第四章数字信号的频带传输
模块六数字信号的频带传输课件
电话网络
在电话网络中，采用脉冲编码调 制（PCM）等技术将模拟语音信 号转换为数字信号进行传输，提
高通话质量和网络效率。
有线电视网络
在有线电视网络中，采用数字调制 技术将数字视频信号转换为适合同 轴电缆或光纤传输的模拟信号，实 现高清电视节目的传输。
以太网
在以太网等局域网中，利用数字基 带传输技术将数字信号直接传输到 目的地，实现高速数据交换和文件 共享等功能。
光纤通信系统中的数字信号频带传输
波分复用技 术
在光纤通信系统中，采用波分复用（WDM）等技术将多个数字信 号调制到不同波长的光载波上进行传输，提高光纤的传输容量和利 用率。
光放大器
利用光放大器对光纤中传输的数字信号进行放大和补偿，延长光纤 的传输距离和提高信号质量。
光交换技术
在光网络中，采用光交换技术对数字信号进行路由选择和交换，实现 光层上的高速数据传输和灵活组网。
PSK调制原理
调制方式
相移键控（PSK）是一种数字调制方式，通过改变载波的相位来传递数字信息。
调制原理
在PSK调制中，二进制数字信号“0”和“1”分别对应载波的两种不同相位状态。当发送 “1”时，载波相位发生180度的变化；当发送“0”时，载波相位保持不变。
优缺点
PSK调制具有较高的频谱利用率和抗干扰能力，适用于高速率、远距离的数字通信系统。 此外，PSK调制还具有实现简单、成本低的优点。然而，PSK调制对相位噪声和频偏较为 敏感，因此需要采取一定的措施来减小这些影响。
80%
高速化
随着通信技术的不断发展，数字 信号的频带传输速度将不断提高， 满足日益增长的信息传输需求。
100%
宽带化
为了适应多媒体信息的传输需求， 频带宽度将不断拓展，实现更高 速率的信息传输。
《数字通信系统原理》(参考答案)复习要点及题
《数字通信系统原理》复习要点说明：要点以教材中的相关内容为基础，各章小结及习题为重点。
1.通信的概念、通信系统的模型2.通信系统的分类和通信方式、资源3.数字通信的主要特点及数字通信系统4.数字通信技术的现状与未来5.数字通信系统的性能及相关的一些概念6.数字与数据通信7.消息、信号与信息8.信号的频谱分析基础9.随机过程的基本概念10.通信信道及信道容量、常用带宽11.信源及其编码的概念12.模拟信号数字化传输方法13.波形编码（PCM、 ）14.数字基带信号及常用码型15.数字基带传输系统、眼图16.信道编码的概念、基本原理和术语17.信道复用与多址技术的基本概念18.FDM和TDM与数字复接19.帧结构20.数字信号的调制（频带）传输的概念21.数字信号调制系统的技术比较（MASK、MFSK、MPSK）22.同步的基本概念、分类和比较《数字通信系统原理》复习题（上部分）1简述通信系统的分类和通信方式、主要通信资源2数字通信系统模型3数字通信的主要特点4简述数字通信技术的现状与未来5什么是数字消息？什么是模拟消息？什么是数字信号？什么是随机信号？什么是模拟信号什么是基带信号？6信道容量的含义？7简述数字通信的主要特点8简述数字通信系统的质量指标9简述数字通信与数据通信的概念与区别10简述信号的分类11简述功率信号和能量信号的含义12简述信道的定义与分类什么是抽样定理？有什么实际意义？13什么是量化？量化的作用是什么？叙述量化是如何进行的。
14画出PCM 通信系统的方框图，由模拟信号得到PCM信号要经过哪几步？模拟题（部分）1．数值上取有限个离散值的消息一定是数字消息。
（）2．时间上离散的消息一定是数字消息。
（）3．数字消息必定是时间上离散，且数值上离散的。
（）4．离散信源中，消息出现的概率越大，该消息的信息量也越大。
（）5．在M元离散信源中，M个消息的出现概率相等时，信源的熵最大。
（）6．高斯随机过程若是广义平稳的，则必定是严格平稳的。
数据通信原理课程
(学时： 50 )数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共 50 学时， 3.0 学分，其中实验课程 10 学时。
本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人材的需要而设置的。
通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。
1．基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。
本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。
2．基本方法本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。
1．授课教材《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社(2022 年第 1 版)。
2．主要参考书目《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社(2022 年第 2 版)。
