《计算机通信技术》课件 第3章 数据编码与 调制.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 64QAM星座图 * 模拟载波传输模拟数据 调幅（AM） 调频（FM） 调相（PM） * 调幅（AM） 调幅就是用调制信号控制高频载波的振幅 容易受噪声的干扰，信号质量较差 * 调频（FM） 载波频率随被调信号变化 振幅恒定 例如，音频信号调制 音频信号增大时，载波瞬时频率增大 音频信号减小时，载波瞬时频率亦相应减小 噪声对频率的干扰较小，调频信号质量较好 * 调相（PM） 调相是让载波的相位随调制信号而变化 调频和调相统称调角 * 复习题 为什么要进行数字信号编码？ PCM的过程有哪些？ 什么设备使用QAM？ * 本章总结 数字数据, 数据信号 模拟数据, 数字信号 数字数据, 模拟信号 模拟数据, 模拟信号 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 常见信号的采样频率 常见信号的采样频率 典型的语音信号(说话、唱歌信号)的带宽为50Hz~10kHz； 话音信号的带宽300Hz~3.4kHz（近似取4kHz）； 音乐信号的带宽 20Hz~20kHz。 高保真音频-语音信号的抽样频率 =20kHz。 音乐信号的抽样频率 =40kHz * 增量调制（ΔM） 为了简化模拟信号的数字化方法。 近年来在高速超大规模集成电路中已被用作A/D转换器。 其主要特点是： 在比特率较低的场合，量化信噪比高于PCM。 抗误码性能好。能工作在误比特率为10-2～10-3的信道中，而PCM则要求信道的误比特率为10-4～10-6。 设备简单、制造容易。 * 增量调制（ΔM） 数学观点： 要描述一个函数或曲线，可以直接用某一时刻的函数值也可用该时刻的曲线变化趋势，也就是该时刻的导数值。 增量调制与PCM调制的区别： 它只用一位二进制码进行编码，但这一位码不表示信号抽样值的大小，只是表示抽样时刻信号曲线的变化趋势。 而PCM则表示采样时刻的幅值。 * 增量调制的调制过程 * 增量调制的解调过程 接收端每收到“1”，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化台阶 接收端收到一个“0”码就下降一个量化台阶 * 增量调制的解调过程 * 增量调制的两个参数 两个重要参数 步长 采样速率 步长与失真的折中 步长大，颗粒失真大，步长小，超载失真大 带宽与失真的折中 采样速率大，失真小，数据速率大 * 超载失真 信号波形变化较快，超过一个量阶 * 颗粒失真 信号波形变化较慢，连续一段时间不会超过一个量阶 见下页图 * 自适应增量调制 只要检出输出序列有连续4个1或4个0时，步幅便自动增大 * 模拟载波传输数字数据 幅移键控ASK 频移键控FSK 相移键控PSK 正交调幅QAM * 数字信号的调制 数字调制就是将数字符号变成适合于信道传输的波形。所用载波一般是余弦信号，调制信号为数字基带信号。 利用基带信号去控制载波的某个参数，就完成了调制。这些参数包括： 振幅 （幅移键控） 频率 （频移键控） 相位 （相移键控） * 什么是“键控” 用数字基带信号作为开关，改变载波的某个参数。 “开关”的方式称为“键控”。 * 幅移键控（ASK） 载波信号的不同幅值代表二进制的两个数值 用载波幅值存在与否来表示1或0 * ASK * ASK * ASK特点 容易受突发的噪声影响 效率较低 在话音级线路上，数据率最大1200bps 光纤传输使用ASK * 频移键控（FSK） 用两个不同频率来表示0或1 (载波频率附近) * FSK的调制 直接调频法 频率键控法 * FSK的特点 比 ASK的抗差错性稍强 在话音级线路上，典型数据率为 1200bps 也用于高频无线电传播 对于使用同轴电缆的局域网，频率更高。 * 相移键控 用载波信号的相位偏移来表示0或1 绝对相移键控（PSK） 差分相移键控（DPSK） 正交相移键控（QPSK） * 绝对相移键控（PSK） 用二个相位来表示两个二进制数 数据1和0有固定的相位值对应 * 差分相移键控（DPSK） 利用前后码元信号相位变化表示数据 * DPSK信号的产生 生成相对码 按相对码产生BPSK，就得到DPSK * 多进制数字调制 每个信号元素代表多于一个比特的信息，更高效。例如： 使用的相位偏移值为?/2 (90o)的倍数，每个信号元素代表两个比特； 使用8个不同的相位角度，每个角度也可以具有一个以上的振幅值； 标准的9600bps调制解调器使用了12个相位角度，其中有四个具有两种振幅值； * 正交相位键控QPSK 4进制传输系统 11与参考相位相同 01相差90° 00相差180° 10相差270° * 正交相位键控QPSK * Q