Question

关于数字信号处理的问题

数字信号在发送过程中为什么也要进行调制啊？
数字信号在调制后还是数字信号，只要是数字信号就会有基频分量（数字信号的频谱是周期谱），就算再怎么调制还是有基频分量的，那就没有调制的必要了。。
我说的对不对啊？

Answer 1

不对。数字信号在传送过程中，也会遇到干扰，特别是突发脉冲，很有可能把1变成0的。调制的一个目的就是把频率升高，提高抗干扰能力（特别是加入编码的话，比如奇偶校验什么）。
第二个目的是，一般的数字信号频率很低，难以传送很远的距离，要远距离输送，必须用调制。
你的理解错误：
数字信号调制后，由于高频载波是模拟的，所以实质上的信号也是连续变化的，是一种模拟信号。单纯数字信号传输，有，但比较少，而且作用距离很近。高频数字载波可以做，不过有难度，因为高频率情况下，一般要LC器件进行振荡产生，这时候出模拟正弦波远比数字方波要容易。

追问

那如果数字信号不进行调制，直接发送的话，是发送下面两张图的哪一种数字信号呢？

还有，

把频率升高和提高数字信号的抗干扰能力没有什么关系啊？硬要说这两个有关系的话，只有用信道才能解释得通，因为信道噪声在低频处的能量部分比较大，如果提高数字信号频率的话，就能避开这些低频的信号噪声

最后，你说的用高频数字载波调制数字信号是不是用窄方波来调制原来低频的宽方波啊？

追答

1、第二个更像一点，但调制的结果远不止第二个图这么一种。这个仅仅是幅度调制，现实中更多的是类似于FSK或者PSK以及他们的改进型。
2、关于干扰的理解，你理解的是正确的。
3、是的，这个叫脉冲调制，PAM、PPM、PWM都是。不过这些调制的抗干扰能力不如FSK和PSK。更多地用于诸如电机控制这类方面。所以你可以看到，我们的手机都不用这些（GSM其实就是PSK的改进型）

追问

我来分析一下：如果直接发送是发送第一个信号的话，它只有0和1两种信息，抗干扰性会比下面一个好，下面一个是被量化的数字信号，就是说它的幅值是在一段范围内的离散值（比方说5v被一千等分，分辨率就是0.005，取值从0，0.005，0.01......一直到5）,这是多个离散值，可能稍微被干扰一下（例如干扰值为0.005），接收端读取就会出现错误。。
感觉直接发送第二个数字信号，没有第一个靠谱。。

追答

其实是一样的，你发送0，1，也有一定可能性被干扰。发送量化后的信号，只要加上了必要的编码和校验，误码的可能性也不多。

追问

我发现一个问题，y(n)是真正的离散信号，仅在n=0,1,2,3,4......处有值，而在其他地方为0，也就是说这个信号是在整数点才有的脉宽宽度为0的脉冲信号，这种信号能通过天线进行发送吗？

追答

那又没关系的，在数字系统中你别忘了还有一个时钟信号，同步系统的话，可以按同一个节拍工作，每到一个时刻，来一串脉冲，把信号发出去。在这个基础上，还可以有FDM，TDM，CDM技术。

追问

那你说的步骤是不是这样：通过时钟脉冲的时序，每来一个时钟信号，就发送一个串数目固定的一串脉冲，这个脉冲串代表y(n)上面的一个离散值
对否？

追答

一般来说，来一个时钟，就发一个二进制代码。如果是8位的话，就连续发8个（需要8个时钟脉冲）。在整体时间轴上可以看到，大部分时间系统属于空闲，而只有其中很少一部分有脉冲和数据信号发出。而且两次相邻间隔的时间是一致的。

追问

那真正发送的不还是第一张图的信号啊？来一个时钟，发一个二进制代码。。。只不过它发送的信号能表示出第二张图的离散序列串而已。。

追答

数字系统有微观和宏观之分，第二张图是系统级的图，属于宏观上的。第一张图是发送的瞬间所产生的，是在电路板上看到的，属于板级，只是一小段时间的情况，不能反映整体上的信息。

Answer 2

调制之前是基带信号，包括你所说的基频，基带信号频率太低，基带频率范围内的频谱资源很有限，通信容量很小。换句话说就是一个基带发送设备和基带线路仅能发送几路基带信号。

所以应该调制到高（射）频上发送，高频通信容量大，比如光通信。一个光通信设备和线路发送的基带信号能达到几十万路。

另外基带信号也不太可能作为射频发射，因为其天线尺寸是难以想象的。

还有，调制以后，整个频谱都搬移到高频上了，就不存在原来的基频了，基频信号都调制到高频载波上了。

追问

“基带频率范围内的频谱资源很有限”和“高频通信容量大”这个是怎么得到的啊？
还有“几路基带信号和几十万路信号”。。这里面“几路”这个数量词是指的是什么？

追答

“基带频率范围内的频谱资源很有限”举例说，比如不进行信号调制，而采用低频系统来传送语音信号的话，只能一条电话线就只能传送2-3路信号不错了，而且现实中没人这么干，这2-3路语音会严重失真。一个基带发送设备和基带线路仅能发送几路基带信号。如果不调制的话，各路语音信号就会混合在一起，互相干扰。

调制是一个频谱搬移的过程，语音信号大约在300hz到3000hz吧带宽是3000-300=2700hz，比如把它调制到100Mhz，调幅的话，其调制后频谱就是100M加减300-3000，100M附近有多少个2700hz宽度的信道呢，回答是很多。比如，A路语音调制到91M发射，B路语音调制到92M发射。。。。等等，高频处可以提供很多信道。一个光通信设备和线路发送的基带信号能达到几十万路。

有时间的话看看通信原理和信号系统就都明白了。