第三章数据信号的传输
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G2(f)Asifnfejf
代入（3-1-2），得
p (f) A 2 f 4 S 22n sn in Sn S f f2 (f n S ) fA 2 f 4 S2 sfifn 2
第三章数据信号的传输
（3-1-5）
P(f)
f
0
fb 2fb
(a) 单极性码
P(f) τ/Tb=50%
0
fb
f 2fb 3fb 4fb
(b) 单极性归零码
第三章数据信号的传输
p( f ) T 2
4 fS 2 fS
0
2 fS
4 fS
f
图 3-1-1单极性归零码的功率谱密度
通过功率谱密度：
1、大致可以掌握传输某一数据信号所需要的基带宽度；
2、如何从数据信号的谱特性中提取接收端需要的码元信 息。
其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外 位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有 位同步信息。
第三章数据信号的传输
2. 单极性归零波形 有电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长
度内总要回到零电平，所以称为归零波形。单极性归零波 形可以直接提取定时信息。
第三章数据信号的传输
第三章数据信号的传输
三、基带传输波形的形成
（一）基带数据的传输模型
噪声
a k
• 发送滤波
信道
aˆk
接收滤波 均衡 • 取样判决
1
2
f (t)
图3-1-2 基带数据传输系统模型
图中a k 是放送的数据序列，可以只有两个状态，也可
以有多个状态，前后序列可以是独立的，也可以是不
第三章数据信号的传输
5. 伪三进信号 原信号的“0”在信号中用零来表示，原信号的“1”用正负交
替的归零脉冲来表示。
01 0 0 1 0 1 1 0 1 0 v 0
t -v
第三章数据信号的传输
5. 差分波形 这种波形不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用
相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，图中， 以电平跳变表示1，以电平不变表示0，当然上述规定也 可以反过来。由于差分波形是以相邻脉冲电平的相对变 化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前 面的单极性或双极性波形为绝对码波形。
k
其中
g(tkT)gg12((ttkkTT))
以概率P出现 以概率1-P出现
第三章数据信号的传输
图中，虽然基带信号是三角波，但实际上可以是任意的波形
第三章数据信号的传输
（二）基带数据信号的功率谱密度
p(f)fS2 P1G (nSf)(1P)G 2(nSf)2(fnSf) k
fSP(1P)G 1(fS)G 2(fS)2
3. 双极性不归零波形 脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，当0、1符
号等可能出现时无直流分量。这样，恢复信号的判决电平 为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较 强。
第三章数据信号的传输
4. 双极性归零波形 每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之间必定留
有零电位的间隔。有利于同步脉冲的提取。
第三章数据信号的传输
6. 多电平波形 上述各种信号都是一个二进制符号对应一个脉冲。实际上
还存在多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形。这种波 形统称为多电平波形或多值波形。例如，若令两个二进制 符号00对应+3E，01对应+E，10对应-E，11对应+3E，则 所得波形为4电平波形，在高数据速率传输系统中，采用这 种信号形式是适宜的。
第三章数据信号的传输
例3-1-1 试求双极性归零码的功率谱密度。设“1”码概率
P=1/2，脉冲宽度为，幅度为 A 。
解： 由题意
A
g1
(t
)
0
0t
其他t
g1(t) A
A
g2 (t)
0
0t
其他t
-/2 0
所以傅里叶变换为：
G 1 (f) G 2(f) G (f)A sfi fne jf
第三章 数据信号的传输
第一节 数据信号的基带传输 第二节 数据信号的频带传输 第三节 数据信号的数字传输
第三章数据信号的传输
第一节 数据信号的基带传输
