数据的编码与调制汇总精品课件
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计算机网络技术第五讲数据调制与编码
2.5 差错控制编码
2.5.1 奇偶校验码 * 2.5.2 循环冗余校验码
课堂练习 课后作业
2
2.4 数据调制与编码
数据的表现形式－－信号，分为模拟信号和 数字信号两种，鉴于信号的特性及传输介质的性 能，模拟信号和数字信号在处理过程中往往需要 相互转换，或在传输过程中需要改变其表现形式。
3
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
G G 110111010110
第4讲
110110 110110
GG0 0
MM
001001011011
数 MM 据
0001011111 N N
101011101 101011100
信
1
2.2数据传输技术
第2章 数据通信基础知识
2.4 数据调制与编码
2.4.1 模拟数据调制为模拟信号 2.4.2 数字数据调制为模拟信号 2.4.3 模拟数据调制为数字信号PCM 2.4.4 数字数据编码为数字信号
数据发送顺序
1. 垂直奇偶校验
位/字符 O P H K C P
例 垂直奇校验编码 （发送数据的 “1”的个数为 奇数，则校验位 为“0”，否则 为“1”
B1
10 0 1 1 0
B2
10 0 1 1 0
B3
10 0 0 0 0
B4
10 1 1 0 0
B5
01 0 0 0 1
B6
00 1 1 1 0
B7
的数据编码方法。
5. 脉冲编码调制的三个步骤是（ 采样 ）、（ 量化 ）和（ 编码 ）。
18
三、画出数据11001101的曼彻斯特编码
数据 电信号
1 10 011 01
同步信号 曼彻斯特编码
2.5.1 奇偶校验码 * 2.5.2 循环冗余校验码
课堂练习 课后作业
2
2.4 数据调制与编码
数据的表现形式－－信号，分为模拟信号和 数字信号两种，鉴于信号的特性及传输介质的性 能，模拟信号和数字信号在处理过程中往往需要 相互转换，或在传输过程中需要改变其表现形式。
3
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
G G 110111010110
第4讲
110110 110110
GG0 0
MM
001001011011
数 MM 据
0001011111 N N
101011101 101011100
信
1
2.2数据传输技术
第2章 数据通信基础知识
2.4 数据调制与编码
2.4.1 模拟数据调制为模拟信号 2.4.2 数字数据调制为模拟信号 2.4.3 模拟数据调制为数字信号PCM 2.4.4 数字数据编码为数字信号
数据发送顺序
1. 垂直奇偶校验
位/字符 O P H K C P
例 垂直奇校验编码 （发送数据的 “1”的个数为 奇数，则校验位 为“0”，否则 为“1”
B1
10 0 1 1 0
B2
10 0 1 1 0
B3
10 0 0 0 0
B4
10 1 1 0 0
B5
01 0 0 0 1
B6
00 1 1 1 0
B7
的数据编码方法。
5. 脉冲编码调制的三个步骤是（ 采样 ）、（ 量化 ）和（ 编码 ）。
18
三、画出数据11001101的曼彻斯特编码
数据 电信号
1 10 011 01
同步信号 曼彻斯特编码
精品课课件信息论与编码(全套讲义)
拓展应用领域 信息论的应用领域将进一步拓展，如生物信息学、 量子信息论等新兴领域，以及与人工智能、大数 据等技术的结合。
跨学科交叉融合
信息论将与更多学科进行交叉融合，如物理学、 化学、社会学等，共同推动信息科学的发展。
编码技术的发展趋势
高效编码算法
随着计算能力的提升，更高效的编码算法将不断涌现，以提高数据 传输和存储的效率。
智能化编码
借助人工智能和机器学习技术，编码将实现智能化，自适应地调整 编码参数以优化性能。
跨平台兼容性
未来的编码技术将更加注重跨平台兼容性，以适应不同设备和网络环 境的多样性。
信息论与编码的交叉融合
理论与应用相互促进
信息论为编码技术提供理论支持， 而编码技术的发展又反过来推动 信息论的深入研究。
共同应对挑战
精品课课件信息论与编码(全套 讲义)
目
CONTENCT
录
• 信息论基础 • 编码理论 • 信道编码 • 信源编码 • 信息论与编码的应用 • 信息论与编码的发展趋势
01
信息论基础
信息论概述
信息论的研究对象
研究信息的传输、存储、处理和变换规律的科学。
信息论的发展历程
从通信领域起源，逐渐渗透到计算机科学、控制论、 统计学等多个学科。
卷积编码器将输入的信息序列按位输入到一个移位寄存器中，同时根据生成函数将移位寄存 器中的信息与编码器中的冲激响应进行卷积运算，生成输出序列。
卷积码的译码方法
卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码两种。代数译码方法基于最大似然译码准则， 通过寻找与接收序列汉明距离最小的合法码字进行译码。概率译码方法则基于贝叶斯准则， 通过计算每个合法码字的后验概率进行译码。
04
跨学科交叉融合
信息论将与更多学科进行交叉融合，如物理学、 化学、社会学等，共同推动信息科学的发展。
编码技术的发展趋势
高效编码算法
随着计算能力的提升，更高效的编码算法将不断涌现，以提高数据 传输和存储的效率。
智能化编码
借助人工智能和机器学习技术，编码将实现智能化，自适应地调整 编码参数以优化性能。
跨平台兼容性
未来的编码技术将更加注重跨平台兼容性，以适应不同设备和网络环 境的多样性。
信息论与编码的交叉融合
