数字带通传输系统的原理与应用——樊昌信《通信原理》第七版第七章学习笔记
数字带通传输系统是指将数字基带信号通过调制变换为适合于传输介质的数字带通信号，然后通过解调还原为数字基带信号的传输系统。本文主要介绍了数字带通传输系统的基本概念、分类、性能指标和常用的调制解调方法，以及在实际通信中的应用场景和优缺点。本文参考了樊昌信《通信原理》第七版第七章的内容，并结合课后习题进行了分析和解答。
1. 数字带通传输系统的基本概念
数字带通传输系统是一种将数字基带信号转换为数字带通信号的传输系统，其基本结构如图1所示。
图1 数字带通传输系统的基本结构
其中，调制器是将数字基带信号变换为数字带通信号的装置，解调器是将数字带通信号还原为数字基带信号的装置。调制器和解调器之间通过传输介质进行信息交换，传输介质可以是有线或者无线的。调制器和解调器可以分别位于发送端和接收端，也可以集成在同一设备中。
数字带通传输系统的主要作用是：
1.适应传输介质的特性。不同的传输介质有不同的频率响应、噪声特性、干扰情况等，通过调制可以将数字基带信号变换为适合于传输介质的频段和波形，提高传输效率和可靠性。
2.实现多路复用。通过调制可以将多个数字基带信号分配到不同的频段或者时隙上，实现在同一传输介质上同时传送多路信息，提高频谱利用率和信息容量。
3.实现保密性。通过调制可以对数字基带信号进行加密或者扩频等处理，增加信息的保密性和抗干扰能力。
2. 数字带通传输系统的分类
根据调制方式的不同，数字带通传输系统可以分为以下几类：
1.幅移键控（Amplitude Shift Keying, ASK）：是指根据数字基带信号的不同状态（0或1），改变载波的幅度的调制方式。ASK的优点是实现简单，缺点是对噪声敏感，容易产生干扰。
2.频移键控（Frequency Shift Keying, FSK）：是指根据数字基带信号的不同状态（0或1），改变载波的频率的调制方式。FSK的优点是抗噪声能力强，缺点是占用频带较宽，需要较高的同步精度。
3.相移键控（Phase Shift Keying, PSK）：是指根据数字基带信号的不同状态（0或1），改变载波的相位的调制方式。PSK的优点是占用频带较窄，传输速率较高，缺点是实现复杂，需要较高的相位稳定性。
4.正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）：是指将两个正交的载波分别进行ASK调制，然后相加得到数字带通信号的调制方式。QAM的优点是频谱利用率高，传输速率高，缺点是对噪声敏感，实现复杂。
3. 数字带通传输系统的性能指标
数字带通传输系统的性能指标主要有以下几个：
1.误码率（Bit Error Rate, BER）：是指在一定时间内接收端接收到的错误比特数与总比特数之比。误码率反映了数字带通传输系统的可靠性和质量，误码率越低，性能越好。
2.信噪比（Signal to Noise Ratio, SNR）：是指信号功率与噪声功率之比。信噪比反映了数字带通传输系统的抗噪声能力，信噪比越高，性能越好。
3.带宽效率（Bandwidth Efficiency, BE）：是指单位频带内传输的信息速率。