数据通信_第3章

1、郭亚军,章必雄陈先桥,郭羽成,林姗华中科技大学出版社数据通信数据通信第第3章章 数据编码与调制数据编码与调制本章导读本章导读(一一) v本书中所讨论的各种形式的信息都可用电信号表示。根据不同的传输媒体和通信环境，可以使用模拟信号或数字信号来传输这些信息。v 传输媒体只能传输信号，数据终端产生的数据必须转换成传输媒体能够传输的信号，共有4种转换方式：数字数据数字信号，数字数据模拟信号，模拟数据数字信号，模拟数据模拟信号。v 模拟数字转换（模拟数据数字信号）：不论是语音还是图像视频，这样的模拟数据经常被数字化，以便用数字传输设备或计算机网络处理。其中最常用的技术是脉码调制（PCM），它包括依照定理

2、进行的采样以及对样本的量化处理。本章导读本章导读(二二)v数字基带传输编码（数字数据数字信号）：一方面数据必须进行编码，另一方面，由于原始数字数据往往含有丰富的直流或低频成分、不便于提取同步信息、易于形成码间串扰等，故必须编码为适合信息传输的码型（又叫做线路码）。v 模拟调制（模拟数据模拟信号）：模拟数据需经过模拟调制生成模拟信号才能经模拟传输系统进行传输。其基本技术是调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。本章导读本章导读(三三)v数字调制（数字数据模拟信号）：数字数据经过数字调制生成含有数字数据信息的模拟信号才能经模拟传输系统进行传输。除了基本的二进制数字调制技术（ASK、FSK、PSK

3、）之外，还有近代广泛采用的多进制数字调制、扩频调制以及OFDM正交多载波调制。v 数据传输速率是衡量数据通信系统通信能力的主要指标，通常采用调制速率或编码码元数据速率（或者比特率）来描述。3.1 数据与信号数据与信号v数据数据分为数字数据数字数据和模拟数据模拟数据。v模拟数据模拟数据是指在一段时间内具有连续取值的数据，例如，语音系统中的声音、电视中的视频数据。v数字数据数字数据是离散的量，例如，计算机输出的文本信息就被处理成数字数据。由于计算机系统及通信系统都只能处理二进制数据，以字符形式表示的数据既无法被计算机存储，也不容易被计算机系统进行处理及被通信系统进行传输，因此要采用编码方案将文本中

4、的字符表示成比特序列。最常见的编码方案就是ASCII七位编码字符集。采用编码后，每个字符用七位二进制数“0”或“1”表示，而在处理时“0”或“1”用不同的电位脉冲表示，因此文本字符变成了一组用“0”或“1”表示的序列，亦即数字数据。v数据常常以电磁信号信号的方式从一点传播到另一点的。v信号信号分为模拟信号模拟信号和数字信号数字信号。v模拟信号模拟信号就是连续变化的电磁波。v数字信号数字信号是电压脉冲序列，例如，对于二进制数字数据。最常见的形式是采用两个恒定的电压值表示，一个表示“1”，一个表示“0”，如正电位表示“1”，负电位表示“0”。v数据终端产生的数据只有转换成信号才能在媒体中传输。v将

5、数据转换为信号数据转换为信号有4种形式: 数字数据数字数据数字信号数字信号, 数字数据数字数据模拟信号模拟信号 模拟数据模拟数据数字信号数字信号, 模拟数据模拟数据模拟信号模拟信号。其中，数字数据数字信号和模拟数据数字信号的转换采用的是编码技术编码技术，数字数据模拟信号和模拟数据模拟信号的转换采用的是调制技术调制技术。注意两个概念: 频谱和带宽频谱和带宽。频谱频谱即信号频率的范围。带宽带宽即信号频谱的宽度，其值为信号最高频率与最低频率之差值。 3.2 模模/数转换数转换 v模模/数转换数转换即把模拟数据转换为数字信号的过程。v将模拟数据转变成数字数据好处: 1. 在传输中, 数字数据只是进行处

