数据编码和调制
数字数据编码信号的波形
0
0
1
1
0
1
H
L (a) 不归零码(NRZ)
H
L (b) 曼彻斯特编码
H
L (c) 差分曼彻斯特编码
曼彻斯特编码的波形所占的频带的宽度比原始的基带信号增加一倍。
位同步
外同步法：一路数据信号 + 一路同步时钟信号
内同步法：从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法。比如：
非归零码NRZ
曼彻斯特（manchester）编码
差分曼彻斯特（difference manchestNRZ
• 整个码元时间内保持有效电平；两种极性（正 和负）的电压脉冲，一种极性表示1，一种极 性表示0。
• NRZ码的缺点是如果信号中一长串“1”与“0” 时， 意味电压在一个连续的时间段内没发生变化， 如果发送方接受方的时钟不能精确一致，就可 能导致接收方错误的解码。即无法判断一位的 开始与结束，收发双方不能保持同步。
3. 差分曼彻斯特（difference manchester）编码
差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。 差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点主要是： • 每比特的中间跳变仅做同步之用； • 每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决定; • 一个比特开始处出现电平跳变表示传输二进制0,不
发生跳变表示传输二进制1。
曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码。 NRZ
数据编码和调制
几种最基本的调制方法 P38
• 基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至 有直流成分，而许多信道并不能传输这种低 频分量或直流分量。为了解决这一问题，就 必须对基带信号进行调制(modulation)。
数据编码和调制
调制分两类：
一类：对基带信号的波形进行变换，使它能和信道特性
相适应。基带调制常见的有： 1、不归零编码NRZ（Non-Return to Zero） 2、曼彻斯特(Manchester)编码 3、差分曼彻斯特编码 数字数据的数字信号编码
模拟信号 0
数字信号
1
0
ω
ω1 0
ω2 π
ω1 π
ω2 0
ω1 π
+π
数+据0 编码和调制+0
+π
+0
正交振幅调制 QAM
(Quadrature Amplitude Modulation)
举例
(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 bit 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。
• 为保证收发双方的同步，必须在发送NRZ码的 同时，用另一个信道同时传送同步信号；
位同步 外同步法：一路数据信号 + 一路同步时钟信号 内同步法：从自含时钟编数码据编的码发和送调制数据中提取同步时钟的方法。比如： 曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码。
2 曼彻斯特（manchester）编码 P80
曼彻斯特编码的规则：
3.模拟数据的数字信号编码
4.数字数据的数字信号编码 （基带调制）
数字数据
模拟信号
调制/解调器
（b）数字数据在模拟信道上传输 模拟数据 编码解码器 数字信号
（c）模拟数据在数字信道上传输
数字数据 编码 数字信号
(d)数字数据在数字信道上传输
数据编码和调制
数字数据的模拟调制 （带通调制）P38
1.幅移键控法（ASK）AM改变载波信号的振幅大小
基带信号 0 1 0 0 1 1 1 0 0 调幅 调频
调相
数据编码和调制
计算机
利用模拟信道传输数据信号
电话机
电话机
电话线 Modem
电话交换网
电话线 Modem
计算机
数字信号
0 数据
(a)ASK ω2
(b)FSK π
( c) PS K( 绝对) +0
( d) PS K( 相对)
模拟信号
1 ω
频带传输 0
2.频移键控法（FSK）FM改变载波信号的频率大小f1表1， f2表0 3.相移健控法(PSK）PM 信号与载波信号的相位差差为0，表0；信号
与载波信号的相位差差为∏，表1
4.正交调幅（QAM）
(a)3振幅，12相位 数据(b编)4码振和幅调，制8相位 (c)2振幅，8相位
对基带数字信号的几种调制方法
•
• 曼彻斯特编码信号又称做“自含钟编码”信号，发送曼 彻斯特编码信号时无需另发同步信号。
例如：局域网10base标准中定义使用此类编码
位同步 外同步法：一路数据信号 + 一路同步时钟信号 内同步法：从自含时钟编数码据的编发码送和调数制据中提取同步时钟的方法。比如： 曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码。
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。
数据编码和调制
数字数据的数字信号编码
• 基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形） 的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传 输速率与系统效率; • 为了改善其传播特性，一般要对二进制数据进行编码 • 在基带传输数字数据信号的编码方式主要有：
基带(baseband)信号和 带通(band pass)信号
•基带信号 矩形脉冲信号是二进制比特的典型表达方式，
在其频谱中，从零开始的能量集中的一段频率范 围称为基本频带，简称基带。与基带对应的数字 信号称为基带信号。
在数字信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输;
• 带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号 的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输 （即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
• 每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分； • 通过前T/2传送该比特的原码，通过后T/2传送该比特
的反码；
曼彻斯特编码的优点：
• 每个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时 间间隔可以是T/2或T 表示1， 表示0
• 利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号（串行传输的同步传 输：发送器和接收器之间通过专门的时钟线路或把同步信号嵌入 数字信号进行同步）
另一类：使用载波进行调制，把基带信号频率范围搬
移到较高的频段，以便在信道中传输。使用载波的调制 也称带通调制，其基本方法有： （1）调幅AM （2）调频FM （3）调相PM 数字数据的模拟调制
数据编码和调制
数据编码和调制
1. 模拟数据的模拟调制
模拟数据
模拟信号 电话
（a）模拟数据在模拟信道上传输
2. 数字数据的模拟调制 （带通调制）