数字频带传输系统
通信原理(第六章 数字基带传输系统)图片公式
七、什么是眼图？眼图模型、说明什么问题？
八、时域均衡：基本原理、解决什么问题？如何衡量均 衡效果？
一、数字基带系统和频带系统结构
一、数字基带信号(电波形)及其频谱特性(1)
二元码：幅度取值只有两种“1”、“0”或“1”、 “-1”
单极性非归零码：用高低电平分别表示“1”和“0”， 如图6-1(a) 。一般用于近距离之间的信号传输 双极性非归零码：用正负电平分别表示“1”和“0”， 如图6-1(b)。应用广泛，适应于在有线和电缆信道中 传输。 单极性归零码：有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉 冲都回到零电位。如图6-1(c)。利于减小码元间波形 的干扰和同步时钟提取。但码元能量小，匹配接收时 输出信噪比低些
二、基带传输码的常用码型（4）
HDB3特点：保持AMI码的优点，三元码，无直流分量，主 要功率集中在码速率fb的1/2出附近（如图）。 位定时频率分量为零，通过极性交替规律得到检错能力。 增加了使连0串减少到 至多3个的优点，而不管 信息源的统计特性如何。
对于定时信号的恢复 是十分有利的。广泛应 用于基带传输与接口码。
Pv (w) = 2p å
¥ m =-
Cn d (w - mws )
2
Pv ( f ) = å
2
Cn d ( f - mf s )
2
故稳态波的双边功率谱密度
Pv ( f ) = å
¥ m =-
f s [ PG1 (mf s ) + (1 - P)G2 (mf s )] ? d ( f
mf s )..(6.1 - 14)
代入(6.1-26)得单极性非归零波形的双边功率谱密度
Ps (w) = Ts 2 1 Sa (p fTs ) + d ( f )..(6.1 - 30) 4 4
通信原理实验2数字频带传输系统实验
实验2 数字频带传输系统实验一、实验目的掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法二、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号tf A c π2cos ，则2ASK 信号可以写成如下表达式：()()cos2T n s c n s t a g t nT A f tπ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=ns n nT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g ，12f f h -=为频偏。
现代通信技术-数字基带传输系统简介
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经过载波调制后，频谱搬移到了高频载波的数字
信号，称为数字频带信号。
03.数字基带传输系统
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下， 数字基带信号可以直接传输，称之为数字基带传输。
基带传输系统主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤 器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还 应有同步系统。
03.数字基带传输系统
基带脉冲 输入 信道信号 形成器 信道 接收 滤波器 同步 提取 抽样 判决器 基带脉冲 输出
噪声
近程数据 通信系统中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泛 采用 基带传输中 包含带通传输的许 多基本问题
研究数字基 带传输系统 的原因
基带传输方 式也有迅速发展的 趋势
任何一个线性调制 的带通传输系统，均可等 效为一个基带传输系统来 研究
《现代通信技术》课程
数字基带 传输系统简介
目录
01
02
数字基带信号 数字频带信号 数字基带传输系统
03
01.数字基带信号
数字基带信号
——未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或 很低频率开始的。
02.数字频带信号
大多数信道，如各种无线信道和光信道，数字基带信号必 须经过载波调制，把频谱搬移到高载处才能在信道中传输。
通信技术专业教学资源库 南京信息职业技术学院
谢谢
主讲： 孙玥
数字信号频带传输
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第5章 数字信号频带传输
5.3.4 相对相移键控2DPSK 的解调
由2DPSK信号的产生过程可以看出，2DPSK信号也可采用相干解调的方法恢复基带 信号。这时判决输出的是相对码，必须再经过差分解码把相对码序列变为绝对码序 列。如图5-16所示。