原始信号(未经调制的信号)所固有的基本频带称为基带。 未经调制等频率变换处理的原始数据信号称为基带信号。 在数据通信中直接传输基带信号的方式称为基带传输。 计算机、电传机等数字设备输出的二进制序列代码，PCM或ΔM方式输
出的码组等等都是数字基带信号。 由于数字基带信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因此适
合于在具有低通特性的有线信道中近距离直接传输， 我们称之为数字 基带传输。 用来传输数字基带信号的通信系统称为数字基带传输系统。
第三章数据信号的传输
一、数字基带信号的波形 组成基带信号的单个码元的波形可以是矩形、升余弦脉冲、高斯
形脉冲、半余弦脉冲等。 但并非所有基带信号的波形都能在信道中传输： 有的含有丰富的直流和低频成分，不便于提取同步信号；有的易
于形成码间串扰…… 由于矩形脉冲易于形成和变换，因Fra Baidu bibliotek基带信号最常用的波形是矩
形脉冲。
第三章数据信号的传输
1. 单极性不归零波形 信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，
（3-1-2）
其中 fS 1/T是数码速率，G1( f )和G2( f )分别是g1(t) 和 g2 (t) 的 傅里叶变换。
从式（3-1-2）可看出，随机数据序列的信号功率谱可能包括 两个部分：连续谱和离散谱。
对于连续谱而言，由于代表数字信息的g1(t)及g2(t)不能完全相同，故 G1(f)≠G2(f)， 因而连续谱总是存在的； 而离散谱是否存在，取决g1(t)和 g2(t) 的波形及其出现的概率p。
/2 t
将上式代入（3-1-2）
p(f)A2fS2sifnf2
（3-1-3）
第三章数据信号的传输
当 T 时，称为半占码，这时功率谱密度为：
2
p(f)A42TsifnTf/T2/22
（3-1-4）
例 3-1-3 试求“1”，“0”等概率出现的单极性归零码的功率谱 密度。
解：由题意 P=1/2，g1(t)0
第三章数据信号的传输
二、基带数据信号的频谱特性
（一）基带信号的一般表示式
一般令g1(t)代表二进制数据符号的“0”，g2 (t)表示代表“1”，
码元的时间间隔为T。假设数据序列出现的“0”，“1”概率
分别为P和1-P，且认为它们的出现彼此统计独立，则基
带信号可表示为：
f(t) g(tkT)
（3-1-1）
代入（3-1-2），得
p (f) A 2 f 4 S 22n sn in Sn S f f2 (f n S ) fA 2 f 4 S2 sfifn 2
第三章数据信号的传输
（3-1-5）
P(f)
f
0
fb 2fb
(a) 单极性码
P(f) τ/Tb=50%
0
fb
f 2fb 3fb 4fb
(b) 单极性归零码
第三章数据信号的传输
p( f ) T 2
4 fS 2 fS
0
2 fS
4 fS
f
图 3-1-1单极性归零码的功率谱密度
通过功率谱密度：
1、大致可以掌握传输某一数据信号所需要的基带宽度；
2、如何从数据信号的谱特性中提取接收端需要的码元信 息。
其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外 位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有 位同步信息。
第三章数据信号的传输
2. 单极性归零波形 有电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长
度内总要回到零电平，所以称为归零波形。单极性归零波 形可以直接提取定时信息。
第三章数据信号的传输
第三章数据信号的传输
三、基带传输波形的形成
（一）基带数据的传输模型
噪声
a k
• 发送滤波
信道
aˆk
接收滤波 均衡 • 取样判决
1
2
f (t)
图3-1-2 基带数据传输系统模型
图中a k 是放送的数据序列，可以只有两个状态，也可
以有多个状态，前后序列可以是独立的，也可以是不
第三章数据信号的传输
5. 伪三进信号 原信号的“0”在信号中用零来表示，原信号的“1”用正负交
替的归零脉冲来表示。
01 0 0 1 0 1 1 0 1 0 v 0
t -v
第三章数据信号的传输
5. 差分波形 这种波形不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用
相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，图中， 以电平跳变表示1，以电平不变表示0，当然上述规定也 可以反过来。由于差分波形是以相邻脉冲电平的相对变 化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前 面的单极性或双极性波形为绝对码波形。
