2.2.2模拟数据的数字信号编码 --模拟信号的数字传输
通过电话进行情感交流
1.脉码调制PCM。


脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的 模拟信号进行周期性采样，利用≥有效信号最 高频率或其带宽２倍的采样频率，通过低通滤 波器从这些采样中重新构造出原始信号。 采样定理表达公式: Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs
数字数据的模拟信号编码图
0 数据 1 ω 0 0 1 ω 0
(a)ASK ω2 (b)FSK π (c)PSK(绝对) +0 (d)PSK(相对) +π +0 +0 +π +0 0 π π 0 π ω1 ω2 ω1 ω2 ω1
数字调制的三种基本形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。

式中
Ts为采样周期 Fs为采样频率 Fmax为原始信号的最高频率 Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽
2.模拟信号数字化的三步骤

1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出； 2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值； 3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。
2.2.3数字数据数字信号编码方法

数字信号可以直接采用基带传输。基带 传输就是在线路中直接传送数字信号的 电脉冲，它是一种最简单的传输方式， 近距离通信的局域网都采用基带传输。 基带传输时，需要解决的问题是数字数 据的数字信号表示及收发两端之间的信 号同步两个方面。

1.数字数据的数字信号表示
一、数据编码技术
2.2.1 数字数据的模拟信号编码 2.2.2模拟数据的数字信号编码 2.2.3数字数据的数字信号编码
2.2.1 数字数据的模拟信号编码 (即数字信号的模拟传输)
广州 39 北京
要将“39”这个数字传输到北京；
39
v 1 0 0
100111
1 1 1
t


由于在数字信号通信方式中，信号传输距离近、 抗干扰能力弱，因此，为了使数字信号能进行 长距离的可靠传输，常常将数字信号“搭载” 到一个高频的模拟信号上进行传输， 实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制 解调器(Modem)。 调制：由发送端将数字数据信号转换成模拟数 据信号的过程称为“调制” 解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数 据信号的过程称为“解调”

数字信号通信的特点：




为了使扬长避短，在不同的场合，我们必须要将表示数据的信号进行 相应的转换后再进行传输----如：数字信号模拟传输、或模拟信号数 字传输； 这种将传输数据用不同形式的传输信号进行表示的处理技术我们简称 为数据编码技术， 数据在传输过程中采用的处理方式我们简称为数据传输方式


载波正（余）弦信号可以写为： u （ t ）= u m· sin（ωt+φ）

— — —
振 幅 角频率 相 位
um ω φ

模拟信号传输的基础是载波，载波具有三 大要素：幅度、频率和相位，数字数据可 以针对载波的不同要素或它们的组合进行 调制。
1. 移幅键控 （amplitude shift keying , ASK）

对于传输数字信号来说，最常用的方法 是用不同的电压电平来表示两个二进制 数字，即数字信号由矩形脉冲组成。

（1）、非归零码NRZ （2）、归零编码 RZ （3）、单极性编码 （4）、双极性编码
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a)单极性不归零脉冲
b)双极性不归零脉冲
c)单极性归零脉冲
d)双极性归零脉冲
e)交替双极性归零脉冲
.2、归零码和不归零码、 单极性码和双极性码的特点


不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一 位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器 之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根 据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因 而归零码在信道上占用的频带较宽。 单极性码会积累直流分量，这样就不能使变压 器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝 缘的交流耦合，直流分量还会损坏连接点的表 面电镀层；双极性码的直流分量大大减少，这 对数据传输是很有利的。
um·sin（ω1t+φ0） 0

数字1 数字0
u （t ） =
(或un·sin（ω1t+φ0）)
移幅键控ASK信号实现容易，技术简单，但抗干扰 能力较差。 在ASK方式下，用载波的两种不同幅度来表示二进 制的两种状态。ASK方式容易受增益变化的影响， 是一种低效的调制技术。在电话线路上，通常只能 达到1200bps的速率。
2.移频键控 （ frequency-shift keying ，FSK ）
um·sin（ω1t+φ0） u（t）= um·sin（ω2t+φ0）

数字1 数字0

移频键控FSK信号实现容易，技术简单，抗干扰能 力较强，是目前最常用的调制方法之一。 在FSK方式下，用载波频率附近的两种不同频率来 表示二进制的两种状态。在电话线路上，使用FSK 可以实现全双工操作，
3.同步过程

1)位同步 2)群同步

1)位同步


位同步又称同步传输，它是使接收端对每一位数据都 要和发送端保持同步。实现位同步的方法可分为外同步法 和自同步法两种。 在外同步法中，接收端的同步信号事先由发送端送来， 而不是自己产生也不是从信号中提取出来。即在发送数据 之前，发送端先向接收端发出一串同步时钟脉冲，接收端 按照这一时钟脉冲频率和时序锁定接收端的接收频率，以 便在接收数据的过程中始终与发送端保持同步。 自同步法是指能从数据信号波形中提取同步信号的方 法。典型例子就是著名的曼彻斯特编码，常用于局域网传 输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间 的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示 "1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编 码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有 无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。
3.移相键控 （phase-shift keying，PSK）

绝对调相 um·sin（ωt+0） u（t）= um·sin（ωt+π ）
数字1 数字0


移相键控可以分为： 绝对调相 相对调相 二相调相 多相调相 在PSK方式下，用载波信号相位移动来表示数据。PSK 可以使用二相或多于二相的相移，利用这种技术，可 以对传输速率起到加倍的作用。
2.2 数据编码技术和数据传输方式
首先回顾一下信息传输过程:
通过电话进行情感交流
39 v 1 0 0 1 100111 1 1
广州
39
北京 t
要将“39”这个数字传输到北京
模拟信号和数字信号通信的特点

模拟信号通信的特点：

● 传输距离远； ● 效率低； ● 信号质量差； ● 传输距离不远； ● 抗干扰能力弱； ● 传输效率高；