2.2调制与编码

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,东北石油大学计算机与信息技术学院,*,第二章 无线通信网络,11/18/2024,1,东北石油大学计算机与信息技术学院,2.2,调制与编码,调制,将一种数据形式转换成适合于在信,道上传输的某种信号形式的过程。,11/18/2024,2,东北石油大学计算机与信息技术学院,模拟数据,模拟数据,数字数据,数字数据,模拟信号,数字信号,模拟信号,数字信号,放大器,调制器,PCM,编码器,调制器,数字,发送器,“数据,信号”转换的四种组合,11/18/2024,3,东北石油大学计算机与信息技术学院,数据编码（调制）,上面“数据,信号”转换的这四种组合，,第一种“模拟数据,模拟信号”转换一般在无线电,领域使用（如在收音机与电视机电路中），后三种,则在计算机网络中普遍采用：,连续波数字调制（数字数据,模拟信号）,脉冲数字调制（模拟数据,数字信号）,数字数据的数字信号编码（数字数据,数字信号）,11/18/2024,4,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,1,）连续波数字调制,调幅，幅移键控,ASK,（,Amplitude Shift Keying,）,用载波的不同振幅来表示不同的二进制值，如用载波的有无分别表示“,1”,和“,0”,。,调频，频移键控,FSK,（,Frequency Shift Keying,）,用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。,调相，相移键控,PSK,（,Phase Shift Keying,）,用载波的相位移动来表示两个二进制值。,11/18/2024,5,东北石油大学计算机与信息技术学院,调制与编码,基带信号,调幅,调频,调相,11/18/2024,6,东北石油大学计算机与信息技术学院,正交调相,QPSK,QPSK(,Quadrature,Phase Keying Modulation),可供选择的相位有,4,种，,分别为,45,o,，,13,5,o,，,22,5,o,，,315,o,。,对应信号,4,中不同等级。,由于,4,种不同的等级可以用,2 bit,编码。因此比特率数值上等于,2,倍的波特率。,多级调制方法,1-,单参量多级调制,11/18/2024,7,东北石油大学计算机与信息技术学院,正交调幅,QAM,QAM(,Quadrature,Amplitude Modulation),(r,),R,可供选择的相位有,12,种，,而对于每一种,相位有,1,或,2,种振幅可供选择。,由于,4 bi,t,编码共有,16,种不同的,组合，因此这,16,个点中的每个,点可对应于,一种,4 bit,的编码。,若每一个码元可表示,的比特数越多，则在接收端进行,解调时要正确识别每一种状态就越困难。,多级调制方法,2,多参量多级调制,11/18/2024,8,东北石油大学计算机与信息技术学院,连续波数字调制（续）,注意：由于数字方波中包含丰富的谐波分,量，数字基带信号只适合于在较短距离的有,线电缆中传送。多数情况下数字信号需经过,调制转换成模拟信号后才能传输,11/18/2024,9,东北石油大学计算机与信息技术学院,模拟数据、数字数据的传输与调制技术,连续波数字调制（数字数据,模拟信号）,脉冲数字调制（模拟数据,数字信号）,数字数据的数字信号编码（数字数据,数字信号）,11/18/2024,10,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,2,）脉冲数字调制,由于数字传输的质量好、价格低，在通信网,络中便于交换和处理，常常需要把模拟数据转换为,数字信号来传输。最常用的模拟信号编码方法是脉,冲编码调制,PCM,。,PCM,包括三个步骤，采样，量化和,编码。从模拟数据到数字信号的过程如下图所示：,11/18/2024,11,东北石油大学计算机与信息技术学院,脉冲数字调制,采样：,即按一定的时间间隔采样测量模拟信号幅值。根据奈奎斯特定理：只要采样频率不低于有效信号最高频率的两倍，则采样值包含了原始信号的全部信息。,量化：,使采样值在取值上离散化。通常的做法是将原始信号的取值范围划分成若干个等级（通常为,2,n,级），将每个采样值取整到离它最近的一个等级上。,编码：,将量化后的采样值用一定位数的二进制数来表示。,11/18/2024,12,东北石油大学计算机与信息技术学院,模拟数据、数字数据的传输与调制技术,连续波数字调制（数字数据,模拟信号）,脉冲数字调制（模拟数据,数字信号）,数字数据的数字信号编码（数字数据,数字信号）,11/18/2024,13,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,14,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,15,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,16,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,17,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,18,东北石油大学计算机与信息技术学院,（,3,）数字数据的数字信号编码,单极型脉冲,双极型脉冲,不归零编码,(NRZ),归零编码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码,11/18/2024,19,东北石油大学计算机与信息技术学院,小 结,本小节重点：,1.,理解,ASK,FSK,PSK,的基本概念；,2.,了解采样定律，,PCM,调制技术及其三个步骤；,3.,了解单极性脉冲和双极性脉冲的概念；掌握不归零编码，归零编码，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码，同步时钟提取等知识点；,11/18/2024,20,东北石油大学计算机与信息技术学院,某,调制解调器同时使用幅移键控和相,移键控,采用,0,兀,/2,兀和,3/2,兀四种相位,每种相位又都有两个不同的幅值,问在波特率为,1200,的情况下数据速率是多少答,:log28*1200=3600b/s,采用曼彻斯特编码的,10Mbps,局域网的波特率是多少？,答：采用曼彻斯特编码的波特率是原码波特率的两倍，即,20Mbps,。,11/18/2024,21,东北石油大学计算机与信息技术学院,