数据通信与计算机网络--03数据通信.ppt

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1、第3讲数据通信基础（2）课时授课计划课程内容内容：调制与编码技术多路复用技术物理层模型物理层接口标准举例目的与要求：掌握调制和解调技术、编码与解码技术；掌握多路复用技术；了解物理层接口标准；重点与难点：重点：调制与编码技术、多路复用技术；难点：多路复用技术。课堂讨论：数据如何用电信号表示？信号如何传输？现代教学方法与手段：投影PowerPoint幻灯课件复习（提问）：通信系统模型？带宽和传输速率？第2章数据通信基础2.3传输技术2.4物理层接口技术传输技术模拟传输与数字传输数字调制技术模拟信号的脉冲调制数字信号的编码技术多路复用技术频分复用技术时分复用技术波

2、分复用技术不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种组合，每一种相应地需要进行不同的编码处理。数据：模拟数据、数字数据信号：模拟信号、数字信号信道：模拟信道、数字信道模拟传输和数字传输话音模拟传输模拟数字模拟模拟CODEC数字数字数字编码数字模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，数字信号模拟数据，数字信号10101010ModemEncoderDecoderModulatorDemodulator数字或模拟数字或模拟数字信号模拟信号g(t)m(t)px(t)s(t)g(t)m(t)数字或模拟数字或模拟P—调制参数编码调制编码和调制用数字信号承载数字或

3、模拟数据——编码用模拟信号承载数字或模拟数据——调制数字信号的调制编码三种常用的调制技术：1）幅移键控ASK(AmplitudeShiftKeying)，调幅2）频移键控FSK(FrequencyShiftKeying)，调频3）相移键控PSK(PhaseShiftKeying)，调相基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。载波S(t)=Acos(t+)S(t)的参量包括：幅度A、频率、相位调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化00110100010ASK调幅FSK调频PSK调相-+开关1开关2运算放大器输出FSK调制原理图

4、不归零制(NRZ，Non-ReturntoZero)二进制数字0、1分别用两种电平来表示。常用－5V表示1，＋5V表示0。缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器；不具备自同步机制，必须使用外同步。曼彻斯特编码(Manchestercode)用电压的变化表示0和1。数字数据的数字信号编码规定在每个码元的中间发生跳变：高→低的跳变——0，低→高的跳变——1∵每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送设备的时钟保持一致。∴曼彻斯特编码也称为自同步码（Self-SynchronizingCode）。它具有自同步机制，无需

5、外同步信号。缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。差分曼彻斯特编码(DifferentialManchestercode)与曼彻斯特编码相同，在每个码元的中间，信号都会发生跳变；不同之处在于：用在码元开始处有无跳变来表示0和1：码元开始处有跳变——0码元开始处无跳变——1三种数字编码的波形图01001100011时钟NRZManchester差分Manchester4B/5B编码：采用NRZI方式用5位信号传4位信息（信号与时钟同步传）利用率提高至80%。5位信号的剩余部分可用于控制，00000-线路断，11111-线路空，00100-中

6、止4B/5B编码(解决连续0问题：头0<2,尾0<3)4位数据符号5位编码0000111100001010010010101000011101010100010100101010110110011100111011114位数据符号5位编码100010010100110011101010110101110111110011010110111011111011100111111101模拟信号的脉码调制奈奎斯特定理（采样定理）：如果连续变化的模拟信号最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。语音信号要在数字线路上传

7、输，必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤：1）采样——按一定间隔对语音信号进行采样2）量化——对每个样本舍入到量化级别上3）编码——对每个舍入后的样本进行编码编码后的信号称为PCM（PulseCodedModulation）信号（脉码调制信号）模拟话音采样时钟PAM信号PCM信号采样电路量化和编码数字化声音--话音信道带宽<4KHz--采样时钟频率：8KHz(>2倍话音最大频率)--量化级数：256级(8位二进制码表示)--数据率：8000次/s*8bit=64Kb/s∴每路PCM信号的速率=64000bpsPCM转换过程举例3.23.92.83

8、.41.24.2343314011100011011