数字信号的信道传输
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
数字信号无线传输技术
数字信号无线传输技术摘要：数字信号已进入了现代社会的各个领域，同模拟信号传输相比，数字信号传输有很大的变化。
本文简要阐述了数字信号无线传输特性，以及无线信道对信号的影响，提出了信号改善途径。
关键词：数字信号；信道；无线传输中图分类号：TN 文献标识码：A0 引言在信号传输中，不同的数据必须转换为相应的信号。
模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal)，数字数据则采用数字信号(Digital Signal)。
模拟信号的瞬时值的状态数是无限的，如低频正弦信号、语音信号、图像信号等；而数字信号的瞬时值的状态数是有限的，如计算机和电报机的输出信号等。
模拟信号在传输过程中，由于噪声的干扰和能量的损失总会发生畸变和衰减，所以模拟传输时，每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度。
然而放大信号强度的同时，由噪声引起的信号失真也随之放大。
当传输距离增大时，多级放大器的串联会引起失真的叠加，从而使信号的失真越来越大。
而数字传输，只有代表了0和1变化模式的数据，方波脉冲式的数字信号在传输过程中除了会衰减外，也会发生失真，但它是采用转发器来代替放大器。
转发器可以通过阈值判别等手段，识别并恢复其原来的0和1变化的模式，并重新产生一个新的完全消除了衰减和畸变的信号传输出去，这样多级的转发不会累积噪声引起的失真。
1 数字信号无线传输的特性信道是信号的传输媒质，按传输媒质的不同，信道可分为有线信道和无线信道，其中无线信道随机性较大，变化快，主要有长波信道、中波信道、短波信道、地面微波信道、卫星信道、散射信道、红外信道及空间激光信道等。
现代移动通信系统都使用数字调制技术，随着超大规模集成(VLSI)技术和数字信号处理(DSP)技术的发展，数字传输系统比模拟传输系统更有效。
数字传输有许多优点：（1）数字信号本身具有更好的抗噪能力和更强的抗信道损耗性能。
采用再生中继、纠错编码等差错控制措施后，数字信号可以再生而消除噪声的累积，甚至可在噪声远大于有用信号的情况下，保证获得可接受的保真度和误码率。
数字通信的概念
数字通信的概念数字通信是指通过数字信号传输数据、音乐、视频等信息的过程。
相比于模拟通信，数字通信具有更高的传输质量、安全性和灵活性。
下面将详细介绍数字通信的概念、原理和应用。
一、数字通信的概念数字通信是指利用数字技术实现信息传输的通信方式。
它是一种通过编码将传输数据转化为数字信号的过程，然后将数字信号通过信道传输到接收端进行解码还原数据的通信方式。
数字通信的应用涉及电信、无线通信、互联网和媒体等领域。
二、数字通信的原理数字通信的原理包括信源编码、信道编码和误差控制编码三个方面。
首先，信源编码是将原始信息进行编码，以满足信道带宽限制和传输保密性等需求。
其次，信道编码是将信号进行压缩和保护，以适应信道传输的异态条件，例如信道噪声、干扰和时延等。
最后，误差控制编码是对传输信号进行纠错，保证数据传输的可靠性和稳定性。
三、数字通信的应用数字通信的应用非常广泛，包括以下几个方面：1. 电信通信：数字通信是实现电话通话的重要技术手段，它能够稳定传输高质量的音频和视频信息。
2. 无线通信：数字通信在无线通信系统中得到了广泛应用，尤其是在移动通信和卫星通信中，数字技术有着不可替代的地位。
3. 互联网：数字通信技术使互联网得以快速发展，它不仅提供了一种便捷的通信手段，而且为全球的信息共享和交流提供了基础支持。
4. 媒体传输：数字通信技术广泛应用于多媒体传输领域，例如数字电视、数字广播、数字电影等领域，使得人们能够更加方便地收看和分享画面和声音信息。
以上就是数字通信的概念、原理和应用的详细介绍。
随着科技的进步和发展，数字通信技术将会得到进一步的改进和应用。
通信原理第5章数字基带传输系统
N
sT (t) sn (t)
n N
为了使频谱分析的物理概念清楚，推导过程简 化，将sT(t)分解成稳态波vT(t)和交变波uT(t)。
24
稳态波：是随机序列s(t)的统计平均分量，
取决于每个码元内出现g1(t)、 g2(t)的概率加 权平均，且每个码元统计平均波形相同，因
此可表示成：
13
2. 双极性不归零码波形（BNRZ）
脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0。
特点：当0、 1符号等概出现时无直流分量（幅度相 等、极性相反的双极性波形） 。 接收端判决电平为 0，不受信道特性变化的影响，抗干扰能力较强。双 极性波形有利于在信道中传输。
E
10
-E
14
3. 单极性归零波形（RZ）
f
s
Pg1(t) (1 P)g2 (t) e jms d
f s PG1(m s ) (1 P)G2 (ms )
28
式中
G1(ms ) g1(t)e jmstdt
G2 (ms ) g2 (t)e jmstdt
