第4章 数字基带传输

数字基带传输系统的基本结构及功能数字基带传输系统是一种基于数字信号基带处理的通信系统，广泛应用于短距离通信、数字局域网、多媒体设备等领域。

该系统由以下主要部分组成：1. 信号源编码：首先，需要对原始信号进行编码，将模拟信号转换为数字信号。

常见的方法包括采样、量化和编码等。

2. 基带信号处理：信号源编码后的数字信号需要进行基带信号处理，以适应传输信道的特性。

基带信号处理包括信号调制、滤波、放大等，以提高信号传输的稳定性和可靠性。

3. 信道编码：为了提高传输的可靠性，需要对基带信号进行信道编码，添加冗余信息，以便在接收端进行错误检测和纠正。

常见信道编码方式包括差错控制编码（如CRC）和前向纠错编码（如卷积码、分组码等）。

4. 调制：将基带信号或已编码信号调制为适合传输的形式，如调幅、调频、调相等。

调制的主要目的是将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟传输媒体上进行传输。

5. 传输媒体：数字基带传输系统使用的传输媒体包括电缆、光纤、无线电波、卫星等。

传输媒体负责将调制后的信号从发送端传输到接收端。

6. 解调：接收端需要对接收到的信号进行解调，将模拟信号转换为数字信号。

解调的方式与调制方式相对应，如解调调幅、调频、调相等。

7. 信道解码：接收端在解调后需要对信号进行信道解码，以还原原始数据。

信道解码过程与信道编码过程相反，如解码差错控制码和前向纠错码等。

8. 数据判决：在接收到解码后的数据后，需要进行数据判决，以确定数据的准确性。

数据判决通常采用硬判决和软判决两种方式，其中硬判决是根据接收到的信号电压或电流直接判断数据，而软判决则是根据多个样值的统计特性进行判断。

9. 再生：在数据判决后，需要进行信号再生，以消除噪声和信号衰减的影响。

信号再生通常采用线性放大器和线性检波器等技术，以提高信号的稳定性。

10. 同步：为了保证数据的正确传输和接收，需要建立可靠的同步机制。

同步机制包括位同步、字符同步、帧同步等，以确保发送端和接收端的数据传输同步。

高中信息技术基带传输教案一、教学目标1. 让学生理解什么是基带信号和基带传输。

2. 让学生了解基带传输的特点及优缺点。

3. 通过实例讲解，使学生掌握基带传输的基本过程。

4. 引导学生探讨基带传输在现代通信中的应用。

5. 培养学生分析问题和解决问题的能力。

二、教学内容1. 基带信号与调制信号的定义及其区别。

2. 基带传输的概念及其在数据通信中的作用。

3. 基带传输的分类：异步传输和同步传输。

4. 基带传输的优点与局限性。

5. 基带传输技术的应用实例。

三、教学方法- 讲授法：用于介绍理论知识和概念性内容。

- 案例分析法：通过实际案例来加深学生的理解。

- 讨论交流：鼓励学生之间相互讨论，提出问题和解答。

- 实践操作：让学生通过实验或模拟软件亲自体验基带传输过程。

四、教学步骤1. 引入阶段：通过展示日常生活中的通信设备（如手机、电脑）的图片，引出通信技术的相关问题，激发学生的学习兴趣。

2. 知识讲解：系统地介绍基带信号和基带传输的概念、特点及应用。

3. 案例分析：选取一个具体的通信场景，例如计算机网络中的数据传输，详细分析基带传输在其中的应用。

4. 实践操作：组织学生进行相关的模拟实验，如使用网络模拟软件演示基带传输的过程。

5. 总结讨论：回顾全课内容，强化重要知识点，并开展课堂讨论，解答学生疑问。

6. 作业布置：要求学生收集更多关于基带传输的资料，加深理解，并准备下次课的报告内容。

五、教学评价- 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与情况和讨论活跃度。

- 知识掌握情况：通过提问和小测验来检测学生对基带传输知识的掌握程度。

- 实践操作能力：评估学生在模拟实验中的操作能力和问题解决能力。

- 课后作业：检查学生的作业完成情况，了解他们对课堂内容的理解和扩展学习的效果。

六、结语。

通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。

这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。

实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。

我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。

具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。

第二步：实现数字基带信号的传输。

我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。

具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。

第三步：实现数字基带信号的调制。

我们采用调制器进行数字信号的调制。

常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。

此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。

第四步：实现数字基带信号的解调。

我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。

常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。

此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。

第五步：实现数字基带信号的重构。

我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。

此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。

实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。

首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。

其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。

第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。

最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。

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。

基带传输的概念基带传输是指数字信号在通信系统中经过调制处理后，转变为模拟信号进行传输的过程。

它是数字通信系统中的一种重要技术，用于将数字信号转换成适合传输的模拟信号。

在基带传输中，信号经过二进制编码处理，将数字信号转换为模拟信号，然后通过传输介质进行传输，接收端再将模拟信号转换为数字信号。

基带传输通常用于短距离通信，例如在计算机网络、电话通信和音乐通信等领域中广泛应用。

基带传输可以通过多种调制技术实现，包括脉冲编码调制（PCM）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和振幅调制（AM）等。

