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数据编码技术


数据编码技术
数据编码是将数据表示成某种特殊的信号形式以便于数据的可靠传输。 1.数字信号编码技术
对于传输数字信号来说,最普通且最容易 的方法是用两个不同的电压值来表示两个 二进制值。用无电压(或负电压)表示0,

而正电压表示1。
常用的数字信号编码有不归零(NRZ)编

码、曼彻斯特(Manchester

)编码和 差 分 曼 彻 斯 特 ( Differential Manchester)编码。

(1)NRZ 编码
它的优点是:一位码元(一串脉冲)一个 单位脉冲的亮度,称为全亮码。根据通信 理论,每个脉冲亮度越大,信号的能量越 大,抗干扰能力强,且脉冲亮度与信道带 宽成反比,即全亮码占用信道较小的带宽 编码效率高。 它的缺点是: 当出现连续0或1时, 难以分辨复位的起停点, 会产生直流分量的积累, 使信号失真。

因此,过去大多数数据传输系统都不采用这种编码方式。近年来,随着技术的完善,NRZ 编 码已成为高速网络的主流技术。
(2)曼彻斯特编码 在曼彻斯特编码中,用电压跳变的相位不同来区分1和0,即用正的电压跳变表示0,用负的电压跳

变表示1。因此,这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间,接收端可 以方便地利用它作为位同步时钟,因此,这种编码也称为自同步编码。
(3)差分曼彻斯特 差分曼彻斯特编码是曼彻斯特编码的一种修改格式。其不同之处在于:每位的中间跳变只用于同步时钟信 号;而0或1的取值判断是用位的起始处有无跳变来表示(若有跳变则为0,若无跳变则为1) 。

这种编码的特点是每一位均用不同电平的两个半位来表示,因而始终能保持直流的平衡。这 种编码也是一种自同步编码。 2.调制解调技术
目前在大多数情况下,远程通信还是利用现有的设备——电话线和电话网。一条电话信道的带宽是

300Hz~3400Hz,远小于数字信号的传输带宽,因此利用电话线进行数据通信,就必须把数字 信号转变成音频范围内的模拟信号,通过电话线传递到接收端,再变回数字信号,这两个转 (如图1-8所示) 换的过程分别叫做“调制”和“解调”。

(1)调制
其基本思想是把数字信号的“0”和“1”用某种载波(正弦波)的变化表示,常用的调制方式有幅

移键控法(ASK) 、频移键控法(FSK)和相移键控法(PSK)。 (如图1-9所示)

其中调相(PSK)传输的速率最高,可在音频电话线路上达到9,600 b/s。
(2)解调 将被调制的信号从载波上取出,并还原成数字信号的过程称为解调。 (3)调制解调器 调制解调技术的典型应用是我们拨号上网所使用的调制解调器(Modem) 。它身兼两职,发送信号时为

调制器,接收信号时为解调器。其工作原理如图1-10和图1-11所示。

两台计算机通过 modem 通信的过程如下: 一台计算机 A 要与另一台计算机 B 通信,A 首先要拨通 B 的 电话号码,建立一条通过中心电话交换机的通信链路。在建 立链路的同时,A 作为呼叫方与被呼叫方 B 的两台调制解调 器建立一种呼叫、被呼叫关系。A 向 B 发送信号使用1070Hz (对应数字0)和1270Hz(对应数字1)使用信道1;而 B 向 A 确认接收则使用2025Hz(对应数字0)和2225Hz(对应数字1), 使用信道2。A、B 两机以各自的调制解调器和两条信道交换 信息, 交换完毕后, 提出拆除链路请求, 应答后链路断开, A B 通信结束。完整的通信流程见图1-12。


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