《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社(2000 年第二版)；《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社(2001 年第一版)；《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社(1999 年)。
本课程共 3.0 学分，总教学共 50 学时，具体学时分配如下表：各章节内容学时数第一章：绪论 4第二章：数据通信基础知识 6第三章：数据信号的基带传输 8第四章：数据信号的频带传输 8第五章：差错控制与信道编码 8第六章：物理层接口与传输控制规程 2第七章：分组交换数据网 4实验 10第一章绪论(4 学时)1、目的要求：本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。
通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案
第四章（数字基带传输系统）习题及其答案【题4－1】设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。
【答案4－1】【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由g(t)和g(t)组成，其出现概率分别为p和(1p)：1）求其功率谱密度及功率；2）若g(t)为图（a）所示的波形，T为码元宽度，问该序列存在离散分量s1f Ts否？3）若g(t)改为图（b）所示的波形，问该序列存在离散分量1f Ts否？【答案4－2】1）随机二进制序列的双边功率谱密度为2 2P ( ) f P(1 P) G ( f ) G ( f ) f [PG (mf ) (1 P)G (mf )] ( f mf ) s s 1 2 s 1 s 2 s sm由于g1(t) g2 (t) g(t )可得：22 2 2P ( ) 4 f P(1 P)G ( f ) f (1 2P) G(mf ) ( f mf )s s s s sm式中：G( f )是g(t )的频谱函数。
在功率谱密度P() 中，第一部分是其连续谱成s分，第二部分是其离散谱成分。
随机二进制序列的功率为1S P ( )ds2－－22[4 f P(1 P)G ( f ) f (1 2P)G (mf ) ( f mf )] dfs s s sm224 f P(1 P) G ( f )df f (1 2P)G( mf ) ( f mf )dfs s s s－－m2 2 24 f P(1 P) G ( f )df f (1 2P) G( m f )s s s－m22）当基带脉冲波形g(t ) 为Ts1 tg(t) { 20 elset g(t )的付式变换G( f )为G( f ) T Sa( T f )s s因此sinG( f s ) T s Sa( T s f s) T s 0式中：fs1T 。
基带传输和频带传输的概念
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。
数字通信原理课后习题答案解析
《数字通信原理》习题解答第1章 概述1-1 摹拟信号和数字信号的特点分别是什么?答：摹拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。
1-2 数字通信系统的构成模型XX 源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。
答：信源编码的作用把摹拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。
信源解码的作用把数字信号还原为摹拟信号，即完成数/模变换的任务。
话音信号的基带传输系统模型为1-3 数字通信的特点有哪些?答：数字通信的特点是：（1）抗干扰性强，无噪声积累；（2）便于加密处理；（3）采用时分复用实现多路通信；（4）设备便于集成化、微型化；（5）占用信道频带较宽。
1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累?答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。
1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。
答：符号速率为信息传输速率为1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。
答：76105.210221)()(-⨯=⨯⨯==N n P e 传输总码元发生误码个数 1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //?答：频带利用率为1-8数字通信技术的发展趋势是什么？答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开辟应用，用户数字化和高速大容量等。