理论与应用相互促进
信息论为编码技术提供理论支持， 而编码技术的发展又反过来推动 信息论的深入研究。
共同应对挑战
精品课课件信息论与编码(全套 讲义)
目
CONTENCT
录
• 信息论基础 • 编码理论 • 信道编码 • 信源编码 • 信息论与编码的应用 • 信息论与编码的发展趋势
01
信息论基础
信息论概述
信息论的研究对象
研究信息的传输、存储、处理和变换规律的科学。
信息论的发展历程
从通信领域起源，逐渐渗透到计算机科学、控制论、 统计学等多个学科。
卷积编码器将输入的信息序列按位输入到一个移位寄存器中，同时根据生成函数将移位寄存 器中的信息与编码器中的冲激响应进行卷积运算，生成输出序列。
卷积码的译码方法
卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码两种。代数译码方法基于最大似然译码准则， 通过寻找与接收序列汉明距离最小的合法码字进行译码。概率译码方法则基于贝叶斯准则， 通过计算每个合法码字的后验概率进行译码。
04
第3章编码和调制(2)
在使用曼切斯特码时，只要编号1，0和结束位的子程序，也可以软件实 现曼切斯特码的编码。
练习:NRZ码101101转换成曼切斯特码 10 1 00
第三十一页，共89页。
曼彻斯特（Manchester）码
（4）软件实现方法 编码：当输出数据1的曼切斯特码时，可输出对应的NRZ码10；当 输出数据0的曼切斯特码时，可输出对应的NRZ码01，结束位的对应 NRZ码为00。
4、差分双相码 5、密勒码 6、变形密勒码
7、差分码
8、脉冲-间隙码：在下一脉冲前的暂停持续时间t表示二进制符号“1”， 而下一脉冲前的暂停持续时间2t表示二进制符号“0”。常在电感耦合 的射频识别系统中用于阅读器到应答器的数据传输。
第十八页，共89页。
练习
画出的7种编码方式的脉冲波形图
第十九页，共89页。
数字基带信号波形
0
0
1
1
0
1
0
（a）NRZ 码
（b）双极性 矩形脉冲
（c）单极性 归零波形
（d）曼彻斯特码
第二十一页，共89页。
第三章 编码与调制
➢ 信号和编码 ➢ RFID中常用的编码器
➢ 脉冲调制
➢ 正弦波调制
➢ 负载调制 ➢ 传输损耗与失真
第二十二页，共89页。
在RFID中，为使阅读器在读取数据时能很好 地解决同步的问题，往往不直接使用数据的NRZ码 对射频进行调制，而是将数据的NRZ码进行编码变 换后再对射频进行调制。所采用的变换编码主要 有曼切斯特码、密勒码和修正密勒码等。
在使用曼切斯特码时，只要编号1，0和结束位的子程序，也可以软件 实现曼切斯特码的编码。
第二十七页，共89页。
曼彻斯特（Manchester）码
练习:NRZ码101101转换成曼切斯特码 10 1 00
第三十一页，共89页。
曼彻斯特（Manchester）码
（4）软件实现方法 编码：当输出数据1的曼切斯特码时，可输出对应的NRZ码10；当 输出数据0的曼切斯特码时，可输出对应的NRZ码01，结束位的对应 NRZ码为00。
4、差分双相码 5、密勒码 6、变形密勒码
7、差分码
8、脉冲-间隙码：在下一脉冲前的暂停持续时间t表示二进制符号“1”， 而下一脉冲前的暂停持续时间2t表示二进制符号“0”。常在电感耦合 的射频识别系统中用于阅读器到应答器的数据传输。
第十八页，共89页。
练习
画出的7种编码方式的脉冲波形图
第十九页，共89页。
数字基带信号波形
0
0
1
1
0
1
0
（a）NRZ 码
（b）双极性 矩形脉冲
（c）单极性 归零波形
（d）曼彻斯特码
第二十一页，共89页。
第三章 编码与调制
➢ 信号和编码 ➢ RFID中常用的编码器
➢ 脉冲调制
➢ 正弦波调制
➢ 负载调制 ➢ 传输损耗与失真
第二十二页，共89页。
在RFID中，为使阅读器在读取数据时能很好 地解决同步的问题，往往不直接使用数据的NRZ码 对射频进行调制，而是将数据的NRZ码进行编码变 换后再对射频进行调制。所采用的变换编码主要 有曼切斯特码、密勒码和修正密勒码等。
在使用曼切斯特码时，只要编号1，0和结束位的子程序，也可以软件 实现曼切斯特码的编码。
第二十七页，共89页。
曼彻斯特（Manchester）码
编码调制和解调
第23页，共42页。
3.6 脉冲调制与解调
射频载波 fc
fc/8 门电路 1 分
频
器
fc/5
门电路 2
数据 NRZ 码
数据 NRZ 码
移相π
FSK实现的原理框图
FSK 输出
第24页，共42页。
3.6 脉冲调制与解调
FSK 信号
5V
D1
PR
D
Q
7474
CLK
Q
CL
1
5V D2
PR
CLK
Q
7474
数据输出
不能直接用来提取位同步信号，因为NRZ中不含有 位同步信号频率成分；
要求传输线有一根接地。
第7页，共42页。
3.2 曼彻斯特码
3. 曼彻斯特码在RFID中的应用特点
曼彻斯特编码在比特长度内，“没有变化〞的状态是 不允许的。所以，在采用负载波的负载调制或者反 向散射调制时，曼彻斯特编码通常用于从电子标签 到读写器的数据传输，以利于发现数据传输的错误 。
bit(i-1) × 0 1
密勒码编码规那么
bit i
密勒码编码规则
1
bit i的起始位置不变化，中间位置跳变
0
bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变
0
bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变
第11页，共42页。
3.3 密勒码
数据
1
0
1
1
0
0
1
0
数据时钟
NRZ
倒相的 曼彻斯特码