29
把得到的Cm代回v(t)表达式得
v(t) f s PG1(m s ) (1 P)G2 (m s )e jmst
代码
10
0
Ts
12
此波型不宜传输。因为：
1）有直流分量，一般信道难于传输零频附近的 频率分量。 2）收端判决门限电平与信号功率有关，受信道特 性变化影响，不方便。 3）不能直接用来提取位同步信号，因NRZ连0序 列中不含有位同步信号频率成分。 4）要求传输线路有直流传输能力，即有一根需要 接地。
此波形只适用于计算机内部或极近传输。
信道匹配， 便于传输，减小码间串扰，利于同步提取
第5章 数字信号的基带传输系统
HDB3码： －1000 －V ＋1000 ＋V －1 ＋1 －B00 －V ＋1 —1
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码比较简单。从上述 原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非“0”符号同极性（包括
B符号在内），故从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，
从而断定V符号及其前面的3个符号必是连“0”符号，然后恢复4个
一、单极性不归0二进制脉冲序列的功率谱密度数字 基带信号单个波形的频谱：
（设“1”、“0”码等概率出现，码元宽度）。
19
天津电子信息职业技术学院
20
天津电子信息职业技术学院
二、单极性归零二进制码序列的功率谱密度：
g1(t)
g2 (t )
A
Ts 2 Ts
2Ts 3Ts t
(a) 单极性归0二进制序列
6
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占空比指的是脉冲宽度τ与码元宽度Tb之比τ/Tb。单极性RZ码 的占空比为50％。
4．双极性归零（RZ）码 双极性归零码的构成原理与单极性归零码相同，如图5-1d）。 每一个码元被分成两个相等的间隔，“1”码是在前一个间隔为正 电平而后一个间隔回到零电平，而“0”码则是在前一个间隔内为 负电平而后一个间隔回到零电平。
1
1…
AMI码： ＋100 —1 ＋1000 －1 ＋1 －1 …
通信原理基础知识
通信原理基础知识
通信原理是指信息在传输过程中所遵循的一组基本规律和原则。
下面介绍几个通信原理的基础知识：
1. 信号传输：通信中的信息通过信号的传输来实现。
信号可以是一种物理量（如电流、电压），也可以是一种电磁波（如无线电波）。
信号的传输可以通过导线、光纤等媒介进行，也可以通过无线电等无线方式进行。
2. 信号调制：为了适应传输媒介和提高传输效率，信息信号通常需要进行调制。
调制是指将信息信号转换成适合传输的调制信号。
常见的调制方式有模拟调制（如调幅、调频）和数字调制（如调制解调器中的ASK、FSK、PSK等）。
3. 信道传输：信道是指信号传输的通道或媒介，包括有线信道和无线信道。
在信道传输过程中，信号可能会受到噪声、干扰和衰减等影响，从而导致传输质量下降。
为此，通信系统需要采取一些手段来提高传输的可靠性和性能。
4. 信号解调：在接收端，接收到的调制信号需要进行解调，将其转换回原始的信息信号。
解调过程通常与调制过程相反，可以恢复出原始信号。
5. 编码与解码：在数字通信中，对于数字信号的传输，常常需要进行编码与解码处理。
编码是指将数字信号转换成一种特定的编码格式，以便在传输中进行处理和恢复。
解码则是将接收到的编码信号转换回原始的数字信号。
以上是通信原理的一些基础知识，了解这些原理对理解通信系统的工作原理和性能优化有很大帮助。
通信系统中的信号传输与传播特性
通信系统中的信号传输与传播特性随着科技的发展和互联网的普及，通信系统在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而在通信系统中，信号的传输和传播特性起着至关重要的作用。
本文将介绍通信系统中信号传输的基本概念和传播特性，并探讨其对通信质量的影响。
一、信号传输的基本概念在通信系统中，信号是信息的载体，其传输是指将信号从发送端通过信道传输到接收端的过程。
信号传输的基本概念包括以下几个方面：1.1 发送端与接收端发送端是指信号的发出地，也就是信息的来源；接收端是指信号的接收地，也就是信息的目的地。
在信号传输过程中，发送端将信息编码成信号后发送到信道，而接收端则从信道接收信号并将其解码成原始信息。
1.2 信号编码和解码信号编码是指将原始信息转换为可传输的信号的过程，常用的编码方式包括模拟信号与数字信号。
模拟信号是连续的信号，而数字信号是离散的信号。
在信号传输过程中，模拟信号常通过调制的方式转换为数字信号进行传输。
1.3 信道和噪声信道是指信号从发送端到接收端的传输媒介，可以是导线、光纤、无线电波等不同的媒介。
而噪声是指信号传输过程中产生的干扰信号，会对信号的质量产生影响。
为了保证信号传输的质量，需要采取一定的信号处理技术来降低噪声的影响。