第2章 数字终端编码技术——语声信号数字化2-1 语声信号的编码可分为哪几种？答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM、ADPCM 等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。
2-2 PCM 通信系统中A ／D 变换、D ／A 变换分别经过哪几步?答：PCM 通信系统中A ／D 变换包括抽样、量化、编码三步；D／A 变换包括解码和低通两部份。
频带传输技术
频带传输技术
频带传输的定义
频带传输，有时也称宽带传输，是指将数字信号调制成音频信号后再发送和传输，到达接收端时再把音频信号解调成原来的数字信号。
我们将这种利用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输技术。
是利用模拟信号进行数据传输是一种比较普遍的通信方式。
频带传输将代表二进制数据的“1”和“0”信号，通过调制解调器变成具有一定频带范围的模拟信号进行传输。
典型的例子就是电话电路，其特性是带通型，一般频率范围为300～3400Hz，基带信号不能通过，所以要采取措施把基带信号调制解调到电话电路的频带范围内传输，频带传输可实现远距离的数据通信。
在实现远距离通信时，经常借助于电话线路，此时就需要利用频带传输方式。
采用频带传输时，调制解调器 Modem）是最典型的通信设备，要求在发送和接收端都要安装调制解调器。
《数字频带传输系统》课件
数字频带传输系统的软件实现技术
数字信号处理算法
包括调制解调、信道编码解码、同步算法等，这些算法通过编程实 现，是数字频带传输系统的软件基础。
实时操作系统
为了实现软件的实时性，需要采用实时操作系统（RTOS），它能 够提供多任务管理和任务调度等功能，保证软件的实时性和稳定性 。
软件测试与验证
为了保证软件的正确性和可靠性，需要进行软件测试和验证，包括单 元测试、集成测试和系统测试等。
降低误码率的方法
采用信道编码、差错控制编码等技术来降低误码率， 提高传输的可靠性。
数字频带传输系统的频谱效率分析
01
频谱效率定义
频谱效率是指在一定的带宽内传 输一定速率的数据所需的调制样 值数目。
02
频谱效率与调制方 式的关系
不同的调制方式具有不同的频谱 效率，例如QPSK的频谱效率较 低，而16QAM的频谱效率较高 。
信号的编码与解码
编码
将原始信息转换为二进制代码，以便在数字频带传输系统中传输。常见的编码方 式包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
解码
将经过编码的二进制代码还原为原始信息，以便在接收端显示或处理。解码过程 与编码过程相反。
信号的同步与去同步
同步
使发送端和接收端的时钟频率保持一致，以确保信号在传输 过程中不会出现失真或错位。同步通常通过提取时钟信号或 使用同步协议实现。
云计算与大数据
数字频带传输系统将为云计算和大数据提供稳定 、高效的数据传输服务，支持大规模数据处理和 分析。
数字频带传输系统的标准化与互通性
01
02
03
国际标准组织
数字频带传输系统将积极 参与国际标准组织的工作 ，推动数字频带传输技术 的标准化和互通性。
数字传输技术
数字信号载波传输
载波S(t) S(t)=Asin(ω t+Φ) S(t)的参量包括：
A：振幅 ω ：角频率 Φ：相位
数字调制就是使上述三个参量随数字基带 信号的变化而变化。
最基本的数字数据→模拟信号调制方式有 以下三种（如图2-5所示）。
（1）幅移键控方式（ASK，Amplitude-Shift Keying） （2）频移键控方式（FSK，Frequency-Shift Keying） （3）相移键控方式（PSK，Phase-Shift Keying）
．宽带传输
宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部 分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传 输，这样的系统称为宽带传输系统。宽带传输系 统属于模拟信号传输系统，它能够在同一信道上 进行数字信息或模拟信息服务，宽带传输系统可 以容纳全部广播信号，并可进行高速数据传输。
局域网中，传输方式分基带传输和宽带传输。它们 的区别在于：基带传输的信号主要是数字信号， 宽带传输的是模拟信号；基带传输的数据传输速 率范围为0～10Mb/s，其典型的数据传输速率范 围为1～2.5Mb/s；宽带传输的数据传输速率范围 为0～400Mb/s，通常使用的传输速率是5～ 10Mb/s。一个宽带信道还可以被划分为多个逻辑 基带信道。宽带传输能把声音、图像和数据等信 息综合到一个物理信道上进行传输。宽带传输采 用的是频带传输技术，但频带传输不一定是宽带 传输。
简单说来，就是将数字信号1或0直接用两种 不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。 如短距离的脉冲编码调制（PCM）局间中继、 局域网计算机间的数据传送常采用基带传输 方式。