密勒码
10 0 00 1 10 0 0 11 1 00 0
第2页，共42页。
3.1 概述
2. RFID系统的信息传输方向 通信信息的传输包括读写器到标签〔前向链路〕以及 标签到读写器〔反向链路〕两个通信方向。 3. RFID中常用的编码方式 〔1〕曼彻斯特〔Manchester〕码 〔2〕密勒〔Miller〕码 〔3〕脉冲间隔编码〔Pulse Interval Encoding，PIE 〕
采样编码与调制课件
采样编码与调制课件
• 采样技术 • 编码技术 • 调制技术 • 采样、编码与调制技术的应用 • 采样、编码与调制技术的发展趋势
01
采样技术
采样定理
采样定理定义
采样定理是关于信号采样和重建 的理论，它指出一个连续时间信 号可以由其离散时间样本唯一确 定，只要采样频率大于信号最高 频率的两倍。
采样定理的意义
高速的调制解调技术
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的快速发展，对 调制解调技术的要求也越来越高。需 要发展更加高速、高效、低延迟的调 制解调技术，以满足高速数据传输和 实时通信的需求。
量子通信技术
量子通信技术是一种新型的通信方式 ，具有高度安全性和高传输速率的特 点。为了实现量子通信技术的广泛应 用，需要研究更加高速、可靠的调制 解调技术。
05
采样、编码与调制技术的发展趋势
高效率的编码技术
视频编码技术
随着超高清视频、3D视频等技术的普及，对视频编码技术提 出了更高的要求。为了满足高分辨率、高帧率和高比特率的 需求，需要发展更加高效、快速的视频编码技术。
音频编码技术
随着音频质量的提高，音频编码技术也需要不断升级。为了 提供更加清晰、逼真的音频效果，需要研究更加高效、低码 率的音频编码技术。
和网络架构。
THANKS
感谢观看
新的传输介质和网络架构
光纤通信技术
光纤通信技术具有高速、大容量、低损耗等优点，是未来通信技术的发展方向。为了实 现更高速的数据传输和更大的网络覆盖范围，需要研究更加先进的光纤通信技术和网络
架构。
无线通信技术
无线通信技术具有灵活、便捷、移动性强等优点，是未来通信技术的另一重要发展方向 。为了提供更加高速、可靠、安全的无线通信服务，需要研究更加先进的无线通信技术
• 采样技术 • 编码技术 • 调制技术 • 采样、编码与调制技术的应用 • 采样、编码与调制技术的发展趋势
01
采样技术
采样定理
采样定理定义
采样定理是关于信号采样和重建 的理论，它指出一个连续时间信 号可以由其离散时间样本唯一确 定，只要采样频率大于信号最高 频率的两倍。
采样定理的意义
高速的调制解调技术
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的快速发展，对 调制解调技术的要求也越来越高。需 要发展更加高速、高效、低延迟的调 制解调技术，以满足高速数据传输和 实时通信的需求。
量子通信技术
量子通信技术是一种新型的通信方式 ，具有高度安全性和高传输速率的特 点。为了实现量子通信技术的广泛应 用，需要研究更加高速、可靠的调制 解调技术。
05
采样、编码与调制技术的发展趋势
高效率的编码技术
视频编码技术
随着超高清视频、3D视频等技术的普及，对视频编码技术提 出了更高的要求。为了满足高分辨率、高帧率和高比特率的 需求，需要发展更加高效、快速的视频编码技术。
音频编码技术
随着音频质量的提高，音频编码技术也需要不断升级。为了 提供更加清晰、逼真的音频效果，需要研究更加高效、低码 率的音频编码技术。
和网络架构。
THANKS
感谢观看
新的传输介质和网络架构
光纤通信技术
光纤通信技术具有高速、大容量、低损耗等优点，是未来通信技术的发展方向。为了实 现更高速的数据传输和更大的网络覆盖范围，需要研究更加先进的光纤通信技术和网络
架构。
无线通信技术
无线通信技术具有灵活、便捷、移动性强等优点，是未来通信技术的另一重要发展方向 。为了提供更加高速、可靠、安全的无线通信服务，需要研究更加先进的无线通信技术
黄小平课件_数据编码和调制(二)
2013年8月19日星期一
本地载波： Acos(w0t+θ0 )
LPF:low passing filter HPF:high passing filter BPF:band passing filter
m(t)
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@ 13/61
1 2ASK信号的产生
1 {F ( jw) * [ ( jw jw0 ) ( jw jw0 )]} 2 1 [ F ( jw jw0 ) F ( jw jw0 )] 2
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@ 7/61
2013年8月19日星期一
调制理论（补充）
f
)]
1 K L m(t ) 2
2 2ASK信号的解调
相干解调：同步解调法： 输入已调信号 BPF
乘法器
相干波发生器
LPF 输出基带信号 抽样判决器 定时抽样
2013年8月19日星期一
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
21/61
2 2ASK信号的解调
2ASK相干解调
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
2/61
内容提要
1. 2. 3. 4. 数字信号的编码(基带传输) 数字信号传输模拟数据 模拟载波传输数字数据 模拟载波传输模拟数据
This is the key point.