这些调制技术可以将数字信号转换为不同特征的模拟信号，以适应不同的传输介质和传输需求。

在脉冲编码调制（PCM）中，数字信号被编码成脉冲序列，每个脉冲代表一个离散的数值。

这些脉冲通过传输介质进行传输，接收端通过解码将其转换为原始的数字信号。

脉冲编码调制具有传输速率高、抗干扰能力强等特点，因此广泛应用于数字通信系统中。

频移键控（FSK）是一种通过改变信号频率来实现调制的技术。

在FSK中，两个不同频率的载波信号分别代表了数字信号的"1"和"0"。

发送端将数字信号转换成不同频率的调制信号后进行传输，接收端通过检测信号的频率来还原数字信号。

FSK具有抗干扰能力强、频谱利用率高等特点，广泛应用于无线通信和数传通信等领域。

相移键控（PSK）是一种通过改变信号相位来实现调制的技术。

在PSK中，不同的相位表示不同的数字信号。

发送端将数字信号转换成不同相位的调制信号后进行传输，接收端通过检测信号的相位来还原数字信号。

PSK具有传输速率高、抗多径干扰能力强等特点，广泛应用于卫星通信和光纤通信等领域。

振幅调制（AM）是一种通过改变信号振幅来实现调制的技术。

在AM中，数字信号改变了信号的幅度，使得传输信号的振幅随着数字信号的改变而改变。

发送端将数字信号转换成不同振幅的调制信号后进行传输，接收端通过检测信号的振幅来还原数字信号。

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(1)p -：1）求其功率谱密度及功率；2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量1s f T =否？3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量1s f T =否？【答案4－2】1）随机二进制序列的双边功率谱密度为221212()(1)()()[()(1)()]()s s s s s s m P f P P G f G f f PG mf P G mf f mf ωδ∞-∞=--++--∑由于12()()()g t g t g t =-=可得：2222()4(1)()(12)()()s s ss s m P f P P G f f P G mf f mf ωδ∞=-∞=-+--∑式中：()G f 是()g t 的频谱函数。

在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。

随机二进制序列的功率为222222221()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)()() 4(1)()(12)()s s s s s m s s s s m s ss m S P d f P P G f f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf f mf dff P P G f df f P G mf ωωπδδ∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞=-∞==-+--=-+--=-+-⎰∑⎰∑⎰⎰∑⎰－－－－－2）当基带脉冲波形()g t 为1 (){20 else sTt g t t ≤=()g t 的付式变换()G f 为()()s s G f T Sa T f π=因此sin ()()0s s s s sG f T Sa T f T πππ===式中：1s s f T =。

第1章 绪论1-1 设有四个消息A ，B ，C ，D 分别以概率1/4，1/8，1/8和1/2传送，每一消息的出现是互相独立的。

试计算其平均信息量。

1-2 掷两粒骰子，当其向上的面的小圆点数之和是3时，该消息所包含的信息量是多少？当小圆点数之和是7时，该消息所包含的信息量是多少？1-3 一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字，对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为10 ms 。

（1）不同的字母是等可能出现的，试计算传输的平均信息速率；（2）若每个字母出现的可能性分别为A 1P 5=，B 1P 4=，C 1P 4=，D 3P 10= 试计算传输的平均信息速率。

1-4 设有一离散无记忆信源，其概率空间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡8/14/14/18/33210P X （1）求每个符号的信息量；（2）信源发出一消息符号序列为（202 120 130 213 001 203 210110 321 010 021 032 011 223 210）求该消息序列的信息量和平均每个符号携带的信息量。

后一种是按熵的概念进行计算，结果可能存在误差。

这种误差将随消息中符号数的增加而减少。

1-5 某一无记忆信源的符号集为{}1,0，已知4/10=p ，4/31=p 。

（1）求信源符号的平均信息量；（2）由100个符号构成的序列，求某一特定序列（例如有m 个0和100-m 个1）的信息量的表达式；（3）计算（2）中的序列熵。

1-6 设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud ，试求该系统的信息速率；若该系统改成传送十六进制信号码元，码元速率为2400Baud ，则这时的系统信息速率为多少？ 1-7 设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为0|()|()d H K t ωϕωω=⎧⎨=-⎩其中，0K 和d t 都是常数。

试确定信号()s t 通过该信道后输出信号的时域表示式，并讨论之。