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1、课 题：编码与调制技术目的要求：掌握常用的编码技术与调制技术.教学重点：曼彻斯特编码、PCM调制教学难点： PCM调制教学课时：2教学方法：讲授、练习本次课涉及的学术前沿：教学内容与步骤：,常见编码,常见编码的方法有： a. 单极性不归零编码在每一码元时间内，有电流发出，表示“1”，无电流发出，表示“0”，每个码元的中心是取样时间。 b. 双极性不归零编码正脉冲表示“1”，负脉冲表示“0”，正负脉冲幅值相等。,c. 单极性归零编码 “1”码时，发正的窄脉冲； “0”码时，无电流发出。 d. 双极性归零编码 “1”码时，发正的窄脉冲； “0”码时，发负的窄脉冲。 e. 曼彻斯特编码将每个码元分成
2、两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转换，码元0则正好相反，由低至高电平转换。 f. 差分曼彻斯特编码在每一个码元的正中间有一次电平转换，表示1时，其前半个码元的电平与上一个码元的电平相同；表示0时，其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。,a)单极性脉冲,b)双极性脉冲,c)单极性归零脉冲,d)双极性归零脉冲图2-20 基脉冲编码方案,曼彻斯特编码的特点,两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调
3、制速率的1/2。曼彻斯特编码常应用于局域网中。但是从曼彻斯特编码的波形图不难看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。,几种最基本的调制方法,最基本的二元制调制方法有以下几种：调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。,调制与解调调制方式,振幅调制又称幅移键控技术，简称调幅制，也就是用数字的基带信号控制正弦载波信号的振幅。它是把频率和相位定为常量，而振幅为变量，每一种振幅值代表一种信息元，这种方法叫做幅移键控AS
4、K，如图2-9所示。幅移键控技术通常用来在光纤上传输数字信号，传输的典型速率只能达到1200bit/s。,图2-9 振幅调制,频率调制,频率调制又称频移键控技术，简称调频制，是用数字的基带信号控制正弦载波信号的频率，它把振幅和相位定为常量，而频率为变量，每一种频率值代表一种信息元，这种方法叫做频移键控FSK，如图2-10所示。在频移键控中，两个二进制的值用载波频率附近的两个不同频率来表示，常用于高频无线传输。,图2-10 频率调制,相位调制,相位调制又称相移键控技术，简称调相制，是用数字的基带信号控制正弦载波信号的相位。它把振幅和频率定为常量，而相位为变量，每一种相位值代表一种信息元，这种方法
5、叫做相移键控PSK，如图2-11所示。在相移键控中，通过载波信号相位的偏移来表示数据， PSK方式较FSK方式有更强的抗干扰能力和更高的效率，在音频线路中，传输速率可达9600bit/s。,图2-11 相位调制,多相调制,为了提高信息的传输速率，还经常采用四相调制和八相调制方式。这两种调制方式的数字信息的相位分配情况如图2-12所示。在四相调制方式中，用四个不同的相位分别代表00，01，10，11，或者说每一次调制可以传送2个比特的信息；在八相调制方式中，则每一次调制可传送3个比特的信息，显然两者都提高了信息的传输速率。,(a) 四相调制方式的相位分配,(b) 八相调制方式的相位分配图2-12
6、 四相位、八相位调制方式的相位分配,正交振幅调制 QAM(Quadrature Amplitude Modulation),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。,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。,举例,QPSK正交相移键控QAM正交振幅调制,QPSK QAM-16 QAM-64,上述这些图形称为星座图,TCM格子架编码调制,为了降低出错的可能性，每个采样增加额外的位， V.32每个码元
7、传输4个数据位和一个奇偶校验位,传输率为9600bps的V.32 传输率为14400bps的V.32,脉冲编码调制技术,脉冲编码调制PCM(Pulse Code Modulation)是模拟数据数字化的主要方法。脉冲编码调制包括三部分：采样、量化和编码。PCM技术的典型应用是语音数字化。 1. 采样 数字化模拟信号的方法之一是采用脉冲幅度调制，其处理过程相当简单：按一定的时间间隔对模拟信号进行采样，接着产生一个振幅等于采样信号的脉冲，采集该信号的瞬时电平值作为样本，表示模拟数据在某一区间随时间变化的值。 2. 量化 使脉冲真正数字化的一种方法是为采样信号分配一个预先确定的振幅，这种处理方法称为
8、量化。量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程，量化级可以分为8级、16级，或者更多的量化级，这取决于系统的精度要求。 3. PCM编码 编码是用相应位数的二进制代码来表示量化后的采样样本的量级。PCM用于数字化语音系统，将声音分为128个量化级，采用7位二进制编码表示，再使用1个比特进行差错控制，采样速率8000次/秒，因此，一路话音的数据传输速率为88000 bps64kbps。,图2-13 脉冲编码调制过程,脉码调制 PCM 体制,脉码调制 PCM 体制最初是为了在电话局之间的中继线上传送多路的电话。由于历史上的原因，PCM 有两个互不兼容的国际标准，即北美的 24 路 PCM（简称为 T1）和欧洲的 30 路 PCM（简称为 E1）。我国采用的是欧洲的 E1 标准。E1 的速率是 2.048 Mb/s，而 T1 的速率是 1.544 Mb/s。当需要有更高的数据率时，可采用复用的方法。,作业：1、若采用PM进行调制，以0相位表示1，相位表示0，请画出100101000111001的波形图。2、语音信道带宽3KHz，若采用PCM调制编码技术，用256级量化，求该信道的数据传输率。,教学总结：本讲主要讲解编码与调制技术。下一讲讲解信道复用技术与交换技术。,