2DPSK信号还可采用相位比较法， 也叫差分相干解调法。这种方法不需 要恢复相干载波，通过比较前后码元 的载波相位来完成解调，其原理框图 及各点波形如图5-17所示。
数字信号的载波调制也有三种方式： 1）数字信号对载波振幅的调制即幅移键控(ASK)； 2）数字信号对载波频率的调制即频移键控(FSK)； 3）数字信号对载波相位的调制即相移键控(PSK)。
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第5章 数字信号频带传输
5.1 二进制幅移键控ASK系统
幅移键控是研究数字调制的基础，记作ASK(Amplitude Shift Keying)。幅移键控是 数字信号幅度调制中的一种典型调制方式，就是用数字基带信号去控制载波的幅度 变化。
图5-16 2DPSK信号的相干解调
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第5章 数字信号频带传输
a
b
c
d
0 01
01
01
01
e
图5-17 2DPSK信号的相位比较法解调
第19页/共47页
第5章 数字信号频带传输
5.4 多进制数字调制系统
通常把状态数大于2的信号称为多进制信号。将多进制数字信号(也可由基带二进 制信号变换而成)对载波进行调制，在接收端进行相反的变换，这种过程就叫多进 制数字调制与解调，或简称为多进制数字调制。
在实际通信系统中，为克服相位模糊对相干 解调的影响，最常用的办法是对调制器输入端 的数字基带信号进行差分编码后再进行绝对调 相，我们把这种调相称为相对调相。
第3章数字基带与频带传输系统
别与相应的同步相干载波相乘，再分别经低通
滤波器滤掉二倍频信号，取出含基带数字信息
的低频信号，抽样判决器在抽样脉冲到来时对
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24
2FSK
BPF1
f1 中心频率
f2
BPF2
x
LPF
cos c1t
x
LPF
cos c2t 解调器
v1
抽样
s(t)
判决器
v2
定时脉冲
的调制解调仿真演示
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+E -E
+E 0
+E -E
+E -E
+E -E
+E -E
+E -E
（ a（ （ （ （ NRZ（ （b）（ （ （ NRZ（ （c）（ （ （ RZ（ （d）（ （ （ RZ（ （e）（ （ （ （f）AMI（ （ g（ （ （ （ （ h（ CMI（
4
、单极性非归零（）码 二进制符号“”和“”分别对应正电平和零电平，在
从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪
声的影响，从而估计系统优劣程度。
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14
. 无噪声时的眼图
+1 1 1 0 1 0 0 0 1
0
Ts
-1
(a)
+1
0
-1
(b)
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(c)
(d)
15
眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强 弱。“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串 扰越小；反之表示码间串扰越大。 . 存在噪声时的眼图
按2PSK解调
解调过程演示
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30
第9章数字频带传输系统
2ASK解调方法有相干解调和非相干解调两种。
第9章数字频带传输系统
图9.3 2ASK信号产生方框图
s(t)
s2ASK(t) cosct
cosct
开关 s2ASK(t)
s(t)
(a)直接法
(b)键控法
第9章数字频带传输系统
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.3.1 2FSK信号及其功率谱 9.3.2 2FSK调制和解调
第9章 数字频带传输系统
9.1 概 述
9.2 二进制幅移键控(2ASK)
9.3 二进制频移键控(2FSK)
9.4 二进制相移键控(2PSK和2DPSK)
9.5 多进制数字调制系统 9.6 数字频带传输系统比较
第9章数字频带传输系统
9.1 概 述
数字频带传输系统是发端含有调制，收端 含有解调的数字通信系统。数字调制是用数字 基带信号改变高频载波的参数，实现基带信号 变换为频带信号的过程，此过程中信号频谱由 原来的低频信号搬移到高频段。数字解调是把 数字频带信号恢复成原来数字基带信号的过程， 此信号中的频谱由高频段恢复到原来的基带信 号的低频段。