二、信号传播特性信号在传输过程中会受到各种因素的影响，从而导致信号的失真和衰减。
因此，了解信号的传播特性对于优化通信系统的设计和性能提升具有重要意义。
以下是常见的信号传播特性：2.1 衰减信号在传输过程中会遇到各种衰减现象，如传输媒介的阻抗、传输距离和信号频率等因素会导致信号的衰减。
衰减会使信号的幅度减小，影响信号的可靠性和传输距离。
2.2 延迟信号在传输过程中会产生一定的传播延迟，即信号从发送端到接收端的时间间隔。
延迟会导致时序失真，影响信号的准确性和实时性。
在某些应用场景中，如实时语音通话和视频传输中，需要控制延迟在可接受的范围内。
2.3 多径效应多径效应是指信号在传播过程中由于经过不同路径导致的多次反射、散射和干涉等现象。
第7章数字信号传输
2 4
传输码型
–
HDB3码
例：
传输的HDB3码： -1000-1+1-1+100+1 -1000-1+1 0 0+10-1
恢复的二进码序列： 1000 0 1 1 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 0 0 1
《数字通信原理》 传输码型特性的分析比较
2 6
传输码型特性的分析比较
常见的传输码型：
●不归零码——连续谱第一个零点为 fB
1
归零码——连续谱第一个零点为 2 fB
不归零码：
fB
1 TB
1
归零码：
2 fB
2 TB
2
2
1
9
《数字通信原理》 传输码型–单极性码
1 1
主要内容
1 对基带传输码型的要求
2 单极性不归零码
3
单极性归零码
11
1 2
传输码型
–
单极性码
1、对基带传输码型的要求
➢传输码型的功率谱中应不含直流分量， 同时低频分量要尽量少； ➢传输码型的功率谱中高频分量应尽量少； ➢便于定时时钟的提取； ➢传输码型应具有一定的检测误码能力； ➢对信源统计依赖性最小； ➢要求码型变换设备简单、易于实现。
《数字通信原理》 传输码型–HDB3码
1 9
传输码型
–
HDB3码
常见的传输码型：
➢单极性不归零码（即NRZ码）
➢单极性归零码（即RZ码）
➢AMI码
➢HDB3码
➢CMI码
不适合基 带传输
2 0
传输码型
–
HDB3码
HDB3码 二进码序列：0000
V V+ (+1)
数字通信第五版答案 (3)
数字通信第五版答案第一章: 数字通信系统基本概念(1)数字通信系统是由发送器、信道和接收器三部分组成的。
发送器将源信号转换为数字信号，并通过信道传输给接收器。
信道负责传输信号，并可能引入噪声和失真。
接收器则将接收到的信号转换为目标信号并输出。
(2)数字通信系统的主要优点包括信号可以复制、存储和处理，并且具有较高的抗噪性能。
1.数字通信系统的基本模型如下图所示：数字通信系统基本模型数字通信系统基本模型其中，x(x)表示源信号，x(x)表示发送器输出的信号，x(x)表示信道引入的噪声，x(x)表示接收器输入的信号，x(x)表示接收器输出的信号，$\\hat{x}(t)$ 表示接收器输出的目标信号。
2.数字通信系统的性能度量指标包括误码率、误比特率、信噪比等。
其中，误码率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比，误比特率表示在接收端正确解码的比特数与总共传输的比特数之比的对数。
第二章: 随机过程和功率谱分析(1)随机过程是一组随机变量，表示在不同时间点出现的随机信号。
常用的随机过程模型包括白噪声过程、高斯过程和马尔可夫过程等。
(2)过程的平均值和自相关函数是描述随机过程的重要特征。
过程的平均值表示过程在不同时刻的平均大小，自相关函数表示过程在不同时刻的相关性。
1.随机过程的功率谱密度函数是描述随机过程频域特性的重要工具。
功率谱密度函数表示了随机过程在不同频率上的功率分布情况。
常用的功率谱估计方法包括周期图法、自相关函数法和傅里叶变换法等。
2.功率谱分析的应用包括信号源建模、信号检测和信号识别等。
通过分析信号的功率谱密度函数，可以得到信号的频域特性，并对信号进行处理和判别。
第三章: 基带传输技术(1)基带传输技术是指将低频率信号直接传输到信道中，不经过调制和解调的过程。
常用的基带传输技术包括脉冲编码调制、多电平传输和基带传输等。
(2)脉冲编码调制是一种将数字信号转换为脉冲波形的技术。
常用的脉冲编码调制方法包括非归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。
数字信号的信道传输
1 N 2 1 N 2 2 2 ( I Q ( I Q ) j j) j j 其定义式为： N j 1 N j 1 MERdB 10log 20log N N 1 2 2 1 2 2 (I j Q j ) ( I Q j j) N j 1 N j 1
MER是一个统计测量，其主要局限是不能捕捉到周期性的瞬间的 测量。在周期性的干扰下测得的MER可能很好，但BER值却很差。 但总的来说MER还是一个很好的反映QAM信号的指针，同时也是 一个相当有用的故障排除辅助工具，MER是一个很多传送码的平 均值，所以它不像BER是一个判断数据错误的好工具。