6、理纠错和拷贝重复，不会出现噪声积累、信号畸变失真和积累。 2. 数字数据传输可以采用各种先进的编码和调制技术，可灵活而又充分地利用信道资源，提高信道利用率。但是,我们也常常将数字数据经常被调制成模拟信号来传输(见3.5节).例如，电话Modem上网、数字手机、数字电视等。实际上，将数字数据调制成的模拟信号是含有数字数据信息的已调载波模拟信号，无论在传输中受噪声的影响和产生波形畸变的情况如何，只要在接收端正确地解调出经过纠错编码的原始数字数据，就达到了数字数据传输的基本要求。它具备数字数据传输的所有优点。模模/数转换数转换v基本过程如下如所示. 在这个过程中有两个重要的过程:采样和量化采样和量化

7、.主要问题是在信号不失真的前提下，如何将无穷多的连续值转换为有限个离散值3.2.1 采样采样v采样采样是每隔相等时间测量一次信号振幅值.v采样定理采样定理（奈奎斯特准则）（奈奎斯特准则）:对一个带限（频谱受限）的模拟信号f (t), 采样频率采样频率至少至少是是f (t),最高频分量频率最高频分量频率的两倍的两倍.这样这样还原信号不失真还原信号不失真.v最小采样速率s = 2m =2/Ts (或fs =2fm)称为奈奎斯特（Nyqist）速率；最大采样间隔Ts称为奈奎斯特间隔。v将输入模拟信号f(t)与矩形脉冲序列P(t) 直接相乘的方法为自自然采样然采样 .v平顶采样平顶采样所得采样信号的所

8、有脉冲形状均相同，幅度则取决于模拟信号f (t)的瞬时采样值。 v自然采样和平顶采样实际上是输入模拟信号对采样脉冲序列的幅度调制，故又称为脉冲幅度调制PAM（Pulse Amplitude Modulation） 3.2.2 脉冲编码调制（脉冲编码调制（PCM）vPAM采样所得样本在幅值上是模拟量，难以用有限状态的数字码字表示。v需要将离散时间样本的模拟量幅值量化，即将每个样本的幅值用振幅域上离散的值来近似.v量化量化也是分“层”处理，即分成若干个量化电平阶，每个样本值按“四舍五入”方法归于最近量化阶的整数层上。v这样原来时间离散，幅值仍为模拟量的样本转换成了时间离散幅值也是离散的样本。v由于

9、量化阶的数目是有限的，因而可以用二进制或多进制码字表示，这一步是编码， vPCMPCM的基本过程如图所示的基本过程如图所示.(.(数字数字/ /数字编码部分将在数字编码部分将在下一节介绍下一节介绍) )v由于PCM采用n bit量化编码，所以其带宽为PAM的n倍。 v从另外一个角度来看PCM的工作原理 .v量化量化是近似逼近，因此存在误差，这个量化误差又称为量化噪声.v在均匀量化均匀量化（即量化阶等间距）的情况下，可以增加量化阶数目来减少量化的噪声。 v量化噪声的信噪比可用下式表示 SNRe = 20lg 2n + 1.76 (dB) = 6.02n + 1.76 (dB) 式中n是量化阶的比

10、特位数。由式中可知每增加1个比特，信噪比就增加6dB，即4倍。v增加量化阶的比特位数会显著增加PCM的编码长度 ,这会增加码流量，扩大对传输带宽的需求 . v一种较好的解决方法是采用非线性编码方法，即非均匀量化法.v非均匀量化法非均匀量化法: 量化阶距随输入信号大小而改变，即小信号时量化阶距小，大信号时量化阶距增大.v常采用的方法是对数压扩法对数压扩法，即量化器仍采用统一的均匀量化器，而在输入端对信号进行对数压缩，在接收方的输出端对信号进行扩张还原，此方法同样可达到非均匀量化的效果 .v目前流行的对数压扩法是数字压扩技术数字压扩技术 3.2.3 增量调制（增量调制（DM）v增量调制增量调制DM

11、（delta modulation）是根据输入信号幅值的变化增量（上升或下降）进行量化编码.v增量调制增量调制将输入信号当前时刻的瞬时值与前一时刻采样样本的量化值之差进行量化，而且只对差值的符号编码，不对差值的大小编码。v生成一个近似原始输入模拟信号波形的阶梯函数 ,该函数的变化总是与输入信号一致。 v增量调制可以用一个样本对应一个二进制数表示v如果被采样的波形值超过阶梯函数最新值,则生成一个1,相反就生成一个0 v如下是DM系统原理及波形图系统原理及波形图 vDM的量化噪声量化噪声分为颗粒噪声颗粒噪声和斜率过载噪声斜率过载噪声。前者由电平的量化产生；后者是由于输入信号的斜率过大，调制器的量化

