【正文】 曼徹斯特編碼波形圖At差分曼徹斯特編碼波形圖作業(yè)：n 如圖是二進(jìn)制序列的曼徹斯特編碼，碼元１是前低后高，試畫出該二進(jìn)制序列的差分曼徹斯特編碼。從低向高躍變216。正向幅度與負(fù)向幅度相等nn 數(shù)字信號(hào) 是離散的電壓或電流的脈沖序列，由若干個(gè)碼元組成n 表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的碼元形式不同，則相應(yīng)產(chǎn)生不同的編碼方法(1)雙極性碼 頻率調(diào)制（ FM）載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化，簡(jiǎn)稱調(diào)頻3)相位調(diào)制（ PM） 模擬數(shù)據(jù) ?模擬信號(hào)（一）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號(hào)n 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 可以由多種不同形式的電脈沖信號(hào)的波形來表示。 數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)n 編碼與調(diào)制的原因： n 數(shù)據(jù)在傳輸中容易產(chǎn)生誤碼n 編碼和調(diào)制技術(shù)可使系統(tǒng)具有糾錯(cuò)能力和抗干擾能力n 可極大地避免碼流傳送中誤碼的發(fā)生n 編碼與調(diào)制的任務(wù)：n 提高數(shù)據(jù)傳輸效率n 降低誤碼率n信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)形式n數(shù)據(jù)與信號(hào)之間的四種組合：168。用 7位數(shù)據(jù)位代表一個(gè)字符，求每秒能傳送的最多字符數(shù)是多少？不存在空閑位時(shí)，可傳送的字符數(shù)最多1200/（ 1+7+1+1）＝ 120個(gè) 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)n 基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸n 數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)n 多路復(fù)用技術(shù) 基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸1)基帶傳輸n 基帶信號(hào)： 來自信源的電脈沖信號(hào)n 基帶傳輸： 在信道中直接傳輸基帶信號(hào)的傳輸方式n 基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分或直流成分，僅適合 近距離傳輸 。表示一個(gè)字符校驗(yàn)位 (1個(gè) )—— 用于校驗(yàn)是否傳送正確；可選。(1)按照奈奎斯特定理，信道的最大碼元速率是多少？ 最大傳輸速率是多少？(2)如果信道的信噪比為 30dB，按照香農(nóng)定理，信道的 最大傳輸速率是多少？(1)最大碼元速率 Bmax=2W=24000=8000( 波特 ) 最大傳輸速率 =Bmaxlog2N=8000log216=32K(bit/s)(2)由題知： 10log10(S/N) = 30 可得出： S/N=1000 最大傳輸速率 = Wlog2(1+S/N) = 4000log2(1+1000) ≈n 香農(nóng)定理 ：在帶寬受限、有高斯白噪聲干擾的條件下： C—— 信道容量， bit/s W—— 信道帶寬， Hz N—— 噪聲功率 S—— 信號(hào)功率 S/N—— 信噪比，一般用分貝 (dB)作為度量單位C = W log2(1+S/N)信噪比 (dB)=10log10(S/N)(dB)216。寬帶信道 —— 帶寬為 3400Hz以上 帶寬分配？無線電 微波 紅外線可見光 紫外線X射線 ? 射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無線電 調(diào)頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLF MF HF VHF UHF SHF EHF THF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動(dòng)無線電 電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜n信道容量216。在通信信道中傳送數(shù)字信號(hào)的通信方式n 模擬通信 ： 碼元代表的離散數(shù)值是多進(jìn)制的情況 如：傳送 “101011000110111010……” 方法一：直接傳送 每個(gè)碼元攜帶 1bit 碼元代表的離散值是二進(jìn)制的，兩種碼元 方法二：分組： “101,011,000,110,111,010……” 每個(gè)碼元攜帶 3bit 碼元代表離散值是 0~7(八進(jìn)制 )，八種碼元 可用 8種不同的振幅、頻率、相位進(jìn)行調(diào)制 n 數(shù)據(jù)通信 ：n 定義：指信源和信宿之間傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的通信方式。解調(diào) ：把 模擬信號(hào) 變換為 數(shù)據(jù) 的過程 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù) ：n 由數(shù)字、字符和符號(hào)等組成，是信息的載體n 數(shù)據(jù)沒有實(shí)際含義信息： n 按一定要求以一定格式組織起來的、具有一定意義的數(shù)據(jù)n 信息有具體含義信號(hào) ：n 信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表示，具有確定的物理描述，如電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度等。216。變換器一般有 編碼器 或 調(diào)制器n 反變換器168?；咀饔茫涸趦蓚€(gè)實(shí)體之間交換數(shù)據(jù) 216。定義：指 以計(jì)算機(jī)為中心，用通信線路連接分布在各地的 而執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能的系統(tǒng)216。168。反變換器一般有 譯碼器 或 解調(diào)器n 噪聲源n模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) 或數(shù)字信號(hào)。調(diào)制 ：把 數(shù)據(jù) 變換為 模擬信號(hào) 的過程216。分別代表 0狀態(tài)和 1狀態(tài)216。在通信信道中傳輸模擬信號(hào)的通信方式數(shù)據(jù)通信與數(shù)字通信的區(qū)別？