2.4編碼&調製

• 編碼
  • 數字——數字
    • 非歸零編碼
    • 曼徹斯特編碼
    • 差分曼徹斯特編碼
  • 模擬——數字
    • PCM脈碼調製
• 調製
  • 數字——模擬
    • 調幅
    • 調頻
    • 調相
    • 調幅+調相

基帶訊號與寬頻訊號

通道︰訊號的傳輸媒介。一般用來表示向某一個方向傳送資訊的介質，因此一條通訊線路往往包含兩條通道，一條傳送通道和一條接收通道。

分類

傳輸訊號——模擬通道（傳送模擬訊號）數字通道（傳送數字訊號)

傳輸介質——無線通道、有線通道

通道上傳送的訊號

• 基帶訊號

  • 將數字訊號1和0直接用兩種不同的電壓表示，再送到數字通道上去傳輸（基帶傳輸)。

  • 來自信源的訊號，像計算機輸出的代表各種文字或影象檔案的資料訊號都屬於基帶信

    號。基帶訊號就是發出的直接表達了要傳輸的資訊的訊號，比如我們說話的聲波也是。

  • 在傳輸距離近時採用，(近距離衰減小，從而訊號內容不易發生變化)

• 寬頻訊號

  • 寬頻訊號將基帶訊號進行調製後形成的頻分複用模擬訊號，再傳送到模擬通道上去傳輸（寬頻傳輸)。
  • 把基帶訊號經過載波調製後，把訊號的頻率範圍搬移到較高的頻段以便在通道中傳輸(即僅在一段頻率範圍內能夠通過通道)。
  • 在傳輸距離較遠時採用，(遠距離衰減大，即使訊號變化大也能最後過濾出來基帶訊號)

編碼與調製

數字資料編碼為數字訊號

（1）非歸零編碼【NRZ】 （2）曼徹斯特編碼 （3）差分曼徹斯特編碼 （4）歸零編碼【RZ】 （5）反向不歸零編碼【NRZI】 （6）4B/5B編碼

非歸零編碼【NRZ)

• 高1低0，編碼容易實現，但沒有檢錯功能,且無法判斷一個碼元的開始和結束,以至於收發雙方難以保持同步。

歸零編碼【RZ】

• 訊號電平在每一個碼元之內都要恢復到零的這種編碼成編碼方式。

曼徹斯特編碼

• 將一個碼元分成兩個相等的間隔。前一個間隔為低電平後一個間隔為高電平表示碼元1;碼元0則正好相反。也可以採用相反的規定。
• 該編碼的特點是在每一個碼元的中間出現電平跳變，位中間的跳變既作時鐘訊號（可用於同步),又作資料訊號，但它所佔的頻頻寬度是原始的基頻寬度的兩倍。
• 每一個碼元都被調成兩個電平，所以資料傳輸速率只有調製速率的1/2。

差分曼徹斯特編碼

• 同1異0
• 常用於區域網傳輸，其規則是︰若碼元為1，則前半個碼元的電平與上一個碼元的後半個碼元的電平相同，若為0，則相反。
• 該編碼的特點是，在每個碼元的中間，都有一次電平的跳轉，可以實現自同步，且抗干擾性強於曼徹斯特編碼。

4B/5B編碼

• 位元流中插入額外的位元以打破—連串的0或1，就是用5個位元來編碼4個位元的資料，之後再傳給接收方，因此稱為4B/5B。
• 編碼效率為 4/5 = 80%。
• 只採用16種對應16種不同的4位碼,其他的16種作為控制碼（幀的開始和結束，線路的狀態資訊等)或保留。

數字資料調製為模擬訊號

數字資料調製技術

傳送端：數字訊號——模擬訊號【調變解調器的調製】

接收端：將模擬訊號——數字訊號【調變解調器的解調】

PCM脈碼調製

計算機內部處理的是二進位制資料，處理的都是數字音訊，所以需要將模擬音訊通過取樣、量化轉換成有限個數字表示的離散序列(即實現音訊數字化)。

最典型的例子就是對音訊訊號進行編碼的脈碼調製（PCM)，在計算機應用中，能夠達到最高保真水平的就是PCM編碼，被廣泛用於素材儲存及音樂欣賞，CD、DVD以及我們常見的WAV檔案中均有應用。

三步走

三步︰抽樣、量化、編碼。

抽樣:

• 對模擬訊號週期性掃描，把時間上連續的訊號變成時間上離散的訊號。
• 為了使所得的離散訊號能無失真地代表被抽樣的模擬資料，要使用取樣定理進行取樣∶f(取樣頻率) ≥ 2f(訊號最高頻率)

量化:

• 把抽樣取得的電平幅值按照一定的分級標度轉化為對應的數字值，並取整數,這就把連續的電平幅值轉換為離散的數字量。

編碼:

• 把量化的結果轉換為與之對應的二進位制編碼。

為了實現傳輸的有效性，可能需要較高的頻率。這種調製方式還可以使用頻分複用技術，充分利用頻寬 資源。在電話機和本地交換機所傳輸的訊號是採用模擬訊號傳輸模擬資料的方式；模擬的聲音資料是載入到模擬的載波訊號中傳輸的。