数字信号载波传输
数字信号的频带传输
2、2ASK调制与解调
(a)
开关
载波 发生器
S
e(t)
s(t)
(b()a)
1 图 40-4 AS1K波形1产生器0 框图0
（1） 产生 二进制振幅键控信号的产生方
法(调制方法)有两种，如图4-4所示。 其中，图（a）采用模拟调制方式的 ASK调制方法。相乘器将数字基带信 号（单极性NRZ码）和高频载波相 乘，得到ASK信号；图（b）采用数 字键控方法，由数字基带信号去控制 一个开关电路。当出现1码时开关S闭 合，有高频载波输出；出现0码时开 关S断开，无高频载波输出。
相乘。我们知道二进制NRZ波形的频谱如书上P58图4-6（a）所 示，乘法器可以使信号的频谱搬移到载波的两边，因此可得到 ASK信号的频谱如图4-6(b)所示，从中可以得到一个重要的结 论：ASK信号的频带宽度是基带信号的2倍。
2020/1/4
常州信息职业技术学院 电子系 张立中
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4.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
力较差，它的功率利用率和频带利用率都不高，故在数字通信
中应用得不多，一般都是与具他种调制方式合用。
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常州信息职业技术学院 电子系 张立中
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4.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
书上P58例4-1：假设电话信道具有理想的带通特性，频率范 围为300-3400Hz，试问该信道在单向传输ASK信号时最大的传输 码率为多少？
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4.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
4.1.1 二进制振幅键控（2ASK）
4 1、信.号波形
图 4-3 所示是一个ASK
信号波形的例子。正弦载
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。
数字信号的频带传输详解
Amplitude Shift Keying
一、数字幅度调制
二进制幅移键控(2ASK) OOK
基本思想：利用数字基带信号键控载波幅度的变化，即传
送“1;φc)，传送“0”信号 无载波输出。
以概率 P 发送“ 1”时 Acos(c t c ), 2 ASK信号波形：eOOK (t ) 0， 以概率1 P 发送“0”时
t
(c) s2 t cos 2t
1
t
2FSK实现方法（一）
相位连续的2FSK信号
压控振 荡器
21
2FSK实现方法（二）
22
相位连续性
23
三、数字调相
概念 —— 以基带数据信号控制载波的相位，称为数
字调相，又称相移键控，简写为PSK。
Phase Shift Keying
基本思想：
利用基带数字信号控制载波相位的变化来传输数字信息“1”和“0”
数字基带调制信号 以2ωc为载波频率 的高频信号
将此信号通过低通滤波器就可以滤除第二项，只输出第一项，从 而得到原调制信号。
二、数字调频
概念 —— 以基带数据信号控制载波的频率，称为数
字调频，又称频移键控，简写为FSK。 Frequency Shift Keying
二进制频移键控(2FSK)
基本原理
数字信号的频带传输
1
基带和频带传输模型
数字信号 码型生成器 数字信道 接收 滤波器 抽样判决器
噪声
数字基带传输模型
数字基带 信号 调 制 器 信道 接收 滤波器 解 调 器 抽 样 判 决 器
噪声
频带传输模型
2
基本概念
通信原理第4章 数字基带传输
2020/1/25
第4章 数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
数字基带传输系统模化为
其中
d(t) bk (t kTs )
k
H( f ) HT ( f )HC ( f )HR ( f )
h(t) F 1[H ( f )] H ( f )e j2 ft df
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
【例4-2】试分析下图a）所示双极性全占空矩形脉冲序列 的功率谱。设“１”、“0”等概。
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第4章 数字基带传输
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
AMI码数字基带信号如下图（a）所示，“1”、“0”等 概，则其功率谱表达式为 P( f ) A2Ts Sa2 ( fTs ) sin2 ( fTs )