信源編碼器信宿譯碼器信源編碼器信宿譯碼器信源調(diào)制器信宿解調(diào)器數(shù)字信道數(shù)字信道模擬信道信源調(diào)制器信宿解調(diào)器模擬信道 數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)n 數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)： 衡量數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘膮?shù)n 衡量 有效性 的指標(biāo) : 信道帶寬和信道容量 傳輸速率 (數(shù)據(jù)傳輸速率、碼元速率 ) 傳輸延遲n 衡量 可靠性 的指標(biāo) : 誤碼率(1)信道帶寬和信道容量n 信道帶寬： 信道具有的一定頻率范圍 (頻帶寬度)n 按信道頻率范圍不同，可分為三類：表示方式： a) 以碼元速率表示 ：指信道在單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)，單位 “ 波特 ” b) 以數(shù)據(jù)傳輸速率表示 ：指單位時(shí)間內(nèi)最多可傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)的位數(shù)，單位 “bit/s”n 信道容量和信道帶寬的關(guān)系n 一般情況下，信道帶寬越寬，一定時(shí)間內(nèi)信道上傳輸?shù)男畔⒘烤驮蕉啵瑒t信道容量就越大，傳輸效率就越高。 最大碼元速率 BmaxC = 2Wlog2NR = Blog2N因?yàn)?Rmax=C，所以 Bmax=2WRmax=Bmaxlog2N 由題意知： 10log10(S/N) = 30 可得出 ： S/N = 1000 根據(jù)香農(nóng)公式： 最大數(shù)據(jù)傳輸率 =3000log2(1+S/N) ≈30K(bit/s)例 1:電話系統(tǒng)的典型參數(shù)是信道帶寬為 3000Hz，信噪比為 30dB，則該系統(tǒng)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？例 2：對(duì)于某帶寬為 4000Hz的低通信道，采用 16種不同的狀態(tài)來表示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)位 (5～ 8個(gè) )—— 緊跟著起始位傳送；低位前，高位后。起始位 校驗(yàn)位 停止位 空閑位數(shù)據(jù)位低位 高位數(shù)據(jù)幀0/1 0/1 0/10/1 101 1 1…空閑位下一個(gè)數(shù)據(jù)幀n 同步傳輸n 以一個(gè)數(shù)據(jù)幀為傳輸單位，每個(gè)數(shù)據(jù)幀附加起始和結(jié)束標(biāo)志n 同步通信的數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸速率較高，但硬件電路比較復(fù)雜n 兩種形式： 面向字符的同步傳輸 、 面向比特的同步傳輸~~~~起始標(biāo)志 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 結(jié)束標(biāo)志例１ :設(shè)數(shù)據(jù)幀為 1個(gè)起始位、 7個(gè)數(shù)據(jù)位、 1個(gè)奇偶校驗(yàn)位和 1個(gè)停止位，如果比特率為1200bps。n 頻帶傳輸實(shí)際上就是 模擬傳輸n 頻帶傳輸?shù)幕A(chǔ)是 載波頻率恒定的模擬信號(hào)3)寬帶傳輸n寬帶： 包括大部分電磁波頻譜n寬帶傳輸： 將寬帶信號(hào)在信道中傳輸?shù)姆绞?。模擬數(shù)據(jù) ?數(shù)字信號(hào)168。幅度調(diào)制（ AM）載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化，簡(jiǎn)稱調(diào)幅2)n 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 可以由多種不同形式的電脈沖信號(hào)的波形來表示。發(fā)負(fù)電流表示 “0”168。從高向低躍變注意：也可采用相反的規(guī)定！曼徹斯特編碼的波形圖tA(3)差分曼徹斯特編碼n在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi) :216。發(fā) “0”時(shí)， 間隔開始時(shí)刻 有躍變216。把時(shí)間上連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成時(shí)間上離散信息，即在每隔固定長(zhǎng)度的時(shí)間點(diǎn)上抽取模擬數(shù)據(jù)的瞬時(shí)值。 量化級(jí)是 2的整數(shù)次冪，如分為 128級(jí)、 256級(jí)等216。 PCM編碼過程 多路復(fù)用技術(shù)n 信道共享和多路復(fù)用技術(shù)產(chǎn)生原因n 多路復(fù)用 ：利用一條物理信道同時(shí)傳輸多路信息的過程。TDM子信道示意圖頻率時(shí)間B C D B C D B C D B C DA A A ATDM幀可用頻段組成子信道 A的時(shí)隙n TDM分為兩種：n 同步時(shí)分多路復(fù)用(Coden 每個(gè)用戶在 同樣的時(shí)間 使用 同樣的頻帶 通信n 各用戶使用 不同碼型 ，彼此不會(huì)造成干擾n 每個(gè)比特時(shí)間劃分為 如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼n 例如， S站的 8 bit 碼片序列是 00011011168。 必須互相 正交碼片序列的正交關(guān)系 n 令向量 S 表示站 S 的碼片向量 令向量 T 表示其它任何站的碼片向量 n 兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量 S 和 T 的規(guī)格化 內(nèi)積 都是 0： n例：令向量 S 為 (–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) ， 向量 T 為 (–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1) ， S與 T是否正交？ 解：把向量 S 和 T 的各分量值代入上式就可看出這 兩個(gè)碼片序列是正交的。 229。mimiimiii mSmSSm1 12211)1(111SS229。mimimi=1 m(Si2)m(Si)反Sim 1 1 )－ 1(111S反S － 1CDMA 的工作原理 S 站的碼片序列 S1 1 0 ttttttm 個(gè)碼片tS 站發(fā)送的信號(hào) SxT 站發(fā)送的信號(hào) Tx總的發(fā)送信號(hào) Sx + Tx規(guī)格化內(nèi)積 S ? Sx規(guī)格化內(nèi)積 S ? Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端S?(Sx+Tx)=S?Sx+= 4個(gè)站的碼片序列為：A:(111+1+11+1+1)