第5讲_数据编码技术.ppt

1、网络培训,第三讲 数据编码技术,程序教研组成员,尹友明 老师,2010年3月,计算机网络基础,模块三 数据通信,本讲目标,了解数据编码的类型,了解模拟数据编码的方法脉冲编码调制PCM和增量调制M,第三讲 数据编码技术,为了方便数据传输和处理，必须采用数据编码技术。数据编码是将要传输的数据表示成某种特殊的信号形式以便数据在相应信道上可靠地传输。,引导,掌握基本的数字数据的数字信号脉冲编码方法,掌握数字数据的脉冲编码调制方法幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）,一、数据编码类型,1、数据编码类型,数据编码分为两大类：模拟数据编码和数字数据编码。,2、四种具体的编码,因为承载数据时的

2、信号不同，分为4种具体的编码方式：,模拟数据的模拟信号编码,模拟数据的数字信号编码,数字数据的模拟信号编码,数字数据的数字信号编码,二、模拟数据编码,1、模拟数据的数字信号编码,模拟数据的数字信号编码就是要把连续信号分割成若干个离散信号，再将这些离散信号定量化，用数字信号表示。,2、模拟数据数据化的编码方法,脉冲编码调制PCM,增量调制M,二、模拟数据编码,2、模拟数据数据化的编码方法,脉冲编码调制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，将模拟信号数字化，其步骤为：采样、量化、编码。,二、模拟数据编码,2、模拟数据数据化的编码方法,增量调制M,三、数字数据编码,

3、计算机网络中使用最普遍的还是数字数据的数字传输（即基带传输），在传输时，必须将数字数据进行线路编码再进行传输，到了接收端再解码，还原原有的数据。,数字信号是离散的矩形脉冲序列，每一个脉冲代表一个信号单元，称为码元。对数字数据进行编码，就是用不同电压极性或电平值代表数字信号的“0”和“1”，即用不同的码元形式表示数字信号的“0”和“1”，这样就产生了下面几种基本的数字数据的数字信号脉冲编码方法：,1、单极性不归零码和双极性不归零码,2、单极性归零码和双极性归零码,3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码,三、数字数据编码,1、单极性不归零码和双极性不归零码,单极性不归零码,是指“0”表示无电压，“1”表示

4、正电压。0.5为判决门限，0.5以下为“0”码，0.5以上为“1”码。,三、数字数据编码,1、单极性不归零码和双极性不归零码,双极性不归零码,是指“1”表示正电流，“-1”表示负电流，由于正向与负向幅度相等，故称为双极性码，0为判决门限，0以上判为“1”码，0以下判为“0”码。,三、数字数据编码,2、单极性归零码和双极性归零码,单极性归零码,是指当发“0”码时，仍然完全不发送电流，当发“1”码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲，因有部分时间不发出电流，幅度“归零”。,三、数字数据编码,2、单极性归零码和双极性归零码,双极性归零码,是指“1”码发正的窄脉冲，“0”

5、码发负的窄脉冲，部分时间不发出电流，幅度“归零”。,注：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。,三、数字数据编码,3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码,曼彻斯特码,每个码元的时间间隔的中间时刻都有跳变，由高电位向低电位跳变代表“1”，由低电位向高电位跳变代表“0”。,注：在曼彻斯特码中，跳变即可区分信号的取值，又可以提取同步时钟故称自同步编码，是目前使用最为广泛的编码方法之一。,三、数字数据编码,3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码,差分曼彻斯特码,在每个码元的时间间隔的中间时刻都有跳变，在每个码元的时间间隔的开始时刻有跳变表示“0”， 在每个

6、码元的时间间隔的开始时刻无跳变表示“1”。,注：在差分曼彻斯特码中，每个码元时间间隔的中间时刻的跳变作为同步时钟，而每个码元时间间隔的开始时刻有无跳变来区分信号的取值。这种编码方式应用于令牌环网中。,三、数字数据编码,3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码,四、脉冲编码调制,1、调制与解调,【案例】家庭使用ADSL上网时，各设备的连接如下图所示。公共电话网传输的是模拟信号，而计算机中是数字信号，所以此时Modem至关重要。,Modem称为调制解调器，主要作用就是信号调制与解调。调制解调器包括两部分：,调制器（Modulator），作用是把要发送的数字信号转换模拟信号，以便能在用户电话线上进行传送，这个

7、过程称为调制；,解调器（Demodulator），作用是把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号，这个过程称为解调。,四、脉冲编码调制,1、调制与解调,在实际的网络应用中，计算机既是信源，也是信宿，所以调制器和解调器合二为一，成为调制解调器。,注：ADSL（Asymmetric Digital Subcriber Line）非对称数字用户线路是一种应用日益广泛的网络接入技术。,2、脉冲编码调制,四、脉冲编码调制,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。,在调制过程中，选用的载波信号可以表示为yAsin(t+)，其中A为振幅、为角频率、为相位，这是载波信号的三个参量，它

8、们是正弦波的控制参数，称为调制参数。,它们的变化将对正弦载波的波形产生影响，通过改变这三个参量可以实现对模拟数据信号的编码，相应的调制方式分别称为幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。,2、脉冲编码调制,四、脉冲编码调制,在此方式中，用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态。用具有一定幅度的载波信号表示“1”，幅度等于0的载波信号表示“0”。ASK方式是一种低效的调制技术。,幅度调制（AM），简称调幅，也称为移幅键控ASK。,2、脉冲编码调制,四、脉冲编码调制,在此方式下，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。 “1”调制为频率为1的波，“0”调制为频率为2的波

9、。频率调制的电路简单，抗干扰能力强，频带利用率低，适用于传输较低速的数字信号。,频率调制（FM），简称调频，也称为移频键控FSK。,2、脉冲编码调制,四、脉冲编码调制,相位调制（PM），简称调相，也称为相移键控PSK。,在此方式下，信号“0”和“1”分别用不同相位的波形表示。相位调制又分绝对相位调制和相对相位调制两种。,绝对相位调制中，数字“0”和“1”的载波信号起始相位相差180度，即0 代表数字“1”，180 代表数字“0”，反之也成立。,2、脉冲编码调制,四、脉冲编码调制,相位调制（PM），简称调相，也称为相移键控PSK。,在此方式下，信号“0”和“1”分别用不同相位的波形表示。相位调制又分绝对相位调制和相对相位调制两种。,相对相位调制中，传送数字“0”时，相邻两波形相位不变；传送数字“1”时，相邻两载波相位变化为180。,【案例】基带信号010011100的调制波形。,四、脉冲编码调制,注：由PSK和ASK结合的