2013年8月19日星期一
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
间有如下关系：
f (t ) F ( jw) 1 2 ( jw) e jw0t 2 ( jw jw0 ) 1 (e jw0t e jw0t ) 2 co s(w0 t ) [ ( jw jw0 ) ( jw jw0 )] co s(w0 t ) 根据频域卷积定理 1(t ) f 2(t ) f f (t ) co s(w0 t ) 1 F1( jw) * F 2( jw) 2
本地载波： Acos(w0t+θ0 )
LPF:low passing filter HPF:high passing filter BPF:band passing filter
m(t)
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@ 13/61
1 2ASK信号的产生
1 {F ( jw) * [ ( jw jw0 ) ( jw jw0 )]} 2 1 [ F ( jw jw0 ) F ( jw jw0 )] 2
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@ 7/61
2013年8月19日星期一
调制理论（补充）
f
)]
1 K L m(t ) 2
2 2ASK信号的解调
相干解调：同步解调法： 输入已调信号 BPF
乘法器
相干波发生器
LPF 输出基带信号 抽样判决器 定时抽样
2013年8月19日星期一
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
21/61
2 2ASK信号的解调
2ASK相干解调
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
2/61
内容提要
1. 2. 3. 4. 数字信号的编码(基带传输) 数字信号传输模拟数据 模拟载波传输数字数据 模拟载波传输模拟数据
This is the key point.
2013年8月19日星期一
西北工业大学 计算机学院 huangxp_msn@
间有如下关系：
f (t ) F ( jw) 1 2 ( jw) e jw0t 2 ( jw jw0 ) 1 (e jw0t e jw0t ) 2 co s(w0 t ) [ ( jw jw0 ) ( jw jw0 )] co s(w0 t ) 根据频域卷积定理 1(t ) f 2(t ) f f (t ) co s(w0 t ) 1 F1( jw) * F 2( jw) 2
第7讲 数据编码与调制技术讲解
7 6 5 4 3 2 1 0
2、量化
使连续模拟信号变为时间轴上的离散值
7 6 5 4 3 2 1 0
3、编码
将离散值变成一定位数的二进制码
练习6
一个数字化语音系统，将声音分为128个量化 级，用一位比特进行差错控制，采样频率为 8000次/s，则一路话音的数据传输率？
（1）128个量化级，表示的二进位制位数为7 位，加一位差错控制，则每个采样值用8位表
1、不归零码（NRZ）
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，损坏连接点的表面电镀层，传 输中不能有变压器或电容；
不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。
2、曼彻斯特编码
每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时 钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示 “1”，从低到高跳变表示“0”
0100010110
NRZ
Differential Manchester
练习4
画出数字信号01011001的Manchester和Differential Manchester编码0 。 1 0 1 1 0 0 1
数字信号
Manchester
Difference Manchester
练习5
在Manchester coding 编码中信息速率与码元速 率有什么关系？
信息速率是码元速率的1/2 因些需要双倍的传输带宽
三ห้องสมุดไป่ตู้模拟数据的数字信号传输
模拟数据的数字化主要通过脉冲码调制技术（ Pulse Code Modulation, PCM）来实现。
PCM工作包括采样、量化及编码三部分操作。 ⑴.采样:采样是在一定的时间间隔内，将模拟信号
2、量化
使连续模拟信号变为时间轴上的离散值
7 6 5 4 3 2 1 0
3、编码
将离散值变成一定位数的二进制码
练习6
一个数字化语音系统，将声音分为128个量化 级，用一位比特进行差错控制，采样频率为 8000次/s，则一路话音的数据传输率？
（1）128个量化级，表示的二进位制位数为7 位，加一位差错控制，则每个采样值用8位表
1、不归零码（NRZ）
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，损坏连接点的表面电镀层，传 输中不能有变压器或电容；
不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。
2、曼彻斯特编码
每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时 钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示 “1”，从低到高跳变表示“0”
0100010110
NRZ
Differential Manchester
练习4
画出数字信号01011001的Manchester和Differential Manchester编码0 。 1 0 1 1 0 0 1
数字信号
Manchester
Difference Manchester
练习5
在Manchester coding 编码中信息速率与码元速 率有什么关系？
信息速率是码元速率的1/2 因些需要双倍的传输带宽
三ห้องสมุดไป่ตู้模拟数据的数字信号传输
模拟数据的数字化主要通过脉冲码调制技术（ Pulse Code Modulation, PCM）来实现。
PCM工作包括采样、量化及编码三部分操作。 ⑴.采样:采样是在一定的时间间隔内，将模拟信号
《计算机通信技术》课件 第3章 数据编码和 调制
南京航空航天大学计算机系统实验室
28
例题1解答
