，我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。

我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。

简述数字基带信号的传输过程。

数字基带信号是指在通信系统中用来表示数字信息的信号，它是一种低频信号，通常用来传输语音、图像和数据等信息。

数字基带信号的传输过程可以分为三个主要步骤：数字信号的产生、数字信号的调制和数字信号的传输。

数字信号的产生是指将原始的语音、图像或数据信息转换成数字形式。

这一步骤通常包括采样、量化和编码三个过程。

采样是指将连续的模拟信号在时间上进行离散化，将其转换为一系列离散时间点上的采样值。

量化是指对每个采样点的幅度进行离散化，将其转换为一系列离散的幅度值。

编码是指将每个幅度值用二进制数表示，以便于数字信号的处理和传输。

接下来，数字信号的调制是指将数字信号转换为模拟信号，以便在传输介质上进行传输。

调制的主要目的是将数字信号的频率范围限制在传输介质所能承载的频率范围内。

调制技术常用的有脉冲编码调制（PCM）、频移键控（FSK）、相位键控（PSK）和正交振幅调制（QAM）等。

其中，脉冲编码调制是最常用的一种调制技术，它将数字信号转换为一系列脉冲，并通过改变脉冲的幅度、宽度和位置来表示数字信号的不同取值。

数字信号的传输是指将调制后的信号通过传输介质传输到接收端。

传输介质可以是导线、光纤、空气等。

在传输过程中，数字信号可能会受到各种噪声和干扰的影响，如信号衰减、失真、干扰等。

为了保证传输质量，通常会采用差错检测和纠正技术，如循环冗余检验（CRC）和前向纠错（FEC）等。

总结起来，数字基带信号的传输过程包括数字信号的产生、数字信号的调制和数字信号的传输三个主要步骤。

通过这些步骤，可以将原始的语音、图像或数据信息转换为数字形式，并通过调制技术将其转换为模拟信号进行传输。

在传输过程中，还需要考虑信号的传输质量，采取相应的差错检测和纠正技术。

数字基带信号的传输过程在现代通信系统中起着重要的作用，它使得数字信息可以方便地在不同的设备之间传输和交换，极大地推动了信息通信技术的发展。