y(t) bk h(t kTs ) nR (t) k
研究表明，影响系统正确接收的 因素有两个： ① 码间干扰（Inter-Symbol
Interference—ISI）
② 信道中的噪声
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第4章 数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
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第4章 数字基带传输
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第4章 数字基带传输
将输入数字信号 变换成适合信道 传输的信号
低通型 信道
滤除噪声和 校正信道引 起的失真
输入
a
码型
发送
变换 b 滤波器
信道
c
定时脉冲
噪声 n(t)
接收 d
滤波器
取样 判决
第四章 数字信号的频带传输
1 单极性不归零码 0
1
1 0
已调载波s(t)
1 双极性不归零码 0
1
1
0
已调载波s(t)
3） 2ASK调制波功率谱
p (f) E单
A2 (f-fc) 8
pEQ(f)
fc-2fs fc-fs
fc fc+fs fc+2fs
fc-2fs fc-fs
fc fc+fs fc+2fs
3） 2ASK调制波功率谱
1000HZ及2000HZ。试求二进制数字信息为 1100101时，画出其对应 2FSK信号波形。 解：设2FSK的调制规则为：“1”对应载波频率为f1=2000HZ，“0”对应载 波频率为f2=1000HZ，则2FSK信号的时间波形为
4.2.3 二进制相移键控(2PSK）
1)概念：以基带数字信号控制载波的相位，使载波的相位随基带信号的 变化而变化。 2）相移键控信号的分类：绝对相移（2PSK）和相对相移（DPSK） 3）绝对相移（2PSK）的产生：
出s(t)/2 信号。 低通滤波器的截止频率取得与基带
数字信号的最高频率相等。 由于噪声影响及传输特
性的不理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判
决、 整形后再生数字基带脉冲。
4） 2ASK信号的解调
相干解调与非相干解调的比较：
相干解调的缺点是接收端要产生一个与发射端同频同相
的载波，使接收设备复杂。包络检波无此要求，设备简单。
器取出含基带数字信息的低频信号，滤掉二倍频信号，抽样
判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号进行比较判决，即 可还原出基带数字信号。 与2ASK系统相仿，相干解调能提供较好的接收性能， 但是要求接收机提供具有准确频率和相应的相干参考电压， 这样增加了设备的复杂性。
《 数字通信原理(第二版)》习题解答
第l章1．模拟信号与数字信号各自的主要特点是什么?模拟信号：模拟信号的特点是信号强度（如电压或电流）的取值随时间连续变化。
由于模拟信号的强度是随时间连续变化的，所以模拟信号也称为连续信号。
数字信号：与模拟信号相反，数字信号强度参量的取值是离散变化的。
数字信号又叫离散信号，离散的含义是其强度的取值是有限个数值。
2．画出时分多路复用的示意图并说明其工作原理。
时分复用的电路结构示意图如图所示。
图中SA1和SA2为电子转换开关，它们在同步系统的控制下以同起点、同速度顺序同步旋转，以保证收、发两端同步工作。
在发端，开关的旋转接点接于某路信源时，就相当于取出某路信源信号的离散时间的幅度数值。
旋转接点按顺序旋转，就相当于按顺序取出各路信源信号在离散时间的幅度数值并合成，然后经模/数变换电路变为数字信号，再与同步信号合成即可送给信道传输。
在接收端，首先分出同步信号，再进行数/模变换后即可由旋转开关分别送给相应的信息接收者。
3．试述数字通信的主要特点。
（1）抗干扰能力强，无噪声积累（2）便于加密处理（3）利于采用时分复用实现多路通信（4）设备便于集成化、小型化(5) 占用频带宽4.简单说明数字通信系统有效性指标,可靠性指标各是什么?并说明其概念。
有效性指标（1）信息传输速率：信道的传输速率是以每秒钟所传输的信息量来衡量的。
信息传输速率的单位是比特/秒，或写成bit/s，即是每秒传输二进制码元的个数。
（2）符号传输速率符号传输速率也叫码元速率。
它是指单位时间内所传输码元的数目，其单位为“波特”（bd）。
（3）频带利用率频带利用率是指单位频带内的传输速率。
可靠性指标（1）误码率在传输过程中发生误码的码元个数与传输的总码元数之比。
（2）信号抖动在数字通信系统中，信号抖动是指数字信号码元相对于标准位置的随机偏移。
第2章1、假设某模拟信号的频谱如图1所示，试画出M s f f 2=时抽样信号的频谱。
答：2、某模拟信号的频谱如图2所示，设kHz f s 24=，试画出其抽样信号的频谱。
数字通信原理与技术 第四章 模拟信号的数字传输
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3、研究数字基带传输系统的目的