12、阶大小跟不上而产生的。见下图所示。vDM的量化比特数比PCM少得多，因此它所需要的传输带宽比PCM小得多；然而它的抗干扰性、失真率和稳定性远不如PCM。3.3 数字基带传输编码数字基带传输编码 v原始基带数字数据信号往往含有丰富的直流或低频成份；不便于提取同步信息；易形成码间串绕等，因而不适合在信道中传输。所以必须将原始数字数据变换为适合信道传输的传输码（又叫线路码），这个操作称为数字基带传输编码。v它是将数字数据转换成数字信号.v主要的编码格式如下图所示. v码型的选择码型的选择应考虑以下几点因素：（1）直流及低频分量要尽量少，高频分量也要尽量少（即所需带宽小）。（2）应包含同步信息。（3）

13、变换设备要简单可靠。（4）具有一定的检错能力。3.3.1 不归零码（不归零码（NRZ）v最常用、最简单的方法是用两个不同的恒定电平来表示二进制的两个数字（“0”或“1”） v用一个负电平和一个正电平分别表示二进制的两个数字（不会回到零电平），则称为不归零电平不归零电平（Non Return to Zero-Level, NRZ-L），又称为双极性不归零码 v上图所示的就是负逻辑（用正电平表示“0”，用负电平表示“1”）的NRZ-L码。vNRZ-L码常用于终端和其它设备中（例如可以直接通过接口输入计算机），以生成或解释数字数据。vNRZ码码的一个变种是单极性单极性NRZ码码，它实际上是将NRZ-

14、L码的负电平变为零电平而得到的。 v单极性单极性NRZ码码有直流分量积累，因而只在老式的电传机上用过，现在很少用。vNRZ码的另一个变种是不归零不归零1码码（Non Return to Zero, Invert on ones, NRZI）。与NRZ-L一样，NRZI在每一bit的持续时间内电平保持恒定，编码规则是看每bit起始时刻有无跳变，若每一bit起始时刻有跳变（上跳或下跳），则该bit表示“1”，或无跳变，则表示“0”。vNRZI实际上是差分编码差分编码，它所传输的信息是两个连续位元信号之间是否发生变化来表示的。通常，对当前bit的编码情况判断如下：若当前bit为“0”，则该bit编码

15、后的信号与前一bit相同，若当前bit为“1”，则该bit编码后的信号与前一bit相反。 vNRZI的优点一是的优点一是在有噪声干扰的情况下探测跳变比探测信号与门限的比较值更可靠。vNRZI的优点二是的优点二是在复杂的传输结构中，若连接设备的双绞线引脚不小心接反，造成极性翻转，对NRZ-L的影响很大（所有的“0”和“1”都翻转），而对NRZI则无影响。vNRZ 的优缺点的优缺点: v 优点: 容易实现; 能有效地利用带宽v 缺点: 它具有直流成分; 缺乏同步能力v因此NRZ很少用于信号传输3.3.2 多电平二进制多电平二进制v多电平二进制多电平二进制（multilevel binary）编码使

16、用了多于2个信号的电平，如双极性双极性AMI码和伪三进制码码和伪三进制码.v使用多电平二进制目的是为了弥补NRZ码的一些缺陷 .v在双极性双极性AMI码码中，用零电平表示“0”，而“1”则用正负交替的电平表示，且每逢“1”必翻转电平。 v伪三进制码伪三进制码是用零电平表示“1”，而“0”则用正负交替的电平表示，且每逢“0”必翻转电平 .v这两种码都具有一定的同步能力 .但是若在AMI码中存在较长的连续“0”比特串，或是在伪三进制码中存在较长的连续“1”比特串，仍会存在问题。 3.3.3 双相位双相位v双相位双相位（biphase）码是在每一bit位元中间都出现跳变的码，它克服了NRZ码的缺点v

