原创 信号传输类型及相应技术

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               信号传输类型及相应技术

在数据通信过程中，数据传输信号不同，所使用技术就不同，通常分为：

Ø         基带传输：在线路上直接传输基带信号的方式称为基带传输

l         面临问题：编码、同步

l         数字信号也被称为数字基带信号，简称基带信号

l         用不同电压极性或电平值代表数字信号0和1的过程称为编码；其反过程称为解码

Ø         频带传输：利用模拟信道实现数字信号传输的方式称为频带传输

l         面临问题：调制、解调

l         在发送端将数字信号转换成模拟信号的过程称为调制

l         在接收端将模拟信号转换成数字信号的过程称为解调

简单讲：编解码技术是数字信号到另一种形式的数字信号的过程；调制（解调）技术是数字信号到模拟信号的正（逆）过程。

常用的基带编码方法

n       要解决问题：

n       在发送端，要解决如何将二进制数据序列通过某种编码（encoding）方式转化为可直接传送的数字信号；

n       在接收端，则要解决如何将收到的数字信号通过解码(Decoding)恢复为与发送端相同的二进制数据序列。

n       常用编码方法：

n       非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero）

n       Manchester编码

n       差分Manchester编码

n       FM0编码

NRZ 编码

ü         规则：

n        以高电平表示逻辑“<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1”，低电平表示逻辑“0”。        

ü         特点：

n       由于不能判断位的开始与结束，收发双方不能保持同步，需要用另一个信道同时传送同步信号。

n       简单、容易实现

Manchester 编码

ü         规则：

n       将每比特周期T分为前T/2和后T/2；

n       前T/2传送该比特的反码，后T/2传送该比特的原码。

ü          特点：

n        任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T，提取电平跳变信号可作为收发双方的同步信号，不需要另外的同步信号。又被称为“自含时钟编码”。

n       效率较低

差分Manchester 编码

ü         规则：

n       对Manchester编码的改进,保留每比特中间的跳变作同步之用；每比特的值则根据其开始处是否出现电平的跳变来决定，有跳变者为“0”，无跳变者为二进制“1”

ü         特点：

n       自含时钟和同步信号的编码技术，抗干扰性能较好

n       实现技术复杂

FM0编码模块

ü         规则：

n       FM0编码在每个数据边界处倒转相位，并在数据0中间倒转相位。FM0编码具有记忆功能，一序列的信号中，后一位电平必须承接上一位末尾电平

ü         特点：

n       FM0编码的数据前应以前同步码开始

n       实现技术复杂

四种数字信号编码对比图：

模拟信号的调制

信号表示：u(t)=A(t)sin(ωt+ψ)

其中，振幅A、角频率ω、相位ψ，当改变这三个参数实现模拟数据编码时，相应的调制模式分别是幅度调制（A）、频率调制(F) 和相位调制(P)。

对基带数字信号调制的结果是模拟信号，见下图几种调制方法：