2.信道中在噪声衰
落和干扰
a.平坦衰落 如果汽车无线信道在一定 带宽Bc内有恒定的增益和
线性相位响应，而且这个 带宽要大于送信号的带宽 Bs，即Bc > Bs.么接收的 信号会承受平坦衰落。如 果信道增益随时间而变， 接收到的信号的幅度就会 改变，即接收到的信号r(t) 的幅度随时间变化。但它 的谱R(f)与当初发射信号 的谱S(f)一样，即所有S(f ) 中的频率成分方承受同样 的衰减和相移。
Q
载波幅度 座点位置 载波相位
Q
I
I
64 QA M 星 座 图
1.数字信号几个表征量
3）比特误码率BER (Bit Error Ratio) BER 是符号被推挤进入相邻 符号范围从而导致那些符号 被误解的概率。可用误比特 率 Pb 或误符号率 Ps 来表示。 通常以10的n次方来表示，例 如测量得 3E-5 表示在十万次 传送码有 3 个误码，误码数目 在阈值内，可以通过信道编 码来纠错，达到E-11以上。
式中，n为路径损耗指数，它表明路径损耗是以怎样的速率随距离 的增加而增加的；d0为距离基准，由距发射机不远处的测量值选 定；d为发射机和接收机相隔的距离。在自由空间中，路径损耗指 数为2；对于典型的室外环境，其值为3~5。在有密集的建筑物或 树木的环境中，路径损耗指数可超过8。
物理通道 数字信道
物理通道数字信道
物理通道和数字信道是通信领域中常见的概念，它们在数据传
输和通信过程中起着重要的作用。
首先，让我们来谈谈物理通道。
物理通道是指用于传输信号或
数据的实际介质或路径，例如电缆、光纤、空气中的无线信号等。
物理通道可以是有线的，比如通过电缆传输数据，也可以是无线的，比如通过无线电波传输数据。
物理通道的特点是其传输性能受到介
质和环境的影响，比如电缆的长度、材质和干扰等因素都会影响信
号的传输质量。
接下来，我们来谈谈数字信道。
数字信道是指在通信系统中用
来传输数字信号的通道，它可以是物理通道的一部分，也可以是经
过数字调制和解调的信号处理部分。
数字信道可以通过编码、调制
和调制等技术来提高数据传输的可靠性和效率。
在数字通信中，数
据被转换成数字信号，通过数字信道进行传输，然后再解调回原始
数据。
数字信道的优点是可以通过纠错码、信道编码等技术来提高
传输质量，同时数字信号的传输也不受到模拟信号的干扰和衰减。
综上所述，物理通道和数字信道在通信中都扮演着重要的角色。
物理通道是数据传输的实际介质，而数字信道则是用来传输数字信号的通道，在数字通信中起着至关重要的作用。
它们的结合可以实现高效可靠的数据传输，是现代通信系统不可或缺的组成部分。
第五章 数字信号的频带传输
4、数字信号的载波调制的分类
（1）幅度键控（ASK） （Amplitude-Shift Keying） 用正弦波的幅度来传递信号。 （2）频移键控（FSK） （ Frequency-Shift Keying ）
用正弦波的频率来传递信号。 （3）相移键控（PSK） （ Phase-Shift Keying ） 用正弦波的相位来传递信号。 也可分为： (1)线性调制（如ASK） (2)非线性调制（如FSK，PSK）
1
0
1
1
0
y(t )
1
0
1
1
0
cos （ ct ）
cos ct
载波
z(t ) x(t )
cp
输出
正常工作波形图
反向工作波形图
29
结论：在2PSK中存在“倒π”现象或“反相工作”现 象 ，所谓“倒π”现象是指当本地载波相位不确定 性造成解调后的数字信号可能极性完全相反，形成 “1”和“0”的倒置的现象。
开关电路 K
s2 FSK (t )
载波
~f2
s(t)
17
三、解调方法
2FSK信号常用的解调方法有包络检波 法和相干检测法、过零点检测法等。 1、包络检波法
输入 带通滤 波器(f1) 包络 检波器 抽样 判决器 带通滤 波器(f2) 包络 检波器 输出
18
1
0
0
1
1
0
s2 FSK (t )
f1
带通滤波器f1
低通 滤波器
抽样 判决器
数据输出
非相干（差分）解调器框图
37
a
b
c
d
e
0
1
1
1
信道上数据传输的方式
信道上数据传输的方式
信道上数据传输的方式主要有以下几种：
1.基带传输：在信道上直接传输基带信号的方式称为基带传输。
基带信号绝
大多数是数字信号，计算机网络内往往采用基带传输。
2.频带传输：将基带信号转换为频率表示的模拟信号来传输的方式，称为频
带传输。
例如，使用电话线进行远距离数据通信，需要将数字信号调制成音频信号再发送和传输，接收端再将音频信号解调数数字信号。
3.宽带传输：将信道分成多个子信道，分别传输音频、视频和数字信号的方
式。
此外，数据传输方式（data transmission mode），是数据在信道上传送所采取的方式。
按顺序分类包括并行传输和串行传输，按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
通信原理第8章数字信号的频带传输
分布的。发“1”、发“0”码时x(t)
f1(x) f0(x)
1
2π n
exp[
( x A)2