1）在利用对称电缆构成的近程数据通信系统中，广泛 采用了这种传输方式；
2）数字基带传输中包含频带传输的许多基本问题，也 就是说基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考 虑的问题；
3）任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基 带传输系统来研究；
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一、几种常见的基带信号码型
z 单极性不归零码 z 双极性不归零码 z 单极性归零码 z 双极性归零码 z 差分码 z 极性交替转换码（AMI） z 三阶高密度码（HDB3） z 数字双相码（Manchester）码 z CMI码 z 多进制（电平）码
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低频成分较小，且没有直流分量。
以上波形都以矩形脉冲为例，矩形脉冲各码型的变换较易实 现，但高频分量丰富，占用频带较宽。实际上，基带传输系 统中的码型不仅可以用矩形脉冲，而且还可以是其他波形。 常用的还有升余弦、三角波。
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9）多元码
3
00
2
01
1
10 11
10 t
0
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb
模拟信号→ A/D →PCM码组 上述信号所占据的频谱是从直流或低频开始的，故称数 字基带信号。
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2、数字信号的传输：
1）基带传输——数字基带信号不加调制在某些 具有低通特性的有线信道中传输，特别是传输距离 不太远的情况下；
2）频带传输——数字基带信号对载波进行调制 后再进入带通型信道中传输。
1、时域表达式
设 g(t)为构成信号的基本脉冲波形， Tb为码元间隔,
数字通信技术26---数字信号频带传输的基本理论
数字信号频带传输的基本理论教学目标1. 知识目标理解：典型数字调制信号的波形与特点，能画出这些信号的波形。
（A 类）了解：频带传输系统的组成。
2. 能力目标通过学习提高学生分析问题和解决问题的能力，开发学生的逻辑思维能力．提高灵活运用能力，培养学生学习比较、归纳、举一反三等思想方法。
3. 情感目标通过教学活动，使学生体验学习的成功与快乐，培养学生及时协作解决问题的责任心，激发学生的学习热情。
教学重点与难点重点：典型数字调制信号的波形与特点;难点：基本原理框图教法：分层教学法教学过程：（一）复习提问：1、数字通信系统模型？2、调制的作用？（二）探索研究：1、频带传输系统组成原始数字序列经基带信号形成器后变换成适合于传输的基带信号。
然后送到键控器来控制射频载波的振幅、频率或相位，形成数字调制信号后送至信道。
在信道中传输的还有各种干扰。
接收滤波器把淹没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，还原出数字基带信号。
以上就是数字信号在基带传输系统中传输的过程。
图5.1频带传输系统的组成方框图2、数字调制的三种基本形式是振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。
图5.22ASK、2FSK、2PSK 调制方框图及输出波形（三）知识小结：1．数字调制。
2．三种基本的键控的方法：振幅键控（ASK），频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。
（四）布置作业：作业：1．试简述频带传输系统组成框图中各方框的功能。
2．设数字信号为：０１０１１００１０，试画出2ASK、2FSK、2PSK的信号波形。
《数字频带传输技术》课件
数字频带传输技术的优势
抗干扰能力
数字频带传输技术能够 有效抵御来自外界的干 扰信号，确保传输的稳 定性和可靠性。
网络建设成本高
数字频带传输技术的应用可能需要进行网络基础设施的升级和建设，造成一定的成本投入。
传输延迟较大
由于数字信号的处理和传输过程，数字频带传输技术可能存在一定的传输延迟。
数字频带传输技术的发展趋势
1
多信道传输
将多个信道同时用于传输，实现更高效的数据传递和处理。
2
自适应调制技术
根据传输环境的变化，自动调整传输参数，提供更稳定和可靠的传输质量。
3
更高的传输速率
随着技术的不断进步，数字频带传输技术将能够实现更快速的数据传输，满足人 们对高速数据的需求。
结论
通过本课件，我们了解了数字频带传输技术的特点和应用，并展望了它未来的发展。数字频带传 输技术将继续推动数字化时代的发展和进步。
《数字频带传输技术》 PPT课件
数字频带传输技术是一种用于数字信号传输的先进技术。本课件将介绍该技 术的定义、特点以及应用领域，以及它的优势、局限性和未来发展趋势。
什么是数字频带传输技术？