第9章数字频带传输系统
9.3.1 2FSK信号及其功率谱
2FSK信号是用二进制数字基带信号控制高 频载波频率产生已调信号，具体地说，当 2FSK信号频率为f1时，代表基带信号“1”码， 2FSK信号频率为f2时，代表基带信号“0”码。 其波形如 图9.5所示。
第9章数字频带传输系统
图9.5 2FSK信号波形图
9.2.2 2ASK调制系统
1. 2ASK调制
2ASK调制方法有两种，如 图9.3 所示。一种
是通过乘法器让s(t)与载波cos相乘，这种方法是
数字频带传输系统
依然适用于对数字信号的处理。用数字基带信号对载波进
行调制，把数字基带信号的频谱搬移到较高的载波频率上，
这种信号处理方式称为数字调制，相应的传输方式称为数
字信号的频带传输。
•
频带传输是一种采用调制、解调技术的传输形式。数
字频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟
信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带
信号。调制是通过以改变高频载波的幅度、相位或频率，
使其随着基带信号的变化而变化来实现的；而解调则是将
基带信号从载波中提取出来的逆变换过程。
•
一般而言，数字调制技术可分为两种类型：一是利用
模拟方法去实现数字调制，也就是把数字基带信号当作模
拟信号的特殊情况来处理；二是利用数字信号的离散取值
Байду номын сангаас
特点键控载波，从而实现数字调制。第二种技术通常称为
频率或相位，形成数字调制信号，并送至信道。在信道中
传输的还有各种干扰。接收滤波器把叠加在干扰和噪声中
的有用信号提取出来，并经过相应的解调器，恢复出数字
基带信号s（t）或数字序列。
•
在第一代蜂窝移动通信系统中采用的是模拟调频
（FM）传输模拟语音，但其信令系统却是数字的，采用
2FSK数字调制技术。第二代数字蜂窝移动通信系统，传
信号参量可能有M（M＞2）种取值。一般而言，在码元速
率一定的情况下，M取值越大，则信息传输速率越高，但
其抗干扰性能也越差。
•
在实际应用中，根据已调信号的结构形式又可分为线
性调制和非线性调制两种。在线性调制中，已调信号表示
为基带信号与载波信号的乘积，已调信号的频谱结构和基
带信号的频谱结构相同，只不过搬移了一个频率位置。主
数字频带传输系统
解调器
解调：在接收端把已搬到给定信道 通带内的频谱还原为基带信号的过程
调制把基带信号频谱搬移到一定的频带范围以适应信道的要求
01
02
03
04
容易辐射
实现频率分配
实现多路复用
05
减少噪声和干扰的影响，提高系统抗干扰能力
概述：调制在通信系统中的作用
概述：调制的基本特征和分类
调制器
m (t )
QAM（Quadrature-Amplitude Modulation）
4
M进制振幅键控
5
最小频移键控
1
MSK（Minimum Shift Keying）
2
正交振幅调制
3
MASK（M-ary Amplitude Shift Keying）
6
其他数字调制系统
5 多进制数字调制系统
4 二进制数字调制系统的抗噪声性能
2FSK信号的一般原理与调制方法
时域表示及波形 数字频率调制又称频率键控，记作FSK（ Frequency shift-keying ），二进制频率键控记作2FSK。
01
03
02
7.2 二进制数字频率键控
它相当于载波在两种不同频率之间进行切换，故称频移键控 (FSK ——Frequency Shift－Keying)。
用载波的两种相位（0和π）去对应基带信号的“0” 与 “1”两种码元。因此二元数字调相就是让载波在两种相位间切换，故称相移键控。
数字相位调制又称相移键控，记作PSK（ Phase shift-keying ），二进制相位键控记作2PSK。
一、2PSK信号一般原理与调制方法
7.3 二进制数字相位键控
通信原理第七章数字带通传输系统课件
xDSL技术利用数字带通传输系统实现宽带接入，提供了高速上 网、视频通话等服务。
光纤通信系统
光纤通信系统利用数字带通传输系统实现长距离、高速、大容量 的数据传输，广泛应用于城域网、骨干网等。
卫星通信系统中的数字带通传输系统
卫星电视接收系统
数字带通传输系统用于卫星电视接收系统中传输电视信号，实现 了覆盖广泛的电视节目服务。
无线局域网（WLAN）
WLAN利用数字带通传输系统实现无线高速上网，提供了灵活的接入方 式和便捷的数据传输服务。
03
全球定位系统（GPS）
GPS通过数字带通传输系统发送和接收信号，实现了高精度的定位和导
航功能。
有线通信系统中的数字带通传输系统
有线电视网络
数字带通传输系统用于有线电视网络中传输电视信号，提供了高 清晰度、稳定的电视节目服务。
通信原理第七章数 字带通传输系统课 件
contents
目录