（1）最低抽样频率；8KHz （2）抽样后按8级量化，求PCM系统的信息传输 速率；3*8000 = 24K bps （3）若抽样后按128级量化，PCM系统的信息 传输速率又为多少？7*8000 = 56K bps
Copyright 卓然 zhuoran@
– 如引脚接反
Copyright 卓然 zhuoran@
南京航空航天大学计算机系统实验室
4
数字信号的编码格式
典型不归零码（NRZ) 典型归零码 (RZ) 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 调频码（FM） 改进型调频码（MFM） 传号交替反转码（AMI）
Copyright 卓然 zhuoran@
数字信号传输模拟数据
脉冲编码调制（PCM） 增量调制（ΔM）
17 Copyright 卓然 zhuoran@ 南京航空航天大学计算机系统实验室
PCM
脉冲编码调制
PCM，Pulse Coded Modulation PCM是对模拟的连续信号进行抽样、量化和编码 后，形成数字信号的一种调制方法，简称脉码调 制。
相邻两个量化值之差就是量化间隔（也称量化台 阶）。
Copyright 卓然 zhuoran@ 南京航空航天大学计算机系统实验室 22
量化误差
量化误差或量化噪声
使得不能够完全准确地重构原始信号
Copyright 卓然 zhuoran@
南京航空航天大学计算机系统实验室
带宽与失真的折中
采样速率大，失真小，数据速率大
Copyright 卓然 zhuoran@
南京航空航天大学计算机系统实验室
37
超载失真
信号波形变化较快，超过一个量阶
射频识别技术3_编码与调制.ppt
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
(4) 软件实现ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法
2、解码
在解码时，MCU可以采用2倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯 特码进行读入。 首先判断起始位，其码序为10； 然后将读入的10,01组合转换成NRZ码的1和0； 若读到00组合，则表示收到了结束位。 从上页编码表可以看出，11组合是非法码，出现的原因可能是传输 错误或产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲特的检测， 而NRZ码不具有此特性。
22
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
2、密勒（Miller）码
（3）软件编码 从密勒码的编码规则可以看出，NRZ码可以转换为两位NRZ码表 示的密勒码值，其转换关系如下表所示
密勒码的软件编程流程图如下页图所示，在存储式应答器中， 可将数据的NRZ码转换为用两位NRZ码表示的密勒码，存放于存储 器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一 倍。
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （1）编码规则 TYPE A中定义如下三种时序： 时序X：在64/fc处，产生一个Pause（凹槽）； 时序Y：在整个位期间（128/fc）不发生调制； 时序Z：在位期间的开始产生一个Pause。 在上述时序说明中，fc为载波频率13.56MHz， Pause脉冲的底宽为0.5~3.0us，90%幅度宽度不大于 4.5us。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （2）编码器
假设输出数据为01 1010
编码器 数据 NRZ 码 输入 b 异 或 c a 13.56MHz 时钟 e 13.56MHz 128 分频 数据时钟 使能 计数器 d 修正密勒码 输出
数据的编码与调制
数据的编码与调制如前所述，网络中的通信信道可以分为模拟信道和数字信道，分别用于传输模拟信号和数字信号，而依赖于信道传输的数据也分为模拟数据与数字数据两类。
为了正确地传输数据，必须对原始数据进行相应的编码或调制，将原始数据变成与信道传输特性相匹配的数字信号或模拟信号后，才能送入信道传输。
如图6-20所示，数字数据经过数字编码后可以变成数字信号，经过数字调制（ASK、FSK、PSK）后可以成为模拟信号；而模拟数据经过脉冲编码调制（PCM）后可以变成数字信号，经过模拟调制（AM、FM、PM）后可以成为与模拟信道传输特性相匹配的模拟信号。
图6-20 数据的编码与调制示意图6.3.1 数字数据的数字信号编码利用数字通信信道直接传输数字信号的方法，称作数字信号的基带传输。
而基带传输需要解决的两个问题是数字数据的数字信号编码方式及收发双方之间的信号同步。
在数字基带传输中，最常见的数据信号编码方式有不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码3种。
以数字数据011101001为例，采用这3种编码方式后，它的编码波形如图6-21所示。
1.不归零码（NRZ，Non－Return to Zero）NRZ码可以用低电平表示逻辑“0”，用高电平表示逻辑“1”。
并且在发送NRZ码的同时，必须传送一个同步信号，以保持收发双方的时钟同步。
2.曼彻斯特编码（Manchester）曼彻斯特编码的特点是每一位二进制信号的中间都有跳变，若从低电平跳变到高电平，就表示数字信号“1”；若从高电平跳变到低电平，就表示数字信号“0”。
曼彻斯特编码的原则是：将每个比特的周期T分为前T/2和后T/2，前T/2取反码，后T/2取原码。
曼彻斯特编码的优点是每一个比特中间的跳变可以作为接收端的时钟信号，以保持接收端和发送端之间的同步。
3.差分曼彻斯特编码（Difference Manchester）差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进，其特点是每比特的值要根据其开始边界是否发生电平跳变来决定，若一个比特开始处出现跳变则表示“0”，不出现跳变则表示“1”，每一位二进制信号中间的跳变仅用做同步信号。
数据通信技术课件第2章.pptx
2.4 数字—模拟编码
通过对载波信号的不同参数（振幅、 频率和相位）进行调制，可以得到振幅键 控、频移键控和相移键控三种性能不同的 调制方法，这些调制方法统称为“数字调 制技术”。
• 振幅键控（ASK） ——数据信号对载波振幅调制。
• 频移键控（FSK） ——数据信号对载波频率调制。