17、最常用的两种码是曼彻斯特码曼彻斯特码和差分曼彻斯特码差分曼彻斯特码。 v曼彻斯特曼彻斯特（Manchester）编码中，每一bit位元中心处都存在一个跳变，常用技术是用从高到低的下跳表示“1”，用从低到高为上跳表示“0”。见前图(图3-8)v图3.8中给出的是负逻辑相位的曼彻斯特码波形，即用从高到低的下跳表示“0”，用从低到高的上跳表示“1”， v此种编码逻辑已用于局域网IEE802.3标准中。在曼彻斯特编码中，每一bit位元中心处的跳变不仅定义了数据，还提供了位同步的定时信息。 v在差分曼彻斯特差分曼彻斯特（Differential Manchester）编码中，每一bit位元中心处的跳变仅

18、提供位同步信息，而用bit位元起始时存在跳变表示“0”，bit位元起始时无跳变表示“1”。 它已用于IEEE802.5令牌环网中 v差分曼彻斯特码更增添了差分技术所具有的优点。v由于双相位码在每一bit位元中间至少存在一次跳变，因此编码后的脉冲速率增加一倍，所需传输带宽也增加一倍.(在下一节中我们可以知道双相位码的调制率是比特率的两倍).v双相码的三大优点三大优点是 （1）每bit位均含位同步信息. （2）无直流成份。 （3）差错检测能力强。3.3.4 数据率与调制率数据率与调制率v数据率数据率为数字数据的传输速率，单位为bps或者或者b/s（每秒比特）,也称比特率比特率.v数字数据经编码后生

19、成的码元的传输速率称为码元码元速率速率。（又称为编码调制编码调制率，即信号元素生成速率; 也称波特率波特率等），单位为波特波特（Baud） v比特率比特率: 每秒内传输的比特数v波特率波特率: 每秒内为表示某些比特而需要的信号单元数（或码元数）v当仅当一个信号单元表示一比特时比特率才等于波特率v码元速率为RBM，数据率为Rb , M为编码进制，即不同的信号元素个数,则比特率和波特率的关系比特率和波特率的关系是vRb=1/Tb（其中Tb为bit位持续时间，即bit位宽） v对曼彻斯特码而言，由图3.8可知，一个信号元素只有半个bit位宽，故RBM=1/0.5Tb =21/Tb=2Rb，因此曼彻斯

20、特编码的最大调制率（即码元速率）为RBM=2Rb，因此它所要求的传输带宽比编码前的原始数字数据信号增加了一倍。MRRbBM2log比特率和波特率关系的一个例子v对自然二进制码（即未经编码的二进制码），由于M=2， 所以RBM=Rb。v而对于四进制编码，若码元速率为1200波特，由于M=4, 所以Rb=2RBM=2400bps。 MRRbBM2log3.3.5 扰码技术扰码技术v双相位编码仅用于局域网这样的近距离传输，而不适合较远距离的传输。v改进上述缺陷的一种方法是采用某种扰码技术扰码技术v即在较宽恒定电平的比特序列位置（例如在AMI码中），进行强制插入足够多跳变的等长度替换，以满足时钟同步的

21、需求，而在接收端则滤掉这些插入的跳变自动恢复原数据序列。v由于插入跳变后的比特序列与原数据比特序列等长，所以不会改变（增加或降低）数据率。v此外由于这种插入跳变的位置只是局部位置，因此对传输带宽影响不大，同时也不含直流分量， v适合较远距离传输的扰码技术有两种，它们都是以双极性AMI码为基础变换得到的 .如下图双极性8零替换(B8ZS )v双极性双极性8零替换零替换（Bipolar wiith 8-Zeros Substitution, B8ZS）,北美常用一种编码机制 v它用以下规则对AMI码修正： （1）若出现一个全零8位组，而且在此8位组之前的最后一个电压脉冲为正，则此8位组中的8个零被