• 数字带通传输系统的基本概念 • 数字带通传输系统的调制技术 • 数字带通传输系统的解调技术 • 数字带通传输系统的性能分析 • 数字带通传输系统的实际应用案例
01
CATALOGUE
数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统的定义
数字带通传输系统是指利用调制 技术将数字信号转换为适合在带 通频段上传输的信号的一种通信
差错控制技术
采用各种差错控制技术，如奇偶校验、循环冗余校验、自动重传等， 可以降低误码率，提高抗干扰性能。
带通传输系统的频带利用率
频带利用率
数字带通传输系统的频带利用率 是指在有限的频带资源内传输尽 可能多的信息。
调制方式
采用高效的调制方式，如QPSK、 16QAM、64QAM等，可以有效 提高频带利用率。
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统频带利用率
数字带通传输系统是一种基于数字信号传输的通信技术，目前已广泛应用于数据传输、视频传输、音频传输等领域。
在数字带通传输系统中，频带利用率是一个非常重要的指标，它反映了数字信号在频带上的利用效率。
频带利用率是指在一定的频带宽度内，数字信号所占用的比例。
在数字带通传输系统中，数字信号通常采用调制的方式进行传输，不同的调制方式对频带利用率有不同的影响。
例如，QPSK调制方式下的频带利用率是50%，16QAM调制方式下的频带利用率是64%，64QAM调制方式下的频带利用率是76%。
除了调制方式外，数字带通传输系统的频带利用率还受到其他因素的影响，如信噪比、码率等。
当信噪比较低时，数字信号的误码率较高，频带利用率也会受到影响；当码率较高时，数字信号所占用的频带宽度也会增加，频带利用率也会相应地减少。
为了提高数字带通传输系统的频带利用率，可以采用多种技术手段，如信道编码、调制方式的选择、功率控制等。
通过这些手段，可以在不增加带宽的情况下提高数字信号的传输效率，从而提高数字带通传输系统的频带利用率。
- 1 -。
数字基带传输系统
人工智能技术将在数字基带传输系统中得到广泛应用，以提高系统的 智能化水平和自适应性。
06
数字基带传输系统的应用 实例
有线电视网络
数字电视信号传输
数字基带传输系统用于将数字电视信号从信号源传输到接收设备， 确保图像和声音的质量和稳定性。
交互式服务
数字基带传输系统支持多种交互式服务，如互联网接入、语音通话 和视频会议等，提供更丰富的媒体内容。
无线宽带接入
数字基带传输系统支持无线宽带接入 服务，如WiFi和WiMAX，提供高速 数据传输和互联网接入。
工业自动化控制系统
1 2 3
传感器数据传输
数字基带传输系统用于将传感器数据从工业现场 传输到控制中心，实现实时监测和控制。
远程控制
数字基带传输系统支持远程控制功能，允许操作 员通过计算机或移动设备对工业设备进行远程操 作。
数字基带传输系统
目 录
• 数字基带传输系统概述 • 数字基带传输系统的组成 • 数字基带传输系统的性能指标 • 数字基带传输系统的关键技术 • 数字基带传输系统的优势与挑战 • 数字基带传输系统的应用实例
01
数字基带传输系统概述
定义与特点
定义
数字基带传输系统是指利用电缆、光 纤等传输介质直接传输基带信号的系 统。
噪声和失真影响
在长距离传输中，噪声和失真会对数字信号造成影响，导致误码率的 增加。
同步问题
在多路复用系统中，需要保证各个通道之间的同步，以确保数据的正 确传输。
网络安全问题
随着数字基带传输系统的广泛应用，网络安全问题也日益突出，需要 采取有效的安全措施来保护数据的安全。
未来发展方向
更高速度和更远距离的传输
《数字带通传输系统》课件
新型多址接入技术的研究
总结词
探索新型多址接入技术，解决传统多址接入方式面临的挑战，提升数字带通传输系统的容量和性能。
详细描述
随着移动互联网和物联网的快速发展，传统的多址接入方式面临着诸多挑战。为了满足日益增长的通 信需求，研究者们正积极研究新型多址接入技术，例如基于稀疏码的多址接入、基于人工智能的多址 接入等新技术，以提高数字带通传输系统的容量和性能。
高频谱利用率是数字带通传输系统的追求目标之一，可以提高通 信系统的容量和传输效率。
影响因素
影响频谱利用率的因素包括信号调制方式、多进制调制、信道特 性等。
通信容量性能评估
通信容量定义
通信容量是指数字带通传输系统在特定信道条件下，单位时间内 能够传输的最大比特数。
通信容量性能指标
通信容量是衡量数字带通传输系统整体性能的重要指标，大通信容 量可以提高系统传输数据的速度号的 压缩、加密等处理，以满足不同应用 场景的需求。
通过数字信号处理技术，可以对信号 进行滤波、去噪、均衡等处理，从而 减小信号失真和干扰，提高信号的传 输质量和可靠性。
多址接入技术
多址接入技术是数字带通传输系统中的重要技术之一，主要用于实现多 个用户同时接入信道进行通信。
《数字带通传输系统》PPT 课件
目录
• 引言 • 数字带通传输系统概述 • 数字带通传输系统的基本原理 • 数字带通传输系统的关键技术