数字频带传输技术是一种用于传输数字信号的技术，它具有高效、稳定和抗 干扰能力强等特点。
数字频带传输技术的原理
传输距离
数字频带传输技术能够 实现远距离传输，使得 信息能够覆盖更广泛的 范围。
传输速度
相比于传统的模拟信号 传输技术，数字频带传 输技术具有更高的传输 速度，能够实现更快速 的数据传输。
计算机网络技术基础04 传输、复用和交换技术
·N · · · · ·
·N · · · · ·
· · · · · ·
Ts1 Ts2
Ts3
图 2.17 时分复用示意图
信道复用技术
时分复用
时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计 时分） 复用。 同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度 固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同 步的。 异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按 需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片 与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必 须包含地址信息，降低了传输效率。
9
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 1、基带传输 基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方 式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始 电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。
基带信 号输入
信道信号形成器 信道 滤波器 抽样判决器 基带信 号输出
噪声源
数据通信传输方式
基带传输与频带传输 2、 频带传输 频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也 把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带 传输主要用于长距离或无线电系统中。
1、模拟数据与数字数据 模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。 数字数据：数据的状态是离散的和可数的。 2、 模拟信号与数字信号 模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取 值，这样的信号称为模拟信号。 数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取 值，这样的信号称为数字信号。
4
数据通信传输方式
16
信道复用技术
码分复用
码分复用技术又称码分多址技术（ CDMA ）， 是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址 码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用 户。 码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的 扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。 CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。
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4.2 二进制数字调制与解调
❖ 4.2.1 二进制振幅键控(2ASK）： 1）概念：就是用数字基带信号去控制载波的幅度变化。 2）2ASK信号的产生：
1
0
0
1
s t
Ts
t
载波 t
2ASK t
2）2ASK信号的产生2）调制的概念与分类
❖ 调制的概念：就是用基带信号对高频载波的某些参量 （幅度、频率、相位）进行控制，使这些参量随基带信 号的变化而变化。
❖ 调制的分类： 模拟调制：调幅(AM)、调频(FM)、调相（PM） 数字调制：幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移
键控（PSK） 说明：（由于数字信号具有时间和取值离散的特点，使调
s(t )
乘法器
cos ct
（2）键控法
开关电路
cos c t
e2 ASK (t ) e2 ASK (t )
s(t )
2）2ASK信号的产生：
❖
对于二进制数字信号调幅有两种情况：一是调制信号为
单极性脉冲序列，其调制信号和已调ASK信号波形；另一种
是调制信号为双极性脉冲序列，其调制信号和已调ASK信号
4） 2ASK信号的解调
❖ 相干解调与非相干解调的比较：