• 相移键控（PSK） ——数据信号对载波相位调制。
2．冗余数据
冗余数据可以很轻易地由发送器标识 并传送到接收器。这种方法也称为串编码， 可以产生多达4∶1的压缩比，有时也称为 游程编码。
3．常用字符
通过使用标识符和一个小的位集，很 容易标识这些常用字符，并对其进行压缩。 哈夫曼编码就属于这类编码，可以实现 2∶）
脉冲编码调制（PCM）技术是将脉冲 振幅调制（PAM）所产生的采样结果转变 成完全数字化的信号。
3．采样频率
模拟信号的数字表示的精度取决于采 样的数量。实际上，对于接收设备来说， 重现一个模拟信号只需要少量的信息。
4．PCM的应用
PCM技术的最主要应用是长途电话在 线语音的数字化。按照国际标准，每秒采 样8000次，每个采样8位，每路话音是 64kbit/s的传输速率。另一个应用就是光盘 （CD）技术，CD上的音乐是应用PCM光 学编码成数字格式的。
常用字符串也可以以缩略的形式标识 传输，这种方法依赖于在一个特定字符后 面的字符出现的概率。马尔可夫信源就是 利用这种技术。
2.2 数字—数字编码
1．单极性不归零编码（NRZ）
单极性不归零编码是最简单、最基本 的编码，它只使用一个电压值（0和+）表 示数据信息。
2．单极性归零编码（RZ）
单极性归零编码对于数据“1”，对 应一个+脉冲或−脉冲，脉冲宽度比每位传 输周期要短，即每个脉冲都要提前回到零 电位；对于数据“0”则不对应脉冲，仍按 0电平传输。
数据的编码与调制汇总课件
数据调制部分
调制的基本原理
调制定义
调制是一种将低频信号转化为高 频信号的过程，使得高频信号能
够以更有效的方式进行传输。
调制目的
调制的主要目的是在有限的频带范 围内传输更多的信息，同时减少干 扰和噪声的影响。
调制方法分类
调制方法可以分为线性调制和非线 性调制，线性调制包括幅度调制和 频率调制，非线性调制包括相位调 制和频率偏移调制等。
数据的编码与调制汇总课件
目 录
• 数据编码部分 • 数据调制部分 • 数据编码与调制的关联 • 数据编码与调制的应用 • 数据编码与调制的未来趋势
01
数据编码部分
数据的概念及重要性
数据是信息的载体，是人们用 来描述客观事物的符号记录。
数据对于决策者、管者和研 究者具有重要意义，可以反映 出现状、趋势和规律等有用信 息。
04
数据编码与调制的应用
QPSK和QAM数字调制技术
要点一
QPSK（Quadrature Phase Shift…
QPSK是一种常见的数字调制技术，它使用四个不同的相位 表示二进制数据，具有较高的频谱效率和抗噪声性能。
要点二
QAM（Quadrature Amplitude Mo…
QAM是一种结合了幅度调制和相位调制的数字调制技术， 它可以在有限的频带内传输更高速率的数据，具有更高的 频谱效率和抗干扰性能。
数据链路层是OSI参考模型中的第二层，主要负责数据的可靠传输和错误控制。在这一层中，编码与调制技术对 于数据的传输效率和可靠性至关重要。
常见的数据链路层编码与调制技术
1. 差错控制编码（Error Control Coding）：用于检测和纠正数据传输中的错误；2. 交织与去交织（ Interleaving and Deinterleaving）：用于改善数据传输的可靠性和稳定性；3. 数字调制（Digital Modulation ）：如QPSK和QAM等数字调制技术，用于提高频谱效率和抗噪声性能。
调制的基本原理
调制定义
调制是一种将低频信号转化为高 频信号的过程，使得高频信号能
够以更有效的方式进行传输。
调制目的
调制的主要目的是在有限的频带范 围内传输更多的信息，同时减少干 扰和噪声的影响。
调制方法分类
调制方法可以分为线性调制和非线 性调制，线性调制包括幅度调制和 频率调制，非线性调制包括相位调 制和频率偏移调制等。
数据的编码与调制汇总课件
目 录
• 数据编码部分 • 数据调制部分 • 数据编码与调制的关联 • 数据编码与调制的应用 • 数据编码与调制的未来趋势
01
数据编码部分
数据的概念及重要性
数据是信息的载体，是人们用 来描述客观事物的符号记录。
数据对于决策者、管者和研 究者具有重要意义，可以反映 出现状、趋势和规律等有用信 息。
04
数据编码与调制的应用
QPSK和QAM数字调制技术
要点一
QPSK（Quadrature Phase Shift…
QPSK是一种常见的数字调制技术，它使用四个不同的相位 表示二进制数据，具有较高的频谱效率和抗噪声性能。
要点二
QAM（Quadrature Amplitude Mo…
QAM是一种结合了幅度调制和相位调制的数字调制技术， 它可以在有限的频带内传输更高速率的数据，具有更高的 频谱效率和抗干扰性能。
数据链路层是OSI参考模型中的第二层，主要负责数据的可靠传输和错误控制。在这一层中，编码与调制技术对 于数据的传输效率和可靠性至关重要。
常见的数据链路层编码与调制技术
1. 差错控制编码（Error Control Coding）：用于检测和纠正数据传输中的错误；2. 交织与去交织（ Interleaving and Deinterleaving）：用于改善数据传输的可靠性和稳定性；3. 数字调制（Digital Modulation ）：如QPSK和QAM等数字调制技术，用于提高频谱效率和抗噪声性能。
《数据编码技术》课件
量子编码是一种基于量子力学的数据编码技术，利用量子比特的特殊性质进行信息编码和传输。
总结词
量子编码利用量子比特的叠加性和纠缠性，可以实现更高效和安全的信息传输和存储。随着量子计算技术的不断发展，量子编码在未来有望成为重要的数据安全保护手段。
详细描述
分布式编码是一种基于分布式计算的数据编码技术，利用多个节点进行数据的协同编码和传输。
1
2
3
游程编码是一种简单的无损数据压缩算法，通过记录连续重复字符的个数来达到压缩数据的目的。
游程编码的优点是简单易实现，压缩速度快。
游程编码的缺点是对连续重复字符较少的文本压缩效果较差。
字典编码是一种基于字典的数据压缩方法，通过将数据中的重复字符串映射到字典中的键来达到压缩数据的目的。
字典编码的优点是能够处理大量重复字符串的数据，压缩效果好。
04
哈夫曼编码的缺点是需要对数据进行统计和排序，编码和解码过程相对复杂。
03
算术编码的缺点是计算复杂度较高，且需要精确的解码器才能正确解码。
01
算术编码是一种将数据表示为实数的方法，通过将数据映射到实数轴上的一个子区间来达到压缩数据的目的。
02
算术编码的优点是能够处理任意长度数据，且具有很好的压缩效果。
总结词：解码速度是衡量数据编码技术实用性的重要指标。