目录
• 数字带通传输系统的性能评估 • 数字带通传输系统的未来发展
01
引言
课程背景
数字带通传输系统是通信领域中的重要组成部分，广泛应用于音频、视频、数据传 输等方面。
同步传输与异步传输
同步传输是指发送端和接收端的时钟频率一致，异步传输则没有这 个要求。
通信原理第7章数字频带传输系统
1 若P = 2 Ps ( f
Ps ( f )
)
Ts 1 2 Sa (π fTs ) + δ ( f 4 4
)
0
1 Ts
2 Ts
3 Ts
f
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
西安电子科技大学 通信工程学院
（2）相干解调法
BPF
e2 FSK ( t ) a
ω1
b
× ×
c
LPF
d
抽判
BPF
ω2
e
cos ω1t cos ω2t
h
f
LPF
g
注：频差要足够大
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
e2 ASK ( t ) = s ( t ) cos ωc t
原理框图和波形 误码性能
传输带宽 频带利用率
相干和非相干
7.1 二进制调制与解调原理
西安电子科技大学 通信工程学院
一、二进制振幅键控（2ASK）
1.信号表示及波形
= s (t )
∑ a g ( t − nT )
n s n
单极性不归零
1
Ts
P 0, an = 1, 1 − P
1, 0 ≤ t ≤ Ts g (t ) = 其它 0,
t t t t
= s1 ( t )
a n g ( t − nTs ) ∑ 相位不一定连续 n
0, = n1t s ( t ) cosa ω 1,
数字通信系统的模型
数字通信系统的模型∙数字通信系统的分类∙数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。
1. 数字频带传输通信系统数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字”的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。
例如前边提到的第二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。
另外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。
这是通过所谓的差错控制编码来实现的。
于是，就需要在发送端增加一个编码器，而在接收端相应需要一个解码器。
第二，当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。
第三，由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有一个与发端相同的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。
另外，为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。
在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。
综上所述，点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。
需要说明的是，图中调制器 / 解调器、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节，在具体通信系统中是否全部采用，这要取决于具体设计条件和要求。
但在一个系统中，如果发端有调制 / 加密 / 编码，则收端必须有解调 / 解密 / 译码。
通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。
2. 数字基带传输通信系统与频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 1-4 所示。
数字带通传输系统的最高频带利用率
数字带通传输系统的最高频带利用率
数字带通传输系统的最高带宽利用率
1. 什么是数字带通传输系统？
数字带通传输系统是一种高效率的数字信号传输技术，它主要是将信
号从一个频率转换到另一个频率，以加强系统的带宽，同时提高信号
回收的效率。
通常，它会使用有损或无损的数字压缩技术，以节省带宽，在高速通信中使用。
2. 数字带通传输系统的最高带宽利用率是怎样的？
数字带通传输系统的最高带宽利用率取决于传输线路、传输器宽度和
信号传输质量。
通常，数字带通传输系统可以获得高达90％以上的带
宽利用率。
该技术可以实现有效的、容量丰富的信号传输，并最大限
度地实现稳定的带宽保证。
3. 提高数字带通传输系统的带宽利用率
