数据编码技术和数据传输方式剖析.ppt

2.2 数据编码技术和数据传输方式 首先回顾一下信息传输过程: 模拟信号和数字信号通信的特点 模拟信号通信的特点： ● 传输距离远； ● 效率低； ● 信号质量差； 数字信号通信的特点： ● 传输距离不远； ● 抗干扰能力弱； ● 传输效率高； 为了使扬长避短，在不同的场合，我们必须要将表示数据的信号进行相应的转换后再进行传输----如：数字信号模拟传输、或模拟信号数字传输； 这种将传输数据用不同形式的传输信号进行表示的处理技术我们简称为数据编码技术， 数据在传输过程中采用的处理方式我们简称为数据传输方式 一、数据编码技术 2.2.1 数字数据的模拟信号编码 2.2.2模拟数据的数字信号编码 2.2.3数字数据的数字信号编码 2.2.1 数字数据的模拟信号编码(即数字信号的模拟传输) 由于在数字信号通信方式中，信号传输距离近、抗干扰能力弱，因此，为了使数字信号能进行长距离的可靠传输，常常将数字信号“搭载”到一个高频的模拟信号上进行传输， 实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制解调器(Modem)。 调制：由发送端将数字数据信号转换成模拟数据信号的过程称为“调制” 解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程称为“解调” 载波正（余）弦信号可以写为： u（t）= um·sin（ωt+φ） — 振 幅 um — 角频率 ω — 相 位 φ 模拟信号传输的基础是载波，载波具有三大要素：幅度、频率和相位，数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。 移幅键控（amplitude shift keying , ASK） ? um·sin（ω1t+φ0） 数字1 u（t）= 0 (或un·sin（ω1t+φ0）) 数字0 移幅键控ASK信号实现容易，技术简单，但抗干扰能力较差。 在ASK方式下，用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态。ASK方式容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。 2.移频键控（ frequency-shift keying ，FSK ） ? um·sin（ω1t+φ0） 数字1 u（t）= um·sin（ω2t+φ0） 数字0 移频键控FSK信号实现容易，技术简单，抗干扰能力较强，是目前最常用的调制方法之一。 在FSK方式下，用载波频率附近的两种不同频率来表示二进制的两种状态。在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作， 3.移相键控（phase-shift keying，PSK） 绝对调相 um·sin（ωt+0） 数字1 u（t）= um·sin（ωt+π ） 数字0 移相键控可以分为： 绝对调相 相对调相 二相调相 多相调相 在PSK方式下，用载波信号相位移动来表示数据。PSK可以使用二相或多于二相的相移，利用这种技术，可以对传输速率起到加倍的作用。 数字数据的模拟信号编码图 2.2.2模拟数据的数字信号编码--模拟信号的数字传输 1.脉码调制PCM。 脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用≥有效信号最高频率或其带宽２倍的采样频率，通过低通滤波器从这些采样中重新构造出原始信号。 采样定理表达公式: Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs 　　式中　Ts为采样周期 　　　　　Fs为采样频率 　　　　　Fmax为原始信号的最高频率 　　　　　Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽 2.模拟信号数字化的三步骤 1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出； 2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值； 3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。 2.2.3数字数据数字信号编码方法 数字信号可以直接采用基带传输。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传输。基带传输时，需要解决的问题是数字数据的数字信号表示及收发两端之间的信号同步两个方面。 　　　 1.数字数据的数字信号表示 对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。 （1）、非归零码NRZ （2）、归零编码 RZ （3）、单极性编码 （4）、双极性编码 .2、归零码和不归零码、单极性码和双极性码的特点 不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根据脉