k
其中
g(tkT)gg12((ttkkTT))
以概率P出现 以概率1-P出现
第三章数据信号的传输
图中，虽然基带信号是三角波，但实际上可以是任意的波形
第三章数据信号的传输
（二）基带数据信号的功率谱密度
p(f)fS2 P1G (nSf)(1P)G 2(nSf)2(fnSf) k
fSP(1P)G 1(fS)G 2(fS)2
3. 双极性不归零波形 脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，当0、1符
号等可能出现时无直流分量。这样，恢复信号的判决电平 为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较 强。
第三章数据信号的传输
4. 双极性归零波形 每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之间必定留
有零电位的间隔。有利于同步脉冲的提取。
第三章数据信号的传输
6. 多电平波形 上述各种信号都是一个二进制符号对应一个脉冲。实际上
还存在多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形。这种波 形统称为多电平波形或多值波形。例如，若令两个二进制 符号00对应+3E，01对应+E，10对应-E，11对应+3E，则 所得波形为4电平波形，在高数据速率传输系统中，采用这 种信号形式是适宜的。
第三章数据信号的传输
例3-1-1 试求双极性归零码的功率谱密度。设“1”码概率
P=1/2，脉冲宽度为，幅度为 A 。
解： 由题意
A
g1
(t
)
0
0t
其他t
g1(t) A
A
g2 (t)
0
0t
其他t
-/2 0
所以傅里叶变换为：
G 1 (f) G 2(f) G (f)A sfi fne jf
第三章 数据信号的传输
第一节 数据信号的基带传输 第二节 数据信号的频带传输 第三节 数据信号的数字传输
第三章数据信号的传输
第一节 数据信号的基带传输
原始信号(未经调制的信号)所固有的基本频带称为基带。 未经调制等频率变换处理的原始数据信号称为基带信号。 在数据通信中直接传输基带信号的方式称为基带传输。 计算机、电传机等数字设备输出的二进制序列代码，PCM或ΔM方式输
出的码组等等都是数字基带信号。 由于数字基带信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因此适
合于在具有低通特性的有线信道中近距离直接传输， 我们称之为数字 基带传输。 用来传输数字基带信号的通信系统称为数字基带传输系统。
第三章数据信号的传输
一、数字基带信号的波形 组成基带信号的单个码元的波形可以是矩形、升余弦脉冲、高斯
形脉冲、半余弦脉冲等。 但并非所有基带信号的波形都能在信道中传输： 有的含有丰富的直流和低频成分，不便于提取同步信号；有的易
于形成码间串扰…… 由于矩形脉冲易于形成和变换，因Fra Baidu bibliotek基带信号最常用的波形是矩
形脉冲。
第三章数据信号的传输
1. 单极性不归零波形 信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，
（3-1-2）
其中 fS 1/T是数码速率，G1( f )和G2( f )分别是g1(t) 和 g2 (t) 的 傅里叶变换。
从式（3-1-2）可看出，随机数据序列的信号功率谱可能包括 两个部分：连续谱和离散谱。
对于连续谱而言，由于代表数字信息的g1(t)及g2(t)不能完全相同，故 G1(f)≠G2(f)， 因而连续谱总是存在的； 而离散谱是否存在，取决g1(t)和 g2(t) 的波形及其出现的概率p。
/2 t
将上式代入（3-1-2）
p(f)A2fS2sifnf2
（3-1-3）
第三章数据信号的传输
当 T 时，称为半占码，这时功率谱密度为：
2
p(f)A42TsifnTf/T2/22
（3-1-4）
例 3-1-3 试求“1”，“0”等概率出现的单极性归零码的功率谱 密度。
解：由题意 P=1/2，g1(t)0
第三章数据信号的传输
二、基带数据信号的频谱特性
（一）基带信号的一般表示式
一般令g1(t)代表二进制数据符号的“0”，g2 (t)表示代表“1”，
码元的时间间隔为T。假设数据序列出现的“0”，“1”概率
分别为P和1-P，且认为它们的出现彼此统计独立，则基
带信号可表示为：
f(t) g(tkT)
（3-1-1）