2
2 n
]
1
2π n
exp
x2
2
2 n
２ASK信号相干解调时概率分布曲线
当P(0)=P(1)=1/2 时，判决门限电平为A/2, 相干检测时
2ASK系统的误码率为
Pe P(1)P(0 /1) P(0)P(1/ 0)
Po ( f
)
1 16
[
(
f
fc) (
f
fc )]
1 16
Tb
[Sinc2Tb
(
f
fc ) Sinc2Tb ( f
fc )]
由此画出2ASK信号功率谱示意图。
2ASK信号的功率谱
由图
(1) 因为2ASK信号的功率谱密度Po(f)是相应的单极性数字 基带信号功率谱密度Ps(f)形状不变地平移至±fc处形成的，所 以2ASK信号的功率谱密度由连续谱和离散谱两部分组成。 它 的连续谱取决于数字基带信号基本脉冲的频谱G(f)；它的离散 谱是位于±fc处一对频域冲击函数，这意味着2ASK信号中存 在着可作载频同步的载波频率fc的成分。
8.1 引 言
由于数字基带信号往往具有丰富的低频成分，而实际的通信信 道又具有带通特性，因此，必须用数字信号来调制某一较高频 率的载波，使已调信号能通过带限信道传输。
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 字信号的过程称为数字调制。
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 数字信号还原成数字基带信号，这种数字信号的反变换称为数 字解调。
ct
数字通信系统传输模拟信号的步骤
数字通信系统是一种利用数字技术来传输和处理信息的通信系统。
在数字通信系统中，传输模拟信号是其中一个重要的步骤。
本文将从以下四个方面探讨数字通信系统传输模拟信号的步骤。
一、采样在数字通信系统中，信号首先需要经过采样的步骤。
采样是指将连续时间信号在一定时间间隔内取样，转换成离散时间信号。
在进行采样时，需要确定采样频率，即在一秒钟内对信号进行取样的次数。
采样频率的选择需要根据信号的带宽进行决定，通常选择的采样频率是信号带宽的两倍以上，以避免出现混叠失真。
二、量化采样得到的信号是连续幅度的，为了将其转换成数字形式，还需要经过量化的步骤。
量化是指将连续幅度范围划分成若干个离散值，并将每个采样值与最接近的离散值相对应。
在量化时，需要确定量化级数和量化误差。
量化级数越多，表示对信号的描述越准确，但同时会增加数据的存储和传输需求。
量化误差则是指量化所引入的误差，通常采用均方根误差来描述。
三、编码经过采样和量化后，信号的幅值和时间都已经离散化了，但还需要经过编码步骤将其转换成数字形式。
编码是将量化后的信号转换成二进制形式的过程。
在数字通信系统中，常用的编码方式包括脉冲编码调制（PCM）、Δ调制（DM）等。
编码的目的是为了方便信号的传输和处理，并且可以提高传输的可靠性和抗干扰能力。
四、传输最后一步是将经过采样、量化和编码的数字信号进行传输。
数字信号的传输可以通过有线或者无线的方式进行。
在有线传输中，可以利用光纤、同轴电缆等介质进行传输；而在无线传输中，则通过无线电波来进行传输。
在传输过程中，需要注意信号的调制解调、信道编码等环节，以提高传输的性能和可靠性。
数字通信系统传输模拟信号的步骤主要包括采样、量化、编码和传输四个方面。
这些步骤的合理实现可以有效地保证模拟信号在数字通信系统中的准确传输和可靠处理。
希望通过本文的介绍，读者对于数字通信系统传输模拟信号的步骤有更为深入的了解。
数字通信系统传输模拟信号的步骤是数字通信中至关重要的部分, 可以看出传输模拟信号需要多个步骤, 下文将进一步讨论这些步骤的细节和相关技术。
信道、信道容量、数据传输速率
信道、信道容量、数据传输速率简介：信道、信道容量、数据传输速率（⽐特率）、电脑装置带宽列表⼀、信道的概念信道，是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质，这是狭义信道的定义。
⼴义信道的定义除了包括传输媒质，还包括信号传输的相关设备。
信道容量是在通信信道上可靠地传输信息时能够达到的最⼤速率。
根据有噪信道编码定理，给定信道的信道容量是其以任意⼩的差错概率传输信息的极限速率。
信道容量的单位为⽐特每秒、奈特每秒等等。
⾹农在第⼆次世界⼤战期间发展出信息论，并给出了信道容量的定义和计算信道容量的数学模型。
他指出，信道容量是信道的输⼊与输出的互信息量的最⼤值，这⼀最⼤取值由输⼊信号的概率分布决定。
⼆、信道的分类（⼀）狭义信道的分类狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、⽆线信道和存储信道三类。
1. 有线信道有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进⾏传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率⾼，但是部署不够灵活。
这⼀类信道使⽤的传输媒质包括⽤电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