22、编码为0000。 （2）若出现一个全零8位组，而且在此8位组之前的最后一个电压脉冲为负，则此8位组中的8个零被编码为0000。高密度双极性3零码（HDB3） vHDB3是在欧洲和日本常用的编码机制，称为高密度双极性3零码（High-Density Bipalar-3 Zeros, HDB3） v它对AMI码的修正规则: (1) 用含有一个或两个脉冲的序列来替换连续4个零值组成的序列（全零4位组）。 (2) 在每一种情况下，序列中的第4个零值总是被替换成违规码。 (3)为了不产生直流分量，若上次违规码为正，则本次违规为负，反之亦然。 (4)为了检测出此条件，必须判断: 上次违规码后的脉冲个数是奇

23、数还是偶数，以及在4个零出现最后一个脉冲的正负极性。参见下表所示的替换规则。 表3-1 HDB3的替换规则的替换规则 自上一次替换后双极性脉冲（比特1）的个数 前面的脉冲中的极性 奇数 偶数 000 00 000 00 3.4 模拟调制 v模拟调制模拟调制是将模拟数据转换为模拟信号。主要包括调幅调幅（AM）、调频调频（FM）和调相调相（PM）,它涉及到对载波信号的三个参数：幅度，频率及相位的操作 v调制调制是将基带信号频谱映射到一定频带范围以适应信道要求的变换，其实质是频谱变换。 v模拟调制模拟调制的必要性主要有3个： （1）在非导向传输时，无法传输模拟基带信号。例如话音信号要想直接作为无线电

24、波由空中发射，需要数十公里长的天线，这在实际上是不可能实现的。（2）在一个信道传送多路信号时，需要使用频分复用（Frequency Division Multiplexing ,FDM）技术。(复用技术将在第5章介绍). 例如在老式的模拟长途电话系统中，用电缆或微波中继接力传输很多路的长途电话时，就要使用频分复用技术。（3）为了进行合理的频率分配。例如广播电台系统和模拟电视系统，都要将不同的广播电台和电视台信号分配在互不干扰的不同频率点或频道，以便用户通过收音机的调谐器或电视机的频道选择器有选择性的收听或收看。3.4.1 调幅调幅v基本特点是已调载波的振幅随基带信号线性变化，所以又称为线性调制

25、线性调制。载波的频率和相位不变. v标准调幅标准调幅（是最简单的调制方式。它是用基带信号f(t)控制载波c (t) 的振幅，便已调波的振幅按f (t) 的规律线性变化。v调幅过程使原始基带信号f(t) 的频谱搬移了 c，搬移后的频谱中包含了载波分量 vAM波占用的带宽是f(t) 带宽Wm的2倍，即2Wm v当AM的包络线与横轴相交时称为过调制，此时会出现包络失真。 v必须满足载波频率远大于基带频率载波频率远大于基带频率，否则会出现频率交叠失真。 v在标准调幅AM中，原始载波本身不携带有用信息，却消耗了50%以上的功率，这是其最大缺点。故标准调幅的一个变体是抑制载波双边带调幅抑制载波双边带调幅

26、（Double side band Suppressed Carrier, DSBSC） v去掉载波而只传输两个边带 ,其带宽与AM相同，即为2Wm v标准调AM的另一个变体是单边带调幅（single sideband，SSB）。它仅传输一个边带，而除去了另一个边带和载波。这不仅节省功率，而且节省带宽。vSSB的带宽只有标准调幅AM的一半，即为Wm。 v当基带信号f(t) 的频谱含有丰富的低频分量时，例如视频图像信号，不宜采用SSB调制传输，此时可以采用残留边带调制残留边带调制（Vestigial Sideband, VSB）。 vVSB是介于双边带调幅双边带调幅和单边带调幅单边带调幅之间的一

27、种技术。它使一个边带完全保留，另一个边带也残留一小部分。 vVSB的残留边带滤波器易于设计实现。而且VSB调制克服了双边带和单边带调制的缺点，综合了它们的优点。vVSB的传输带宽小于AM和DSBSC，接近SSB，约为1.25Wm。v含有载波的VSB调制技术广泛用于模拟电视系统和数字电视系统的射频调制中，以及数字调制已调信号的二次调制中。v调幅信号的解调方法调幅信号的解调方法: （1）相干解调法相干解调法 相干解调又称为同步解调。它适用于AM、DSBSC、SSB和VSB等所有的调幅方式. 同步等幅振荡器信号，它与输入调幅信号的原始载波同频同频. （2）非相干解调法非相干解调法 适用于AM调幅，以

