通訊基礎 編碼與調製

2021-05-23 18:23:46 字數 2027 閱讀 5229

由於傳輸介質及其格式的限制,通訊雙方的訊號不能直接進行傳送,必須通過一定的方式處理之後,使之能夠適合傳輸**特性,才能夠正確無誤地傳送到目的地。

調製是指用模擬訊號承載數字或模擬資料;而編碼則是指用數碼訊號承載數字或模擬資料

目前存在的傳輸通道主要有模擬通道和數字通道兩種,其中模擬通道一般只用於傳輸模擬訊號,而數字通道一般只用於傳輸數碼訊號。有時為了需要,也可能需要用數字通道傳輸模擬訊號,或用模擬通道傳輸數碼訊號,此時,我們就需要先對傳輸的資料進行轉換,轉換為通道能傳送的資料型別,即模擬訊號與數碼訊號的轉換,這是編碼與調製的主要內容。當然模擬資料、數字資料如何通過通道傳送的問題也是編碼與調製的重要內容。下面我們分別從模擬訊號使用模擬通道傳送、模擬訊號使用數字通道傳送、數碼訊號使用模擬通道傳送和數碼訊號使用數字通道傳送四個方面來介紹資料的調製與編碼。

1.模擬訊號使用模擬通道傳送

有時候模擬資料可以在模擬通道上直接傳送,但在網路資料傳送中這並不常用,人們仍然會將模擬資料調製出來,然後再通過模擬通道傳送。調製的目的是將模擬訊號調製到高頻載波訊號上以便於遠距離傳輸。目前,存在的調製方式主要有調幅(amplitude modulation,am)、調頻(frequency modulation,fm)及調相(phase modulation,pm)。

2.模擬訊號使用數字通道傳送

使模擬訊號在數字通道上傳送,首先要將模擬訊號轉換為數碼訊號,這個轉換的過程就是數位化的過程,數位化的過程主要包括採用和量化兩步。常見的將模擬訊號編碼到數字通道傳送的方法主要有:脈衝幅度調製(pulse amplitude modulation,pam)、脈衝編碼調製(pulse code modulation,pcm)、差分脈衝編碼調製(differential pcm,dpcm)和增量脈碼調變方式(delta modulation,dm)。

3.數碼訊號使用模擬通道傳送

將數碼訊號使用模擬通道傳送的過程是乙個調製的過程,它是乙個將數碼訊號(二進位制0或1)表示的數字資料來改變模擬訊號特徵的過程,即將二進位制資料調製到模擬訊號上來的過程。

乙個正弦波可以通過3個特性進行定義:振幅、頻率和相位。當我們改變其中任何乙個特性時,就有了波的另乙個形式。如果用原來的波表示二進位制1,那麼波的變形就可以表示二進位制0;反之亦然。波的3個特性中的任意乙個都可以用這種方式改變,從而使我們至少有3種將數字資料調製到模擬訊號的機制:幅移鍵控法(amplitude-shift keying,ask)、頻移鍵控法(frequency-shift keying,fsk)以及相移鍵控法(phase-shift keying,psk)。另外,還有一種將振幅和相位變化結合起來的機制叫正交調幅(quadrature amplitude modulation,qam)。其中正交調幅的效率最高,也是現在所有的數據機中經常採用的技術。

4.數碼訊號使用數字通道傳送

要是數碼訊號在數字通道上傳送,需要對數碼訊號先進行編碼。例如,當資料從計算機傳輸到印表機時,一般是採用這種方式。在這種方式下,首先須進行對數碼訊號編碼,即由計算機產生的二進位制0和1數碼訊號被轉換成一串可以在導線上傳輸的電壓脈衝。對信源進行編碼可以降低資料率,提高資訊量效率,對通道進行編碼可以提高系統的抗干擾能力。

目前,常見的資料編碼方式主要有不歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼三種。

(1)不歸零碼(nrz,non-return to zero):二進位制數字0、1分別用兩種電平來表示,常用-5v表示1,+5v表示0。缺點是存在直流分量,傳輸中不能使用變壓器;不具備自同步機制,傳輸時必須使用外同步。

(2)曼徹斯特編碼(manchester code):用電壓的變化表示0和1,規定在每個碼元的中間發生跳變。高→低的跳變代表0,低→高的跳變代表1(注意:某種教程中關於此部分內容有相反的描述,也是正確的)。每個碼元中間都要發生跳變,接收端可將此變化提取出來,作為同步訊號。這種編碼也稱為自同步碼(self-synchronizing code)。其缺點是需要雙倍的傳輸頻寬(即訊號速率是資料速率的2倍)。

(3)差分曼徹斯特編碼:每個碼元的中間仍要發生跳變,用碼元開始處有無跳變來表示0和1。有跳變代表0,無跳變代表1(注意:某種教程中關於此部分內容有相反的描述,也是正確的)。

編碼與調製(曼徹斯特編碼 數據機等)

通道 訊號的傳輸媒介。一般用來表示向某乙個方向傳送資訊的介質,因此一條通訊線路往往包含一條傳送通道和一條接收通道 通道有兩種分類手段,可按照傳輸訊號分為模擬通道和數字通道,按照傳輸介質則可以分為無線通道和有線通道。通道上傳送的訊號可分為基帶訊號和寬頻訊號 在傳輸距離較近時,計算機網路採用基帶傳輸方式...

電話通訊中的PCM脈衝編碼調製

通訊的過程中,在完成在 機中將聲音轉換為模擬訊號的過程之後,下一步就是模數 a d 轉換,而在音訊領域廣泛用到的就是pcm編碼。脈衝編碼調製 pcm 就是把乙個連續的模擬訊號變換成離散的數碼訊號後在通道中傳輸。脈衝編碼調製的過程是 對模擬訊號先抽樣,再對樣值幅度量化,最後編碼。奈奎斯特定律 如果模擬...

RFID複習筆記(5) 編碼與調製

全雙工 半雙工 時序工作方式 波特率 每秒鐘通過通道傳輸的碼元 位元率 單位時間傳輸的二進位制資料的位數 位元率和波特率的關係 位元率 波特率 log2m 具有理想低通矩形特性的通道 c 2 bwlo g2 mc 2bwlog 2m c 2bwl og2 m頻寬受限且有高斯白雜訊干擾的通道 c b ...