2. ⽆线信道⽆线信道主要有以辐射⽆线电波为传输⽅式的⽆线电信道和在⽔下传播声波的⽔声信道等。
⽆线电信号由发射机的天线辐射到整个⾃由空间上进⾏传播。
不同频段的⽆线电波有不同的传播⽅式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地⾯传播并绕过地⾯的障碍物。
长波可以应⽤于海事通信，中波调幅⼴播也利⽤了地波传输。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进⾏传播。
短波电台就利⽤了天波传输⽅式。
天波传输的距离最⼤可以达到400千⽶左右。
电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
数字通信原理
数字通信原理
数字通信原理是一种将信息通过数字信号进行传输的通信
方式。
它包括了数字信号的产生、编码、调制、传输、解
调和解码等过程。
在数字通信中，信息经过模拟到数字转换的过程，被转换
为数字信号，然后通过编码和调制等处理，转换为适合传
输的信号。
传输过程中，为了提高传输效率和抵抗噪声干扰，通常会采用调制技术，将数字信号转换为模拟信号进
行传输。
接收端根据接收到的模拟信号进行解调和解码，
将数字信号恢复为原始信息。
数字通信原理的关键技术包括：
1. 数字信号的产生：通过采样和量化将模拟信号转换为数
字信号。
2. 编码：将数字信号表示为二进制码，提高可靠性和效率。
3. 调制：将数字信号转换为模拟信号，适应信道传输特性，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
4. 传输：通过传输介质将调制后的信号从发送端传输到接
收端，包括有线传输和无线传输。
5. 解调：将接收到的模拟信号转换为数字信号。
6. 解码：将数字信号转换为原始信息。
数字通信原理可以应用于很多领域，例如电视广播、移动
通信、计算机网络等。
它能够提供更高的传输速率、更好
的抗干扰能力和更高的可靠性，成为现代通信领域的主要
通信方式。
什么是数字信号_有哪些特点
什么是数字信号_有哪些特点数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号，这种信号的自变量用整数表示，因变量用有限数字中的一个数字来表示。
那么你对数字信号了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是数字信号的内容，希望大家喜欢!什么是数字信号在数字电路中，由于数字信号只有0、1两个状态，它的值是通过中央值来判断的，在中央值以下规定为0，以上规定为1，所以即使混人了其他干扰信号，只要干扰信号的值不超过闽值范围，就可以再现出原来的信号。
即使因干扰信号的值超过阂值范围而出现了误码，只要采用一定的编码技术，也很容易将出错的信号检测出来并加以纠正因此，与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小。
数字信号在传输过程中不仅具有较高的抗干扰性，还可以通过压缩，占用较少的带宽，实现在相同的带宽内传输更多、更高音频、视频等数字信号的效果。
此外，数字信号还可用半导体存储器来存储，并可直接用于计算机处理。
若将电话、传真、电视所处理的音频、文本、视频等数据及其他各种不同形式的信号都转换成数字脉冲来传输，还有利于组成统一的通信网，实现今天rr界人士和电信工业者们极力推崇的综合业务数字网络(IS-DN).从而为人们提供全新的，更灵活、更方便的服务。
正因为数字信号具有上述突出的优点，它正在迅速而且已经取得了十分广泛的应用。
从原始信号转换到数字信号一般要经地抽样、量化和编码这样三个过程。
抽样是指每隔一小段时间,取原始信号的一个值。
间隔时间越短,单位时间内取的样值也越多,这样取出的一组样值也就越接近原来的信号。
抽样以后要进行量化,正如我们常常把成绩80~100分以上归为优,60~79分归为及格,60分以下归为不及格一样,量化就是把取出的各种各样的样值仅用我们指定的若干个值来表示。
在上面的成绩“量化”中,我们就是把0~100分仅用三个度“优”、“及格”、“不及格”来量化。
最后就是编码,把量化后的值分别编成仅由0和1这两个数字组成的序列,由脉冲信号发生器生成相应的数字信号。
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发射机发出的载波频率1850MHz，汽车行驶速度26.82 m/s。
λ=c/fc=0.162m f=fc+fd=1850000000+28.82/0.162=1850000166Hz f=fc- fd=1850000000-28.82/0.162 =1849999834Hz 如果汽车向着远离且垂直于电波来到的方向行驶，则
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1.数字信号几个表征量
MERratio
1