（1）使用高级压缩技术：使用压缩技术，可以获得更高的带宽利用率，因为这种技术可以有效地压缩原始信号，从而节省传输带宽。
（2）采用较低频带：较低的频带可以提高系统的传输速度，从而提高带宽利用率。
（3）使用动态调制/解调器：使用这种技术可以根据特定信道中的信号情况进行有效的频率调节，以最大限度地提高带宽利用率。
（4）消除线路噪声：减少线路噪声可以改善信号传输的质量，因而增强带宽利用率。
（5）建立带宽调节计划：建立带宽调节系统可以根据网络的实际情况动态调整带宽，以获得最佳的带宽利用率。
总之，通过采用可提高带宽利用率的传输技术，可以帮助企业有效地利用带宽资源，从而实现快速、高效率的通信。
数字基带传输系统的频带利用率
数字基带传输系统的频带利用率数字基带传输是一种在通信系统中广泛应用的传输技术，它通过将模拟信号转换为数字信号进行传输。
在数字基带传输中，频带利用率是一个重要的指标，它衡量了系统在给定频率范围内能够传输的数据量。
频带利用率是指单位频谱带宽内可传输的最大数据量。
通信系统的频率范围是有限的，因此如何提高频带利用率，以实现更高的数据传输速率，一直是通信技术研究的焦点之一。
在数字基带传输系统中，频带利用率的提高可以通过以下几种方法实现：1. 调制技术：调制技术是一种将数字信号转换为模拟信号的过程。
常见的调制技术有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
通过选用适当的调制技术，可以在有限的频带范围内传输更多的数据，从而提高频带利用率。
2. 多址技术：多址技术是一种将多个用户的信号通过同一频带传输的技术。
常见的多址技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等。
通过多址技术，多个用户可以在同一频带范围内同时进行通信，从而提高频带利用率。
3. 谱形塑造技术：谱形塑造技术是一种通过信号处理技术改变信号的频谱形状的方法。
通过塑造信号的频谱形状，可以减小信号的带宽，从而实现更高的频带利用率。
常见的谱形塑造技术有滤波器、非线性变换和压缩变换等。
4. 增强信号编码技术：增强信号编码技术是一种将冗余数据从信号中剔除的方法，从而提高数据传输的效率。
通过有效地利用信号的统计特性和冗余性，可以减少传输中的数据量，从而提高频带利用率。
常见的增强信号编码技术有差分编码、霍夫曼编码和矢量量化等。
尽管上述方法可以提高数字基带传输系统的频带利用率，但是在实际应用中，也会面临一些挑战和限制。
首先，不同的调制技术、多址技术和谱形塑造技术会互相影响，需要综合考虑它们的特点和适用条件。
其次，频带利用率的提高往往会伴随着更高的要求和复杂性，需要在成本、功耗和系统性能等方面做出平衡。
总结起来，数字基带传输系统的频带利用率是指单位频谱带宽内可传输的最大数据量。
频带传输频移,相移电路 框图,并解释工作原理
频带传输频移,相移电路框图,并解释工作原理
数字调制:用基带数字信号控制高频载波，把基带数字信号变换为频带数字信号的过程。
那么，已调信号通过信道传输到接收端，在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号，这种数字信号的反变换称为数字解调。
数字解调：在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号。
通常，我们把数字调制与解调合起来称为数字调制，把包括调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。
数字调制：把数字调制与解调的统称。
数字信号的频带传输系统：包括调制和解调过程的传输系统。
在大多数的数字通信系统中，通常选择正弦波信号为载波，这一点与模拟调制没有什么本质的差异，它们均属于正弦波调制。
然而数字调制与模拟调制又有不同点，其不同点在于模拟调制需要对载波信号的参量连续进行调制，在接收端需要对载波信号的已调参量连续进行估值；而在数字调制中则可用载波信号参量的某些离散状态来表征所传输的信息，在接收端也只要对载波信号的调制参量有限个离散值进行判决，以便恢复出原始信号。
数字基带传输系统的频带利用率
数字基带传输系统的频带利用率随着信息技术的发展，数字基带传输系统在通信领域得到了广泛应用。
数字基带传输系统是一种将数字信号直接传输到信道的系统，它具有高带宽、低误码率和强抗干扰能力的特点。
而频带利用率是衡量数字基带传输系统性能的重要指标之一。
频带利用率是指数字基带传输系统在给定的频带宽度内能够传输的信息量的比例。
在实际应用中，为了提高频带利用率，我们需要采取一系列的技术手段和策略。
调制技术是提高频带利用率的关键。
调制技术可以将数字信号转换为适合传输的模拟信号，从而实现信号的传输和复用。
常见的调制技术包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
通过合理选择调制方式和参数，可以有效地提高频带利用率。
