数据编码-Read.DOC

3-1-2 数据编码 研究数据在信号传输过程中如何进行编码（变换） 不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种组合， 每一种相应地需要进行不同的编码处理。 编码和调制 用数字信号承载数字或模拟数据——编码 用模拟信号承载数字或模拟数据——调制 为什么要进行调制或编码？ ?? 首先，对调制的需要是用无线电通过空间传输低频信号而产生的。为了有效地传输这种信号，天线尺寸必须与所辐射的信号波长的尺寸大致相同。因为约1000Hz的低频模型拟信号的波长约300KM。 ?? 其次，数字信号不可能通过为模拟信号设计的传输线（如电话线）传送，反之亦然。 一、数字数据的数字信号传输（基带传输） ??? 基带：基本频带，指传输变换前所占用的频带，是原始信号所固有的频带。 ?? 基带传输：在传输时直接使用基带信号。 ??? 基带传输是一种最简单最基本的传输方式，一般用低电平表示“0”，高电平表示“1”。 ??? 适用范围：低速和高速的各种情况。 ??? 限制：因基带信号所带的频率成分很宽，所以对传输线有一定的要求。 常用的几种编码方式： 1）不归零制码（NRZ：Non-Return to Zero） ??? 原理：用两种不同的电平分别表示二进制信息“0”和“1”，低电平表示“0”，高电平表示“1”。 ??? 缺点： a 难以分辨一位的结束和另一位的开始； b 发送方和接收方必须有时钟同步； c 若信号中“0”或“1”连续出现，信号直流分量将累加。 ??? 结论：容易产生传播错误。? 2）曼彻斯特码（Manchester），也称相位编码 ?? 原理：每一位中间都有一个跳变，从低跳到高表示“0”，从高跳到低表示“1”。 ?? 优点：克服了NRZ码的不足。每位中间的跳变即可作为数据，又可作为时钟，能够自同步。 3）差分曼彻斯特码（Differential Manchester） ?? 原理：每一位中间都有一个跳变，每位开始时有跳变表示“0”，无跳变表示“1”。位中间跳变表示时钟，位前跳变表示数据。 ?? 优点：时钟、数据分离，便于提取。 4）逢“1”变化的NRZ码 ?? 原理：在每位开始时，逢“1”电平跳变，逢“0”电平不跳变。 5）逢“0”变化的NRZ码 ?? 原理：在每位开始时，逢“0”电平跳变，逢“1”电平不跳变。?? 二、数字数据的模拟信号传输（频带传输） ??? 频带传输：指在一定频率范围内的线路上，进行载波传输。用基带信号对载波进行调制，使其变为适合于线路传送的信号。 ??? 调制（Modulation）：用基带脉冲对载波信号的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化。 ??? 解调（Demodulation）：调制的反变换。 ?? 调制解调器MODEM（modulation-demodulation) 调制技术 ??? 根据载波 Asin((t + () ??? 幅移键控法 Amplitude-shift keying (ASK) ??? 频移键控法 Frequency-shift keying (FSK) ??? 相移键控法 Phase-shift keying (PSK) ??? 基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。 ??? 载波 S(t) = Acos(t+() ??????? S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、相位 ??? 调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化 ??????? ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v) ??????? FSK：用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz) ??????? PSK：用载波的起始相位的变化表示0 (同相)和1(反相) 多级调制方法1 -单参量多级调制 ??? 数据率 = 信号速率 x log2M M：调制级数 多级调制方法2 –多参量多级调制 16-QAM(正交振幅调制) :使用振幅和相位的16种组合 三、模拟数据的模拟信号传输 ??? 要将模拟数据转换成模拟信号传输，主要是要使其能作长距离传输。一般常用的调制信号技术包含三种： ??? 振幅调制（Amplitude Modulation，简称AM） ??? 频率调制（Frequency Modulation，简称FM） ??? 相位调制（Phase Modulation，简称PM） 四、模拟数据的数字信号编码 ??? 奈奎斯特定理（采样定理）： ? 如果连续变化的模拟信号最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。 语