ベースバンド伝送の信号

質問

ベースバンド伝送では単にケーブルを接続するだけでデータ伝送できる、とあります。確かにRS-232Cインターフェースでパソコン同士を直結するとこれはベースバンド伝送です。このときの信号レベルはMAX+15V～－15Vの複流RZの直流電圧パルスです。これはベースバンド伝送の説明としては私のような通信ビギナーにもわかりやすい。ところがものの本に「ベースバンド伝送とは元の信号波形の周波数スペクトルをほかの周波数に移動することなく、ある周波数帯域全部を使用してひとつのディジタル信号を伝送する方式」などと、厄介なフーリエ変換の理論を使って説明されたりします。ベースバンド伝送の信号形態はは単なる直流のパルス信号だ、と思っていた質問者はこの説明の前に困惑するばかりです。そこでご質問です。
・ベースバンド信号とは、単なる電圧パルス信号とは違う信号形態である。（とすると　なにものか？）
・ベースバンド信号とは、単なる電圧パルス信号であるがこれを専門的に説明すると周　波数スペクトルのお話になる。
質問者としては後者の答えを期待しますが、そんなに簡単なお話でもないような？どなたかご回答いただけたら幸甚です。

回答No.3

ymmasayan · ベストアンサー

No.2の回答者：anisolさんの回答に同調します。

ベースバンド伝送の要件は
（１）（直流）パルス信号の直接伝送（変調は掛けない）
（２）1チャンネルだけの伝送（多重化しない：出来ない）
だと思います。
もう一つ付け加えると（言いかえると）、「直流を含めた全周波数帯域を使った伝送」と言えるでしょう。理由は無限の高調波があるから。ただ、符号設計によっては直流成分ゼロも可能ですから直流成分の有無は必須条件ではないでしょう。

本題に戻って、質問者：sm123さんの質問に対して答えれば、ご期待通り、後者が答えでしょう。

もともと矩形波のパルスは無数の高調波を含んでいますよね。これをそのまま遠距離伝送すれば波形が崩れるのは当たり前です。ここでフーリエ変換の登場となります。

次に周波数帯域の話ですが、パルスの直接伝送よりも変調したほうが占有周波数帯幅が狭いのですね。逆説的ですが、直接伝送では矩形波の伝送が前提です。ところが変調した場合、基本波成分の伝送に中心が移り、高調波は軽視されます。

ベースバンド伝送は（直流）パルスの伝送でフーリエ変換と無縁だと思いたいが、結局は波形の崩れや、変調を掛けたときの話で、フーリエ変換から逃れられない。
そんな気がしています。

つまり、「ベースバンド信号とは、単なる電圧パルス信号であるがこれを専門的に説明すると周波数スペクトルのお話になる」と言うことだと思います。そして、パルスの遠隔伝送時の波形の崩れに対しては（一つの方法として）フーリエ変換に登場してもらうしかないと言うことでしょう。

私も過去に、質問者と同じ疑問を持っていて、伝送時の波形の崩れはＬＣＲ回路の充放電でも感覚的な解釈は可能だったのですが、フーリエ変換で疑問は全て氷解しました。

お礼

お三方からのご回答をいただき有難うございました。ymmasayanさんの「ご期待通り、後者が答えでしょう」をもって良回答とし少し安心したいと思いますが、じゃあ解ったんだなといわれて「はい」と答える自信は全くありません。そもそも専門技術的課題を体感的な理解に置き換えようという質問者の不埒なもくろみこそが問題で、これらの回答を理解すべき知識ベースが質問者の側に初めに不足しているのが大きな問題であったことに気がつきます。ご回答を参考にもう少し自力で考えてみます。私事ながら質問者は齢５０を越えてなんの因果か故あって通信技術の一般的な知識を身に付けることを余儀なくされています。これからもいくつか質問を投稿いたしますのでよろしければまたご教示ください。mentama、anisol、ymmasayanの皆さん、有難うございました。
ＰＳ：「RS-232Cは複流NRZ」 はanisolさんのご指摘通りでした。タイプミスのやさしい解釈に感謝します。

回答No.2

anisol

ちょっと気になったことが。
「ベースバンド伝送の信号形態は単なる直流のパルス信号」
正確には直流成分を持つ交流信号でしょう。直流成分は単流方式が一番多く、複流方式、バイポーラ方式の順に少なくなると思います。
「複流RZの直流電圧パルス」
タイプミスだと思いますが、RS-232Cは複流NRZでしょう。

私の手元の本には、ベースバンド伝送方式の説明として

「端末装置から入出力されるデジタル信号は0と1の符号に対応したパルス波形となっており、このパルス波形を変調することなくそのままの形で伝送する方式をいう。」

と書かれています。「元の信号波形の周波数スペクトルをほかの周波数に移動する」ことは変調のことであり、変調しなければ「ある周波数帯域全部を使用」するので、sm123さんがあげたものの本の説明と同じことになります。

回答No.1

mentama

直流成分を必要とするのがベースバンドだと思うんですが、どうでしょうね？
高周波変調していない、ってのでもわかりやすいと思うんですけど。
変調ってのが、周波数を移動するってことですが。