总结词：错误率是衡量数据编码技术可靠性的重要指标。详细描述：错误率是指在传输或存储过程中，解码后的数据与原始数据不一致的比率。错误率越低，说明编码技术的可靠性越高，能够保证数据的准确性和完整性。总结词：影响错误率的因素包括信道噪声、传输错误以及存储介质等。详细描述：信道噪声是影响传输过程中错误率的主要因素，信道噪声越大，传输过程中产生的错误越多。传输错误是由于网络拥堵、丢包等原因导致的传输失败或数据损坏。存储介质的可靠性也会影响数据的错误率，存储介质的寿命和质量直接影响数据的长期保存效果。
总结词
量子编码利用量子比特的叠加性和纠缠性，可以实现更高效和安全的信息传输和存储。随着量子计算技术的不断发展，量子编码在未来有望成为重要的数据安全保护手段。
详细描述
分布式编码是一种基于分布式计算的数据编码技术，利用多个节点进行数据的协同编码和传输。
1
2
3
游程编码是一种简单的无损数据压缩算法，通过记录连续重复字符的个数来达到压缩数据的目的。
游程编码的优点是简单易实现，压缩速度快。
游程编码的缺点是对连续重复字符较少的文本压缩效果较差。
字典编码是一种基于字典的数据压缩方法，通过将数据中的重复字符串映射到字典中的键来达到压缩数据的目的。
字典编码的优点是能够处理大量重复字符串的数据，压缩效果好。
04
哈夫曼编码的缺点是需要对数据进行统计和排序，编码和解码过程相对复杂。
03
算术编码的缺点是计算复杂度较高，且需要精确的解码器才能正确解码。
01
算术编码是一种将数据表示为实数的方法，通过将数据映射到实数轴上的一个子区间来达到压缩数据的目的。
02
算术编码的优点是能够处理任意长度数据，且具有很好的压缩效果。
总结词：解码速度是衡量数据编码技术实用性的重要指标。
总结词：错误率是衡量数据编码技术可靠性的重要指标。详细描述：错误率是指在传输或存储过程中，解码后的数据与原始数据不一致的比率。错误率越低，说明编码技术的可靠性越高，能够保证数据的准确性和完整性。总结词：影响错误率的因素包括信道噪声、传输错误以及存储介质等。详细描述：信道噪声是影响传输过程中错误率的主要因素，信道噪声越大，传输过程中产生的错误越多。传输错误是由于网络拥堵、丢包等原因导致的传输失败或数据损坏。存储介质的可靠性也会影响数据的错误率，存储介质的寿命和质量直接影响数据的长期保存效果。
单元10-任务3 了解数据编码和调制
10.3.3 了解数据的数字信号编码
在基带传输时，需要解决数字信号的编码方法以及信号同步。 数字数据编码方式主要有 3 种：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼特斯特编码，
10.3.3 了解数据的数字信号编码
※ 1. 不归零码
不归零码是在发送“0”或“1”时，在一码元时间内，不会返回初始状态(零)。 当连续发送“1”或者“0”时，上一码元与下一码元之间没有间隙，接收方和发送方无法保持同步。 如图所示单极性不归零码和双极性不归零码。
采样
以采样频率把模拟信号 的值采出，如图所示。
量化
使连续模拟信号变为时间轴上 的离散值。如在图中采用了8个 量化级，每个采样值用3位二进
制数表示。
编码
将离散值变成一定位数的 二进制码，如图所示。
10.3.3 了解数据的数字信号编码
数字信号可以直接采用基带传输。 基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，是一种最简单的传输方式。 近距离通信的局域网都采用基带传输。 基带传输时，需要解决的问题是：数字数据的数字信号表示，以及收发两端之间的信号同步。 数字数据的编码方式主要有3种：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼特斯特编码。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
※ 1. 采样
按一定间隔，对语音信号采样，通过某种频率，取样脉冲，将模拟信息值取出，变连续模拟信息为离散信 号。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
※ 2. 量化
使连续模拟信号变为时间轴上的离散值。确定采样出模拟信号数值。通过一定量化级，对取样离散值进行 “取整”量化，得到离散信号具体数值。如在图中采用了8个量化级，每个采样值，用3位二进制数表示。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
在电话系统中，将模拟话音，编码成数字信号后再传输，称脉冲编码调制（Pulse Code Modulation， PCM）技术。PCM是模拟信号转换为二进制数脉冲的技术，在光纤通信、数字微波通信中获得广泛应用。
编码与调制技术
e.g. Absence of voltage for zero, constant positive voltage for one
The rate at which signal elements are transmitted
信号频谱Signal spectrum:
缺少高频成分的信号意味着传输需要较小带宽。
带有直流成分的信号必须与各传输元件直接物理接触， 无直流(DC)成分的信号可以利用比如变压器等交流耦合 ,它提供了很好的电气隔离,减少了干扰，因此缺少直流 成分的信号是理想的。
Clocking
Synchronizing transmitter and receiver External clock Sync mechanism based on signal
Comparison of Encoding Schemes (2)
Error detection
Can be built in to signal encoding
Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)
Two different voltages for 0 and 1 bits Voltage constant during bit interval
no transition I.e. no return to zero volபைடு நூலகம்age
Some codes require signal rate greater than data rate
Key Data Transmission Terms
Term
Data element
Bits
Units
Data rate
Bits per second(bps )
The rate at which signal elements are transmitted