相干解调的缺点是接收端要产生一个与发射端同频同相的 载波，使接收设备复杂。包络检波无此要求，设备简单。但 抗噪性能稍差于相干解调。
❖ 例题：已知某2ASK系统，码元速率Rs=1200B，载波 频率为fc=2400HZ，设数字基带信息为10110， 试画出2ASK信号的波形。
3） 2FSK调制波功率谱
2FSK调制波功率谱特点：
(1) 相位不连续 2FSK信号的功率谱与 2ASK信号的功率谱相似，同样由 离散谱和连续谱两部分组成。其中，连续谱与 2ASK信号的相同，而离
散谱是位于±f1、±f2处的两对冲击， 这表明 2FSK信号中含有载波f1 、 f2的分量。
(2) 若仅计算2FSK信号功率谱第一个零点之间的频率间隔， 则该2FSK 信号的频带宽度为
第四章 数字信号的频带传输
❖ 4.1 频带传输的基本概念 ❖ 4.2 二进制数字调制与解调 ❖ 4.3 多进制数字调制与解调 ❖ 4.4 其他数字调制
4.1 频带传输的基本概念
（1）应用频带传输的原因
1）对于无线信道，由于数字基带信号的频率较低，天线无法制作。 2）通过调制可以把多路信号彼此分开，从而利用单一信道传输多路信 号。 3）在实际通信中，多数信道不能直接传输基带信号。因为数字基带信 号具有丰富的低频成分，要求信道具有低通特性，而大多数信道具有带 通特性。 因此需要对基带信号进行调制，使信号频带适合于信道带宽。频带传输 系统与基带传输系统的区别在于频带传输系统在发送端增加了调制，而 在接收端增加了解调用以恢复基带信号。
相干解调就是同步解调，同步解调时，接收机要产生一个与 发送载波同频同相的本地载波信号，称其为同步载波或相干 载波，利用此载波与收到的已调波相乘， 相乘器输出为
z(t) y(t) cosct s(t) cos2 ct
s(t)
1 2
[1
cos 2ct]
1 2
s(t)
1 2
s(t) cos 2ct
B2FSK | f 2 f1 | 2RB (2 h)RB
式中，RB=Fb 是基带信号的带宽，h=|f2- f1|/RB为偏移率(调制指数)
（3）为了便于接收端解调，要求2FSK信号的两个频率f1, f2间要有足 够 的 间 隔 。 对 于 采 用 带 通 滤 波 器 来 分 路 的 解 调 方 法 ， 通 常 取 |f2f1|=(3～5)RB。于是，2FSK信号的带宽为
4.2.2 二进制频移键控(2FSK）
1）概念：就是利用不同频率的载波来传送数字信号。 2）2ASK信号的产生：在两个码元转换时刻，前后码元的相位
不连续
f(t)
fc1 )
fc2
S(t)
基带信号
2）2FSK信号的产生：
振荡器1
f1
选通开关
反相器
e2FSK (t) 相加器
振荡器2 f2
选通开关
3） 2FSK调制波功率谱
波形。
未调载波 单极性不归零码 已调载波s(t) 双极性不归零码
2）2ASK信号的产生：
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
已调载波s(t)
3） 2ASK调制波功率谱
pE单(f)
A2 (f-fc)
pEQ(f)
8
fc-2fs fc-fs fc fc+fs fc+2fs
fc-2fs fc-fs fc fc+fs fc+2fs
a
全波
b
低通
c
抽样
d
滤波器
整流器
滤波器
判决器
输出
定时 脉冲
2ASK信号的包络解调（非相干解调）
包络解调法（非相干解调法）
1
0
0
1
a t
b t
c t
d
1
0
0
1
t
4） 2ASK信号的解调
2ASK信号的相干解调
【相干解调是指利用乘法器，输入一路与载频相 干（同频同相）的参考信号与载频相乘。】
4） 2ASK信号的解调
B2FSK (5 ~ 7)RB
当用普通带通滤波器作为分路滤波器时，2FSK信号的带宽约为 2ASK信号带宽的 3 倍，系统频带利用率只有2ASK系统的1/3 左右。
3） 2ASK调制波功率谱
❖ 由图可知，2ASK功率谱有如下特点： (1) 2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱组成； (2) 由于2ASK信号的功率谱是双边带谱，所以，2ASK信号的带宽是 基带信号带宽的两倍。
❖ 上图 (a)是单极性信号作调制信号时的功率谱，由于单极性信号中含
有直流分量，即G(0)≠0，所以已调信号的功率谱中就含有ωc的载波
4） 2ASK信号的解调
❖ 式中，第一项是基带信号，第二项是以2ωc为载波的
成分，两者频谱相差很远。 经低通滤波后，即可输出
s(t)/2 信号。 低通滤波器的截止频率取得与基带数字
信号的最高频率相等。 由于噪声影响及传输特性的不 理想，低通滤波器输出波形有失真，经抽样判决、 整 形后再生数字基带脉冲。
频率分量。图 (b)是由双极性信号作调制信号，由于双极性信号中不
含有直流分量，即G(0)=0，所以，已调信号的功率谱中就不含有ωc
的载波频率分量，称为抑制载频的双边带调制。
4） 2ASK信号的解调
❖ 2ASK信号的解调方法主要有两种： 包络解调法（非相干解 调法）和相干解调法
e2 ASK (t)
带通