基带传输/载波传输

来自EEWiki.

基带传输/载波传输

概述

传输信息有两种方式：基带传输和调制传输。由信源直接生成的信号，无论是模拟信号还是数字信号，都是基带信号，其频率比较低。所谓基带传输就是把信源生成的数字信号直接送入线路进行传输，如音频市话、计算机间的数据传输等。载波传输则是用原信号去改变载波的某一参数实现频谱的搬移，如果载波是正弦波，则称为正弦波或连续波调制。把二进制信号调制在正弦波上进行传输，其目的除了进行频率匹配外，也可以通过频分、时分、波分复用的方法使信源和信道的容量进行匹配。

基带传输

直接使用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占用整个频带，终端设备把数字信号转换成脉冲电信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基本频带，简称基带。在信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。大多数局域网（LAN）使用的都是基带传输。

使用基带传输时，数字数据由许多不同形式的电信号的波形来表示。表示二进制数字的码元的形式不同，便产生出不同的编码方案。主要有单极性不归零码、单极性归零码、双极性不归零码、双极性归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。其中两种曼彻斯特编码都得到了广泛的应用。曼彻斯特编码最大的优点是，无论编码怎样变化，脉冲中每发生一次跳变，不是在同步脉冲开始位置就是在中间位置。也就是说，发送端在发送曼彻斯特编码的时候，同时也把同步信号（每位的中间时刻）告诉接收端，这对接收端先提取同步信号，然后再检测数字信号，是非常有利的。

载波传输（频带传输）

首先，由于频率资源的有限性，限制了我们无法用开路信道传输信息。再者，通信的最终目的是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号是无法在无线信道或光纤信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。最后，较小的倍频程也保证了良好的带内特性。所以调制就是将基带信号搬移到信道损耗较小的指定的高频处进行传输（即载波传输），调制后的基带信号称为通带信号，其频率比较高。

任何载波信号有三个特征：振幅（A）、频率（f）和相位（P）。相应地，把数字信号转换成模拟信号就有三种基本技术：振幅调制（ASK）、频率调制（FSK）和相位调制（PSK）。

数据传输的指标

常见的传输速率指标有二：信息速率和码元速率。

信息速率表示每秒传送信息量的多少，信息量的单位是“比特”（bit），显然信息速率是“比特/秒”（bit/s或b/s或bps）。

码元速率表示每秒传送的“码元”数多少，其单位是“波特”（baud）。对二进制调制来讲，基带信号的信息速率等于调制后的码元速率；对多进制调制来讲，基带信号的速率大于调制后的码元速率。

常见的传输差错指标也有二：误码率和误比特率。

值得注意的是，传输速率不可能无止境地提高，它是有限的，这个极限就是有名的香农公式提出的“信道容量”。信道容量C就是指信道可能达到的最大传输能力，即极限信息速率。