通信原理与考研 第七章 数字带通传输(2)

采用不同滚降因子的成型函数，功率谱的形状也会产生一些变化。为什么？这会带来哪些好处？同学们可以通过仿真来直观观察！

一、功率谱密度的基本概念

二、基带信号的功率谱密度

1. 定义与特点：

• 集中于低频：其功率主要集中在相对较低的频率范围内，以零频率为中心向两边扩展一定的频段。比如一个简单的矩形脉冲序列组成的基带信号，其功率谱密度会呈现出类似 sinc 函数平方的形状，能量主要聚集在低频部分，随着频率升高逐渐衰减。

• 带宽限制：一般具有相对较窄的带宽，该带宽取决于信号本身所包含的最高频率成分。例如语音信号的有效带宽通常在 300Hz - 3400Hz 左右，这就是该基带语音信号功率谱密度所主要分布的频率范围。

• 基带信号是信源发出的未经过调制的原始电信号，其频率成分一般集中在零频附近的低频段。例如常见的语音信号、简单的脉冲序列信号等都属于基带信号。

• 基带信号的功率谱密度通常呈现出以下特点：

2. 影响因素：

• 信号波形：不同的基带信号波形会导致不同的功率谱密度。例如正弦波基带信号的功率谱密度在对应的正弦波频率处会有一个明显的峰值，其大小取决于正弦波的幅度等参数。而脉冲信号的功率谱密度则与脉冲的宽度、间隔等因素有关。

• 信号处理：在基带信号的处理过程中，如滤波、放大等操作也会影响其功率谱密度。滤波可能会去除某些频率成分，从而改变功率谱密度在各频率处的分布及大小；放大则会整体提高信号的功率，进而影响功率谱密度大小在各频率处的表现。

三、带通信号的功率谱密度

1. 定义与特点：

• 集中于带通频带：其功率主要集中在以载波频率为中心的一个相对较窄的频带内。例如采用调幅方式将一个基带信号调制到频率为      的载波上，那么得到的调幅带通信号的功率谱密度会在      两侧各有一个边带，其形状与基带信号的功率谱密度有一定关联，但整体 位于以      的为中心的频带范围内。

• 带宽特性：其带宽通常由调制方式决定，不同的调制方式会导致不同的带通信号带宽。比如常规调幅（AM）信号的带宽是基带信号最高频率的两倍，而调频（FM）和调相（PM）则更为复杂，与调制指数等因素有关，但总体上也是围绕着所选定的载波频率形成一定宽度的频带。

• 带通信号是将基带信号通过某种调制方式（如调幅、调频、调相）对载波进行调制后得到的信号，其频率成分被搬移到了较高的频段，位于某个中心频率附近的一段频带内。例如在无线通信中，将音频基带信号调制到射频载波上形成的信号就是带通信号。

2. 影响因素：

• 调制方式：不同的调制方式对带通信号的功率谱密度影响巨大。以调幅为例，调幅系数会影响调幅带通信号功率谱密度在载波频率及上下边带频率处的大小关系；而对于调频和调相，调频指数、调相指数等参数会决定功率谱密度在以载波频率为中心的频带内的分布及大小。

• 信号处理：在带通信号的处理过程中，如变频、解调等操作也会影响其功率的谱密度。变频操作可能会改变带通信号所在的频带，从而改变功率谱密度的分布及大小；解调过程则是从带通信号中还原出基带信号，这一过程也涉及到功率谱密度大小的变化。

请大家再去看一下基带传输系统的仿真程序吧，后面就要开始仿真带通传输的仿真程序了！也许大家还有很多疑惑，老师这就给大家继续解答！

修订记录

20170217   完成初稿；

20170325   修订内容；

20170411   增加内容；

20190407   修订内容；

20241108   修订内容；