用矩形脉冲的基带信号作为传输码型，由于实际信道的频带都是有限的，则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同，这就会使接收端数字基带信号的波形失真。大多数有线传输的情况下，信号频带不是陡然截止的，而且基带频谱也是逐渐衰减的，采用一些相对来说比较简单的补偿措施（如简单的频域或时域均衡）可以将失真控制在比较小的范围内。较小的波形失真对于二进制基带信号影响不大，只是使其抗噪声性能稍有下降，但对于多进制信号，则可能造成严重的传输错误。当信道频带严格受限时（如数字基带信号经调制通过频分多路通信信道传输），波形失真问题就变得比较严重，尤其在传输多进制信号时更为突出。图4-6反映了在带宽受限的信道中信号波形的变化。
图4-6带宽受限的信道中信号波形的变化 基带脉冲序列通过系统时，系统的滤波作用使传输波形中出现的波形失真、拖尾等现象，接收端在按约定的时隙对各点进行抽样，并以抽样时刻测定的信号幅度为依据进行判决，来导出原脉冲的消息。若重叠到邻接时隙内的信号太强，就可能发生错误判决。若相邻脉冲的拖尾相加超过判决门限，则会使发送的“0”判为“1”。实际中可能出现好几个邻近脉冲的拖尾叠加，这种脉冲重叠，并在接收端造成判决困难的现象叫做码间干扰。
因此可以看出，传输基带信号受到约束的主要因素是系统的频率特性。当然可以有意地加宽传输频带使这种干扰减小到任意程度。然而这会导致不必要地浪费带宽。如果信道带宽展宽得太多还会将过大的噪声引入系统。因此应该探索另外的代替途径，即通过设计信号波形，或采用合适的传输滤波器，设法使拖尾值在判决时刻为0，以便在最小传输带宽的条件下大大减小或消除这种干扰。
奈奎斯特第一准则解决了消除这种码间干扰的问题，并指出当传输信道具有理想低通滤波器的幅频特性时，信道带宽与码速率的基本关系。即：
式中 Rb为传码率，单位为比特/每秒（bps）。fn为理想信道的低通截止频率。上式说明了理想信道的频带利用率为：
图4-7给出了无码间干扰的基带信号波形。
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图4-7无码间干扰的基带信号波形
4.4 调制技术
1． 调制解调技术
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，可以采用基带传输。当在长距离传输的有线信道，特别是无线信道中，为了抵抗信号的衰落，提高抗干扰能力，大多采用频带传输，频带传输的关键是调制解调技术。正如本书前面所谈到的，调制解调器是术语调制器和解调器的总称，它根据传输的是‘1’还是‘0’来改变载波信号。在频带传输中需要使用调制技术，有时我们也称它为信道编码技术。调制的作用是将数字信息转移到传输介质上。到目前为止，已经开发出很多调制方法，它们在工作速率、对线路质量的要求、抗噪声性能和复杂度方面各有不同，其中一些调制方式之间互不兼容。
调制解调器可以分别改变模拟波形的3种主要特征参数——幅度、频率和相位——来对信息进行编码。利用波形的这三个特征，调制解调器就可以在一个波形周期内对多个比特进行编码，它检测到的这些变化越多，产生的比特率就越高。采用不同的调制方法，相应的频谱利用率也不同。频谱利用率是指在单个波形周期内编码的比特数。我们称一个波形循环周期为“符号周期”。为了提高频谱利用率，可以采用增加电平级数的办法。例如，要在相同的符号周期内对k个比特编码，就需要 个电平级。随着速率的增加，接收端要区分这些电平级就越加困难。因此，如何在很高数据速率的情况下区分电平级成为目前的一个难点。 2． 调制技术的概念
由消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号大多不适宜直接传输。必须先经过在发送端调制才便于在信道中传输，而在接收端进行相应的解调操作。所谓调制，就是按原始信号的变化规律去改变载波信号的某些参数的过程。调制过程的目的是把输入信号变换为适合于通过信道传输的波形。 从功能上看，调制技术主要实现了以下三个功能。
（1）频率变换：例如为了利用无线传输方式，将（0.3~3.4KHz）
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有效带宽内的语音信号调制到高频段上去；
（2）实现信道复用：通过调制可以将多路信号互不干扰的安排在同一物理信道中传输；
（3）提高抗干扰性：利用信号带宽和信噪比的互换性，提高通信系统的抗干扰性。调制系统的模型如图4-8所示。
图4-8调制系统模型
其中：
m(t)为源信号，通常用于调制载波 的幅度，频率、相位等； C(t)为载波信号；
S(t)为已调信号，可能是调幅信号，也可能是调频或调相信号等。
1) 调制技术的分类:
从不同的角度，调制技术可以按以下几个角度进行分类。 （1）按源信号的不同，可以分为：
① 模拟调制：是连续信号； ② 数字调制：是离散信号。 （2）按载波信号不同，可以分为：
① 连续波调制：是连续信号；
② 脉冲调制：是脉冲信号，如周期矩形脉冲序列。 （3）按调制器的功能，可以分为：
① 幅度调制：用改变的幅度，如AM、DSB、SSB、VSB、ASK； ② 频率调制：用改变的频率，如FM、FSK；
③ 相位调制：用改变的相位，如PM、PSK。频率调制与相位调制均属于角度调制技术。
（4）按调制器传输函数的性质，可以分为：
① 线性调制：调制前、后的频谱呈线性搬移关系；
② 非线性调制：无上述关系，且调制后的频谱产生许多新成份。
3．模拟信号的调制传输
1）基本概念：
当源信号是模拟信号且被改变的载波信号的参数也是连续变量时，即称为模拟调制。常见的模拟调制技术包括幅度调制、频率调制、相位调制，以及将以上调制方法结合的复合调制技术和多级调制技术。 2）幅度调制（AM）：
（1）幅度调制的时域特征
幅度调制是正弦载波信号的幅度随调制信号做线形变化的过程。设正弦载波信号为：
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为载波的初始相位、 A为载
其中wc为载波的角频率、
波的幅度。
幅度调制信号一般即可以表示为：
其中 m( t )为基带信号。可见，幅度调制信号的波形随基带信号变化而正比的变化。这一过程的信号波形变化如图4-8所示。
图4-8幅度调制过程中的时域波形变化
（2）幅度调制的频域特征
设基带信号m( t ) 的频谱为M( w ) ，则可以得到已调信号
Sm( t ) 的频谱 Sm( w ) 为：
可见，幅度调制信号的频谱是基带信号频谱在频域内的简单搬移。这一过程的频谱变化如图4-9所示。
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图4-9幅度调制过程中的频域波形变化 （3）幅度调制的一般模型
幅度调制器的一般模型如图4-10所示。
图4-10幅度调制器模型
它由一个相乘器和一个冲激响应为 的带通滤波器组成。此时输出信号的频域表达式为：
可见，通过适当的选取冲激响应h( t ) ，便可以为输出信号选择保留不同的边带信号，即得到各种幅度调制信号。例如：双边带信号、调幅信号（AM）、单边带信号、残留边带信号等。
（4）幅度调制信号
a) 双边带信号（DSB）
如果输入的基带信号没有直流分量，且h( t ) 是理想带通滤波器，则得到的输出信号就是无载波分量的双边带幅度调制信号。 b) 调幅信号（AM）
如果输入信号带有直流分量，即m( t ) 可以表示为
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