多路复用技术也是提高频带利用率的重要手段。
多路复用技术可以将多个信号合并在一个信道中传输，从而实现信道的共享。
常见的多路复用技术包括时分复用(TDM)、频分复用(FDM)和码分复用(CDM)等。
通过合理地分配时隙、频带和码片，可以充分利用信道资源，提高频带利用率。
调制解调器的设计和优化也对频带利用率起着重要的影响。
调制解调器是数字基带传输系统中的关键设备，它负责将数字信号转换为模拟信号进行传输，并将接收到的模拟信号转换回数字信号。
通过优化调制解调器的设计和算法，可以提高信号的传输效率和抗干扰能力，进而提高频带利用率。
误码率控制和信号处理技术也是提高频带利用率的重要手段。
误码率控制技术可以有效地降低信号传输过程中的误码率，提高传输质量。
信号处理技术可以对信号进行增强和优化，提高信号的抗干扰能力和可靠性。
通过采用这些技术手段，可以进一步提高频带利用率。
数字基带传输系统的频带利用率是衡量其性能的重要指标之一。
通过采用合适的调制技术、多路复用技术、调制解调器设计和优化、误码率控制和信号处理技术等手段，可以有效地提高频带利用率，充分利用信道资源，实现高效的数据传输。
随着技术的不断进步，相信数字基带传输系统的频带利用率将继续得到提高，为信息通信领域的发展做出更大的贡献。
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f0(x) f1(x)
O
a
x
(a)
O
x
(b)
抽样值x的一维概率密度函数
b
P(0 /1) P(x b) f1(x)dx
1
2 n
b
exp
(
x a)2
2
2 n
dx
1
1 2
erfc
ba
2 n
P(1/ 0) P(x b) b f0 (x)dx
1 x2 1 b
统的误码率Pe最小。这个门限就称为最佳判决门限。
f (x)
P (0) f0(x)
P (1) f1(x)
O b b*
a
x
同步检测时误码率的几何表示
求最佳门限b*，
Pe 0
b
a
2 n
ln
P(0)
b
2 a P(1)
当P(1)=P(0)=1/2时
b a 2
则最小误码率为
Pe
1 2
erf c
r 4
式中
r
与同步检测法类似，在系统输入信噪比一定的情 况下，系统误码率将与归一化门限值b0有关。
求最佳门限b*，
P(1)=P(0)
Pe 0 b
a2
2
2 n
ln
I
0
ab
2 n
当 r 1
a2
2
2 n
ab
2 n
b
a 2
最佳归一化门限b0*
b0
b
n
r 2
当 r 1
a2
2
2 n
1 4
ab
2 n
2
b
2
2 n
归一化门限值
a2
r
2
2 n
信噪比
Marcum Q 函 数
P(1/ 0) P(V b) b f0 (V )dV
V e dV e e
V
2
/
2
2 n
b
2
/
2
2 n
b02 / 2
b2
n
总误码率 Pe P(1)P(0 /1) P(0)P(1/ 0)
P(1) 1 Q( 2r ,b0 ) P(0)eb02 /2
二进制振幅键控（2ASK）
振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而 变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，则 为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列由0、 1序列组成，发送0符号的概率为P，发送1符号的概 率为1-P，且相互独立。该二进制符号序列可表示为
其中
s(t) an g(t nTS )
发送符号“1” 发送符号“0”
式中
ui
(t
)
AK 0,
c
osct
,
a c
0,
osct,
0 t Ts 其它
0 t Ts 其它
设接收端带通滤波器具有理想矩形传输特性，恰好使 信号完整通过，则带通滤波器的输出波形y(t)为
y(t) uni((tt)), n(t),
发送符号“1” 发送符号“0”
相乘器
cos 1t
cos 2t
带 通 滤波 器
相乘器
(b)
低通 滤波器
定时脉冲 抽样 输出 判决器
低通 滤波器
相干解调
二进制移频键控信号解调器原理图
11 00 1 000 1 0 1 2FSK信 号
2FSK非相干解调过程的时间波形
a e2FSK (t)
b 限幅
c 微分
整流
d
脉 冲形 e 成
f 低通
发送符号“1” 发送符号“0”
uT
(t
)
Ac 0,
osct
,
0 t Ts 其它
发送端
信道
带通滤波器
相乘器 低通滤波器
输出 抽样判决器
sT(t)
yi(t )
ni(t)
y(t)
z( t )
2c osc(t )
x( t )
Pe
定时脉冲
2ASK信号同步检测法的系统性能分析模型
yi (t) unii((tt)), ni (t),
e2FSK
(t)
an g(t nTS ) cos1t
n
an g(t nTS ) cos2t
