通信技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-16 02:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制，每一路信號(hào)占用一定寬度的頻帶資源，在同一條通信線路上可同時(shí)傳送多路信號(hào)，這樣在遠(yuǎn)距離通信時(shí)有利于節(jié)約線路資源。 調(diào)制解調(diào)器（ modem）是頻帶傳輸中最典型的通信設(shè)備。l 不歸零 NRZ（ None－ returntoZero）編碼：亦稱全編碼，即在數(shù)字信號(hào) “0”或 “1”持續(xù)時(shí)間，信號(hào)電平不變，與代碼寬度相同。如圖 a所示。l 二進(jìn)制數(shù)字 0、 1分別用兩種電平來(lái)表示。常用－ 5V表示 1，＋ 5V表示 0。l 缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器；不具備自同步機(jī)制，必須使用外同步。l 歸零 RZ（ ReturnZero）編碼亦稱窄脈沖，數(shù)字信號(hào)脈沖寬度小于 “0”、 “1”持續(xù)時(shí)間，即小于代碼寬度，每一窄脈沖在數(shù)字代碼未變之前就以歸零。如圖 b所示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法圖 111(c)為數(shù)字信號(hào)取樣脈沖，數(shù)字信道上傳輸?shù)木褪谴?“0”、 “1”的脈沖；在實(shí)際信道上，為了減少數(shù)字信號(hào)的直流分量累積，采用的是交替雙極性脈沖，使正、負(fù)脈沖個(gè)數(shù)在總體上大致相同，直流分量趨于零。圖 111歸零碼、不歸零碼及取樣 脈沖l 曼徹斯特編碼 (Manchestercode)l 用電壓的變化表示 0和 1。l 規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：l 高 → 低的跳變 ——0 ，低 → 高的跳變 ——1∵ 每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來(lái)作為同步信號(hào)，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致?！?曼徹斯特編碼也稱為自同步碼（ SelfSynchronizingCode）。它具有自同步機(jī)制，無(wú)需外同步信號(hào)。l 缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號(hào)速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法l 差分曼徹斯特編碼 (DifferentialManchestercode)l 與曼徹斯特編碼相同，在每個(gè)碼元的中間，信號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變；不同之處在于：用在碼元開(kāi)始處有無(wú)跳變來(lái)表示 0和 1l 碼元開(kāi)始處有跳變 ——0l 碼元開(kāi)始處無(wú)跳變 ——1圖 112曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼三、數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時(shí)鐘同步l 數(shù)字信號(hào)模擬傳輸－－調(diào)制與解調(diào)l 由于高頻信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，易于遠(yuǎn)距離、高效率傳輸，因此在信號(hào)傳輸時(shí)，常將低頻信號(hào)搭載在高頻信號(hào)上傳輸，到達(dá)目的地后再將原始信號(hào)從高頻信號(hào)上取出來(lái)；起搭載作用的高頻信號(hào)稱為載波，猶如運(yùn)輸貨物的車輛，原始信號(hào)猶如貨物；l 將原始信號(hào)搭載在高頻載波上的過(guò)程稱為調(diào)制 相當(dāng)于貨物裝車；l 在接收端將原始信號(hào)從高頻信號(hào)上取出來(lái)的過(guò)程稱為解調(diào)制、簡(jiǎn)稱解調(diào) 相當(dāng)于貨物運(yùn)到后卸貨。l 而用低頻信號(hào)控制高頻信號(hào)參數(shù) 調(diào)制后的波形稱為調(diào)制波。三、 模擬數(shù)據(jù)編碼方法l 數(shù)字信號(hào)模擬傳輸－－調(diào)制與解調(diào)l 為了利用廉價(jià)的公共電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，必須將發(fā)送端的數(shù)字信號(hào)變換成能夠在公共電話網(wǎng)上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，經(jīng)傳輸后再在接收端將音頻信號(hào)逆變換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)互換的設(shè)備稱作調(diào)制解調(diào)器 (Modem)。下圖為遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器 公共電話交換網(wǎng)中使用調(diào)制解調(diào)器的必要性l 公共電話交換網(wǎng)是一種頻帶模擬信道，音頻信號(hào)頻帶為 300Hz～ 3400Hz，而數(shù)字信號(hào)頻寬為 0Hz～幾千兆 Hz。若不加任何措施利用模擬信道來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)，必定出現(xiàn)極大的失真和差錯(cuò)。所以，要在公共電話網(wǎng)上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，必須將數(shù)字信號(hào)變換成電話網(wǎng)所允許的音頻頻帶范圍 300Hz～3400Hz。模擬數(shù)據(jù)編碼方法l 三種常用的調(diào)制技術(shù)：l 幅移鍵控 ASK(AmplitudeShiftKeying)，調(diào)幅l 頻移鍵控 FSK(FrequencyShiftKeying)，調(diào)頻l 相移鍵控 PSK(PhaseShiftKeying)，調(diào)相基本原理：用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。l 載波 Y(t)=Acos(ωt+φ)l Y(t)的參量包括： 幅度 A、頻率 ω、相位 φ?l 調(diào)制就是要使這三個(gè)參量隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化三種調(diào)制方式波形圖l 信號(hào)傳輸速率 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特，記作 Baud?！∮?jì)算公式 :B=1/T (Baud) （ 1－ 4） 式中 T為信號(hào)碼元的寬度，即 信號(hào)周期， 單位為秒。信號(hào)傳輸速率 ,也稱碼元速率、調(diào)制速率或波特率?！ ∮?（ 1－ 1）、（ 1－ 4） 式得： S=B*log2N (bps) （ 2－ 5） 模擬信號(hào)數(shù)字傳輸－－采樣、量化、編碼l 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)需經(jīng)過(guò)采樣、量化、編碼l 采樣：每隔一定時(shí)間間隔取一個(gè)測(cè)量值。
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