28、及含有插入的大载波的SSB和VSB调幅。 3.4.2 角度调制角度调制v调频调频（Frequency Modulation, FM）和调相调相（Phase Modulation, PM）都由调制信号控制载波相位角的变化，因此统称为角度调制角度调制（angle Modulation）v在角度调制角度调制中，已调信号的频谱与原始调制信号的频谱之间不存在不存在线性对应关系，而是产生与频谱的线性变换不同的新的频率分量，从而呈现非线性特征，故又称非线性调制。非线性调制。 v若角调波角调波的瞬时相位角(t)与调制信号f(t) 是线性函数关系，则称为调相。 v若角调波角调波的瞬时角频率(t) 与调制信号f(

29、t) 呈线性函数关系，则称为调频。 v一般来说，若调频指数 FM1，称为宽带调频。v若调相指数调相指数 PM1，称为宽带调相。v利用电压控制振荡器就可以直接调制产生宽带角调波 v角调波的解调也分为相干解调和非相干解调。相干解调仅适于窄带角调波，而非相干解调不仅适用窄带角调波，也适用于宽带角调波。 3.5 数字调制 v数字调制数字调制是将数字数据转换成模拟信号。它是用数字数据作为调制信号去控制模拟载波的有关参数（幅度、频率或相位），使之随调制信号的变化而变化。v数字调制数字调制最先也是目前最广泛最常见的应用需求是通过公共有线模拟电话网传送数字数据。 v最基本的数字调制是二进制数字调制二进制数字调

30、制：ASK（幅移键控），FSK（频移键控），PSK（相移键控）。v典型的近代数字调制技 术则是近代多进制数字调近代多进制数字调 制制（MPSK及MQAM）， 扩频数字调制以及OFDM（正交频分复用）正交多 载波调制。 3.5.1 二进制数字调制二进制数字调制载波与调制v载波信号载波信号Carrier Signal： 在模拟传输中，发送设备产生的作为运载信息信号基础的高频信号或称载波频率v调制调制（或Shift Keying）： 通过修改载波的某些特征（幅度、频率或相位）来表达所传输（或编码）的信号的过程基本思想v目的是将二进制数据转换成模拟信号v用二进制数来改变载波信号的振幅、频率和相位v载波

31、信号是模拟信号v幅移幅移键控键控(ASK）是用0和1表示载波的不同振幅，接收端根据不同的振幅恢复二进制数据0和1v频移频移键控键控(FSK)是用0和1表示载波的不同频率，接收端根据不同的频率恢复二进制数据0和1v相移相移键控键控(PSK)是用0和1表示载波的不同相位，接收端根据不同的相位恢复二进制数据0和1幅移键控（幅移键控（ASK） v二进制的两个数值分别由载波的两个不同幅值载波的两个不同幅值来表示。通常，一个幅值为零.v载波幅值载波幅值易受信道参数及外来系统的影响，因此ASK仅用于低速低速（1200bps）的数据传输中。其带宽与模拟调制的AM相同，为2Wm （Wm为调制信号f (t)的带宽

32、） v幅移键控所需的最小带宽最小带宽等于波特率，幅移键控中调制后的载波信号一般只有两种不同的振幅（分别对应于0和1），因此比特率和波特率是相等的。频移键控（频移键控（FSK） v用两个不同频率载波代表两个二进制数值 .vFSK信号的带宽为 其中，f1, f2为两个载波频率，fm为调制信号码元速率。v频移键控所需的最小带宽最小带宽等于波特率加上两频率差的绝对值 ;频移键控所需的带宽大于其它调制所需的带宽频移键控所需的带宽大于其它调制所需的带宽mFSKfffW212相移键控（相移键控（PSK） v相移键位相移键位（Phase Shift Key, PSK）是控制载波的相位变化，它是用相位变化的实际