n
二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调 频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。
基带信 号
振 荡 器1 f1
反相器
选 通 开关 相 加 器 e2FSK (t)
振 荡 器2 f2
选 通 开关
二进制移频键控（2FSK）
在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进 制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进 制移频键控信号(2FSK信号)。若二进制基带信号的1 符号对应于载波频率f1，0符号对应于载波频率f2，则 二进制移频键控信号的时域表达式为
e2FSK
(t)
an g(t nTS ) cos(1t n )
n(t)为窄带高斯噪声，其均值为零，方差为σ2n。
n(t) nc (t) cosct ns (t) sin ct
y(t) ancc(ots)cocts cntc(tn) sc(ot)ssicntcnt s (t) sin ct
a
nc
(t
nc (t)cosct
) cosct ns
ns (t) sin
Tb
t
载 波 信号 t
2A SK信 号 t
二进制振幅键控信号时间波型
开 关 电路
乘 法 器 e2ASK (t) s(t)
cos ct
e2ASK (t)
cos ct
(a) 模拟相乘
s(t)
(b) 数字键控
二进制振幅键控信号调制器原理框图
2ASK信 号与模拟调制中的 AM 信号类似。所以，对 2ASK信号也能够采用非相干解调(包络检波法)和相干 解调(同步检测法)。
n
0, an 1,
发送概率为P 发送概率为1 P
g(t)
1, 0,
0 t Ts 其它
则二进制振幅键控信号可表示为
e2ASK (t) an g(t nTS ) cosct
n
2ASK信号的时间波形随二进制基带信号s(t)通断变化， 所以又称为通断键控信号（OOK信号）。
1
0
1
1
0
0
1
s(t)
) sin 1t
1t
y2 (t)
an2c(ots)2t
n2 (t)
na2c(tn)2cc
os2t n2s
(t)cos2t
(t
) sin2t
n2s (t) sin
2t
若 只 发 送 “ 1”y1(t) a n1c (t)cos1t n1s (t) sin 1t
y2 (t) n2c (t) cos2t n2s (t) sin 2t
(t) sinct,
ct
,
发送符号“1” 发送符号“0”
z(t) 2 y(t) cosct
a
nc
nc (t) a
(t) nc (t) cos
nc (t)cos2ct ns (t)
2ct ns (t) sin 2ct,
s
in
2ct
,
“1” “0”
x(t) anc(tn)c,(t),
发送符号“1” 发送符号“0”
n
n
bn g(t nTS ) cos(2t n )
ak
1 011001
a
s(t)
t
b
s(t)
t
c
t
d
t
e
t
f
t
g 2FSK信 号
t
二进制移频键控信号的时间波形
bn an 是反码关系
n , n 分别代表第n个信号码元的初始相位。在2ASK
信号中，它们不携带信息，通常可设为零。
因此，二进制移频键控信号的时域表达式可简化为
数字频带传输系统
数字频带传输系统
调制器 基带信号输入
信道 噪声源
解调器 基带信号输出
数字调制系统的基本结构
在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性， 数字基带信号不能直接在这种信道中传输，因此， 必须用数字基带信号对载波进行调制，产生已调数 字信号。类似与模拟调制，有数字振幅调制、数字 频率调制和数字相位调制。
u2T
(t
)
Ac 0,
os2t,
0 t Ts 其它
0 t Ts 其它
yi (t)
KKuu10TT((tt))nnii((tt))
aaccooss21tt
ni (t), ni (t),
发送符号“1” 发送符号“0”
发送端
信道
sT(t) ni(t)
带通 滤波器 1
y1(t) yi(t)
带通 滤波器 2
2ASK信号非相干解调过程的时间波形
PASK
1 4
P
C
P
C
二进制振幅键控信号的功率谱密度由离散谱和连续谱两部分组
成。离散谱由载波分量确定，连续谱由基带信号波形g(t)确定，
二进制振幅键控信号的带宽B2ASK是基带信号波形带宽的两倍, 即B2ASK=2B。
P2ASK ( f )
0 dB
－ 2fs －fc －fs －fc －fc ＋fs －fc ＋ 2fs O fc － 2fs fc －fs fc fc ＋fs fc ＋ 2fs f
2 n
b
exp
2
2 n
dx
2
erfc
2
n
式中： erfc (x) 2 exp( y2 )dy