第2章数据通信的基础知识2.ppt

* * 2.4 数据编码 2.4.1 数字数据的数字信号编码 利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称作数字信号的基带传输；数字数据在传输之前，需要进行数字编码。 数字数据的编码方式有三种： 不归零码 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 * * 2.4 数据编码 1.不归零码(NRZ，Non-Return to Zero) 二进制数字0、1分别用两种电平（常用－5V表示1，＋5V表示0）来表示。 缺点： 存在直流分量，传输中不能使用变压器； 不具备自同步机制，无法判别信号的开始和结束，必须使用外同步。 * * 2.4 数据编码 2.曼彻斯特编码 (Manchester code) 用电压的变化表示0和1。 规定在每个位的中间发生跳变： 高 →低的跳变——1，低→高的跳变——0 ∵每个位中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送设备的时钟保持一致。 ∴曼彻斯特编码也称为自同步码（Self-Synchronizing Code）。它具有自同步机制，无需外同步信号。 特点： 不含直流分量； 需要双倍的传输带宽。 * * 2.4 数据编码 3.差分曼彻斯特编码(Differential Manchester code) 与曼彻斯特编码相同，在每个位的中间，信号都会发生跳变； 与曼彻斯特编码不同之处在于： 位中间处跳变仅用作同步信号； 利用在位开始的边界处有无跳变来表示0和1 ： 位开始处有跳变——0 位开始处无跳变——1 * * 2.4 数据编码 2.4.2 数字数据的调制编码 传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频300Hz～3400Hz的模拟信号，不能直接传输数字数据。 为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号，也就是要对数字数据进行调制。 * * 2.4 数据编码 发送端将数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制 Modulation，调制设备就称为调制器 Modulator； 接收端将模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调Demodulation，解调设备就称为解调器 Demodulator。 若进行数据通信的发送端和接收端以全双工或半双工的方式进行通信时，就需要同时具备调制和解调功能的设备，称为调制解调器Modem。 * * 2.4 数据编码 基本原理：用数字数据信号对载波的不同参量进行调制。 1）载波：连续的、频率恒定的信号，表示为S(t) = A cos (?t+?) 2）S(t)的参量： 幅度A 频率? 相位? 3）调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化 对数字数据调制的 基本方法有三种： 幅移键控ASK 频移键控FSK 相移键控PSK 1. 幅移键控ASK（Amplitude Shift Keying） ASK是通过改变载波信号的幅度值A表示数字数据信号‘1’，‘0’，以载波幅度 A 1表示数字数据信号的“1”，用载波幅度 A 2 表示数字数据信号的“0”（通常 A 1 取1， A 2取0），而载波信号的参数 ? 和 ? 恒定。 特点： 信号实现容易，技术简单； 易受增益变化影响，效率低。 * * 2.4 数据编码 2. 频移键控FSK（Frequency Shift Keying） FSK是用载波频率?附近的两个不同频率来表示数字数据信号 ‘1’和‘0’：用 ? 1表示数字数据信号‘1’， 用 ? 2表示数字数据信号‘0’，而载波信号的 A 和 ? 不变。 特点： 信号实现容易，技术简单； 抗干扰能力强，最常用的调制技术之一。 * * 2.4 数据编码 3. 相移键控PSK（Phase Shift Keying） PSK是通过改变载波信号的相位值?表示数字信号‘1’,’0’，而载波信号的 A 和 ? 不变。 PSK包括两种类型： 绝对调相 绝对调相使用相位的绝对值， ? 为0表示数字信号‘1’， ? 为π表示数字信号‘0’。 相对调相 相对调相使用相位的相对偏移值，当数字数据为0时，相位 不变化，而数字数据为1时，相位要偏移π。 特点：抗干扰能力强，但实现技术复杂。 * * 2.4 数据编码 2.4.3 模拟数据的数字信号编码 在网络中除计算机直接产生的数字信号外，语音、图像等模拟信息必须数字化以后才能经计算机处理并传送。 脉冲编码调制PCM（Pulse Code Modulation）是模拟数据数字化的主要方法：将模拟信号转换成二进制序列 PCM技术的典型应用是语音数字化。在发送端通过PCM编码器将语音数据变换为数字化的语音信号，通过通信信道传送到接收方，接收方再通过PCM解码器还原成模拟语音信号。 * * 2.4