33、数值来表示数字数据，所以又称为绝绝对调相对调相。v用相邻码元的载波相位的相对变化来表示数字数据，是相对相对调相调相，称为差分调相差分调相，即DPSK。 相位是相对前面的传输比特而变化,不是根据固定的参考信号.遇到1时,相位变化;遇到0时相位保持不变v相移键控所需的最小带宽最小带宽等于波特率3.5.2 近代多进制数字调制近代多进制数字调制v基本思想是提高频率利用率和提高抗干扰性，尤其是抗多径干扰和频率选择性衰落。v多值相移键控多值相移键控（Multi-Phase Shift Key, MPSK）是目前最常用的一种多进制调制，其中最常见的是正交相移键控（Quadrature Phase Shift

34、 Key，QPSK）, MPSK的信号矢量图如下 正交调幅（正交调幅（QAM） v正交调幅正交调幅QAM是一种既对载波幅度又对载波相位调制的数字调制技术。v是将幅移键控和相移键控是将幅移键控和相移键控以某种方式结合起来一种调制方法。v它与相移键控的星座图的区别是正交调幅有多个振幅和多个相位，而相移键控的星座图只有一个振幅和多个相位。vQAM常用于非对称数字用户线路(ADSL）以及数字电视（DTV）系统中。 3.5.3 扩频扩频v基本思想是通过调制显著展宽传输信号的带宽，从而提高抗干扰能力和增加侦听的难度。 v主要的扩频技术有直按序列扩频直按序列扩频（Direct Sequence Spread

35、 Spectrum, DSSS）和跳频扩频跳频扩频（Frequency-hopping Spread Spectrum, FHSS）两种。 v最初用于军用通信，后来DSSS更广泛地用于民用的移动通信（CDMA手机）网和无线局域网（IEEE802.11/11b） 直接序列扩频 v直接序列扩频直接序列扩频是将原始信号的一个比特通过扩频码转换为多个比特 v扩频码扩频码是通过给定初始值（俗称种子）和算法而得到的伪随机数（Pseudorandom number, PN），通常称为PN码 v在发送端，将输入的数字数据与PN码进行异域（XOR）操作 v在接收端，先用与发送端码型相同，严格同步的PN码和本振信

36、号与接收信号进行混频和解扩，就得到PSK中频信号，再经PSK解调就可恢复原始数字数据。 跳频扩频（跳频扩频（FHSS） vFHSS与PSSS的主要差别是发射频谱的产生方式不同 v在FHSS发送端发送端，由PN码控制的频率合成器在一个宽范围的规定频率上伪随机跳动，并与经输入信号调制过的中频信号混频，从而产生扩频信号，再经发射机上变频后发射。 v在接收端接收端，在与发送端完全相同且严格同步的PN码控制下的频率合成器，跟踪同步跳频接收经下变频后的扩频信号并与之混频解扩产生中频信号，再经过解调恢复原始数字信号。 3.6关键词(1)v数据 Datav信号 Signalv模拟数据 Analog Datav

37、数字数据 Digital Datav模拟信号 Analog Signalv数字信号 Digital Signalv带宽 Bandwidthv脉幅调制 Pulse Amplitude Modulation（PAM）v幅移键控 Amplitude Shift Keying（ASK）v脉码调制 Pulse Code Modulation（PCM）v频移键控 Frequency Shift Keying（FSK）v增量调制 Delta Modulation（DM）3.6关键词(2)v相移键控 Phase Shift Keying（PSK）v不归零电平 Nonreturn To Zero, Level（

38、NRZ-L）v不归零反转 Nonreturn To Zero, Inverted（NRZI）v伪三进制 Pseudoternaryv正交调幅 Quadrature Amplitude Modulation（QAM）v交替信号反转 Alternate Mark Inversion（AMI）v直接序列扩频 Direct Sequence Spread Spectrum（DSSS）v曼彻斯特码 Manchester Codev跳频扩频 Frequency Hopping Spread Spectrum（FHSS）v差分曼彻斯特码 Differential Manchester Code3.6关键词(3)v双极性8零替换 Bipolar With 8Zeros Substitution（B8ZS）v调制 Modulationv高密度双极性3零码 HighDensity Bipalar3 Zeros (HDB3）v编码 Encodingv调幅 Amplitude Modulation（AM）v调频 Frequency Modulation （FM）v解码 Decodingv调相 Phase Modulation（PM）v采样定理 Sampling Law3.7 知识要点知识要点(1)v信息通过网络进行传输时一般采用的是电信号方式。v 信息和信号