N
N
(I
2 j
Q2j )
j 1
1
N
N
(I
2 j
Q2j )
j 1
Crms
1
N
N
(I
2 j
Q
2 j
)
j 1
式中：Crms 是星座点矢量模的均方根值。
Q 误差矢量
实测信号矢量
参考信号矢量
I
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1.数字信号几个表征量
数字信号的信道传输
浙江传媒学院 温怀疆
1.数字信号几个表征量
数字信号包括DVB数字电视广播信号、CMTS下行信号以 及用于其他功能的QAM及QPSK信号。
在数字信号传输中，用来表示每一个信码的数字单元称为 码元，码元的物理表示称为符号。一个码元持续时间称为 码元长度。
码元中所包含的信息的多少用信息量来衡量，单位为“b （比特）”。在通信系统中规定每1位二进制码元携带1b 的信息量，而1位m进制码元所携带辟的信息量为
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1.数字信号几个表征量
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1.数字信号几个表征量
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1.数字信号几个表征量
2）星座图（Constellation）
在QAM调制方式中，同时利用载波的幅度 和相位来表示被调制数据。 纵轴矢量“I”串流和横轴矢量“Q”串流可描绘为九十度相位差形成的格 子，代表“I”乘“Q”数的可能状态，此格子通常称为“星座图” 。星 座图中反映了QAM调制技术的两个基本参数，载波的幅度和相位。
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1.数字信号几个表征量
数字信号更能够容忍信噪比的劣化，但对系统相 位噪声、相干干扰、周期性干扰和增益压缩等的 更加敏感。数字信号表征量在原先模拟系统的基 础上带来很多新的变化。数字系统最基本的测量 是传输错误率，传输错误率通常用比特误码率 （BER）来表示。另外还有一些参数：信号电平、 误差矢量幅值（EVM）、调制误码比(MER)、信 噪比等。
Q
2 j
)
j 1
C2 max
100%
EVMratio
1
N
N
(I
2 j
Q
2 j
)
j 1
Cm2 ax
式中：I
2 j
Q2j是各星座点的矢量坐标；I
2 j
Q是2j 到对应理想星座点的矢量偏差。
Cmax 是最大最远星座点的矢量的模 。
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1.数字信号几个表征量
EVM表征平均误码量值与最大符号量值的比值，EVM和 MER是有一定关系的但又表达同一个信息的两个量， MER比较容易地理解成是一种类似S/N的参数，而EVM则 可以理解成类似模拟电路中的波形失真率的一个参数。
这个损耗是发射机和接收机彼此相隔的距离的函数，即
PL (d) ∝（d/d0）n
式中，n为路径损耗指数，它表明路径损耗是以怎样的速
率随距离的增加而增加的；d0为距离基准，由距发射机不 远处的测量值选定；d为发射机和接收机相隔的距离。在
自由空间中，路径损耗指数为2；对于典型的室外环境，
其值为3~5。在有密集的建筑物或树木的环境中，路径损
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2.信道中在噪声衰落和干扰
衡常用的做法是在接收滤波器和抽样判决器之间插入一个 称之为横向滤波器的可调滤器。它的功能是将输入端抽样 时刻上有码间干扰的响应波形变换成抽样时刻上又无码间 干扰的响应波形。
θ =90，cosθ =0，所以没有多普勒频移。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
(1)快衰落 在快衰落信道内，符号周期内信道的冲击响应快速变化。这时信道的
相干时间Tc小于传送信号的符号周期Ts，即Ts > Tc。因为信道的衰 落特性将在一个符号周期内改变多次次，从而起基带脉冲波形的失真。 这里失真是因为在符号持续时间内，接收信号的谱分量并不能一直保 持相关性。 (2)慢衰落 如果Tc > Ts ，则信道是慢衰落的，这时信道的相关时间大于符号持 续时间，因此信道状态在一个符号持续时间内保持不变，传送的符号 就可能不会遭受前面所描述的脉冲失真，如平坦衰落一样。慢衰落信 道主要性能降低的原因是信噪比的损失。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
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2.信道中在噪声衰落和干扰
a.平坦衰落
如果汽车无线信道在一定带宽Bc内有恒定的增益和线性相位响应，而且这个 带宽要大于送信号的带宽Bs，即Bc > Bs.么接收的信号会承受平坦衰落。如 果信道增益随时间而变，接收到的信号的幅度就会改变，即接收到的信号r(t) 的幅度随时间变化。但它的谱R(f)与当初发射信号的谱S(f)一样，即所有S(f ) 中的频率成分方承受同样的衰减和相移。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
由于路径不同，信号到达接收 机的时间就不一样，直接路径 （如果有一个的话）的信号最 先到达，反射路径的信号后到 达。为了算出天线上的瞬时幅 度可以画一个如图8-4所示的 矢量图，各个多径用它的幅度 和相对于直接路径的相位角来 表示。若VWG和VEG方向相反， 就有可能彼此抵消，合成矢量 VEW为零。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
6)均衡
上面提到由于传输系统的传输特性不理想而引起的码间干扰，破坏了 不失真的传输条件。为了校正或补偿系统的特性，可以在基带系统中 插入一个可调滤波器，减小码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波 器称为均衡器。所谓均衡，是指从校正系统的频率特性出发，使包括 均衡器在内的基带系统的总特性满足不失真传输条件。
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1.数字信号几个表征量
6）载噪比CNR（Carrier Noise Ratio） BER和载噪比直接有关。
CNR C dB N
式中：C为数字载波的电平有效值，N为噪声电平均方根 值。
在数字调制中，往往将载波抑制掉，所传输的信号中不出 现载波，载噪比就无从谈起，但是习惯上我们将已调的射 频/中频信号的总功率对有效带宽内噪声功率之比，定义 为CNR。
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1.数字信号几个表征量
5）误差矢量幅值EVM（Error Vector Magnitude）
它的定义式为：是发射信号的理想的测量分量I（同相位）和Q（正交相位）
（称为基准信号“R”）与实际接收到的测量信号“M”的 I和Q分量幅值之间
的矢量差
EVMRMS
1
N
N
(I
2 j
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1.数字信号几个表征量
1）信号电平 数字信号的电平与模拟信号的电平不同。对数字信号来说，
信号电平就是指有效带宽内射频或中频信号的平均功率电 平。 数字信号电平可以直接用专用数字信号场强仪（如天津德 力DS1191A ）或频谱仪测量。 在用频谱仪测试时需要注意以下几点：正确连接系统，校 准仪器，确保阻抗匹配；调节频谱仪中心频率到被测频道， 选择合适的扫宽和电平显示，使频谱仪能够显示整个频道；
其定义式为：MERd源自 10log1 NN
(I
2 j
j 1
1 N
N
(I
2 j
j 1
Q
2 j
)
Q
2 j
)
20log
1
N
N
(I
2 j
Q
2 j
)
j 1
1
N
N
(I
2 j
Q2j )
j 1
式中：I
2 j
Q2j
是各星座点的矢量坐标；I
2 j
Q2j
是到对应理想星
座点的矢量偏差。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
b.频率选择性衰落
如果汽车无线信道在一定带宽内有恒定的增益和线性相位响应，但这 个带宽Bc小于传送信号的带宽Bs，那么这个信道会使接收到的信号 发生频率选择性衰落。频率选择性衰落信道的特性如图8-7所示。这 时S(f)在频带内承受不同的增益和相移。这是由于有多径时延接近或 超过传送信号的符号周期，接收到的信号必然会失真。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
4）多普勒频移 多普勒频移 fd=ΔΦ/(2πΔt)=(v/λ) cosθ 上式将多普勒频移和汽车的行驶速
度、汽车的运动方向和到达天线的 电波的方向之间的角度联系起来。 如果汽车沿着电波向着发射机的方 向行驶，多普勒频移是正的的，反 之则是负的。
耗指数可超过8。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
2）阴影衰落 接收到的信号常会受到室外的小山和建筑物，以及室内墙
壁的阻隔。事实上，接收到的信号功率是个随机变量，取 决于障碍物的数量和电气特性。由于这些障碍物而引起的 信号改变称为阴影衰落。
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2.信道中在噪声衰落和干扰
3）多径衰落 当信号被悬崖或高楼等大的物体反射时，如图8-2所示，
错误比特数 Pb 传送总比特数
错误码元数 Ps 传送总码元数
落在邻区的错误码
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1.数字信号几个表征量
数字信道条件变坏有悬崖效应