信号频谱Signal spectrum:
缺少高频成分的信号意味着传输需要较小带宽。
带有直流成分的信号必须与各传输元件直接物理接触， 无直流(DC)成分的信号可以利用比如变压器等交流耦合 ,它提供了很好的电气隔离,减少了干扰，因此缺少直流 成分的信号是理想的。
Clocking
Synchronizing transmitter and receiver External clock Sync mechanism based on signal
Comparison of Encoding Schemes (2)
Error detection
Can be built in to signal encoding
Nonreturn to Zero-Level (NRZ-L)
Two different voltages for 0 and 1 bits Voltage constant during bit interval
no transition I.e. no return to zero volபைடு நூலகம்age
Some codes require signal rate greater than data rate
Key Data Transmission Terms
Term
Data element
Bits
Units
Data rate
Bits per second(bps )
数据的编码和调制
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2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的组成
信息的传递是通过通信系统来实现的。图2-3所示是通信系 统的模型，共有5个基本组件:发送机、发送设备、信道、接 收设备和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做信息传 输系统，如图2-4所示。信息传输信系统由5个主要部分组 成:信源(发送机)、信宿(接收机)、信道、信号变换器、噪 声源。
1.物理信道和逻辑信道 物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，它由传输介
质及有关通信设备组成。逻辑信道也是网络上的一种通路， 在信号的接收和发送之，还在结点内部实现了其他“连 接”，通常把这些“连接”称为逻辑信道。因此，同一物理 信道上可以提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允许一 路信号通过。
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2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息和信号
数据通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、 语音、图形或图像等，计算机产生的信息一般是数字、文字、 语音、图形或图像的组合。为了传送这些信息，首先要将数 字、文字、语音、图形或图像用二进制代码的数据(数字数据) 来表示。因此，在数据通信技术中，信号(signal)、信息 (information)与数据(data)是十分重要的概念。
并行传输的传输速率高，适用于近距离、要求快速传输数据 的地方。在传输距离较远时，一般不采用并行传送方式，因 为并行传输各数据线间容易受电磁干扰而导致数据传输错误， 而且随着线路的增长，错误也会增加。串行传送的传输速率 虽然低，但可以节省通信线路的投资，是网络中普遍采用的 方式。
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2.2 数据通信方式
3.信号变换器 信号变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上
传输的信号。对应不同的信源和信道，信号变换器有不同的 组成和变换功能。发送端的信号变换器可以是编码器或调制 器，接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。
2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的组成
信息的传递是通过通信系统来实现的。图2-3所示是通信系 统的模型，共有5个基本组件:发送机、发送设备、信道、接 收设备和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做信息传 输系统，如图2-4所示。信息传输信系统由5个主要部分组 成:信源(发送机)、信宿(接收机)、信道、信号变换器、噪 声源。
1.物理信道和逻辑信道 物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，它由传输介
质及有关通信设备组成。逻辑信道也是网络上的一种通路， 在信号的接收和发送之，还在结点内部实现了其他“连 接”，通常把这些“连接”称为逻辑信道。因此，同一物理 信道上可以提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允许一 路信号通过。
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2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息和信号
数据通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、文字、 语音、图形或图像等，计算机产生的信息一般是数字、文字、 语音、图形或图像的组合。为了传送这些信息，首先要将数 字、文字、语音、图形或图像用二进制代码的数据(数字数据) 来表示。因此，在数据通信技术中，信号(signal)、信息 (information)与数据(data)是十分重要的概念。
并行传输的传输速率高，适用于近距离、要求快速传输数据 的地方。在传输距离较远时，一般不采用并行传送方式，因 为并行传输各数据线间容易受电磁干扰而导致数据传输错误， 而且随着线路的增长，错误也会增加。串行传送的传输速率 虽然低，但可以节省通信线路的投资，是网络中普遍采用的 方式。
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2.2 数据通信方式
3.信号变换器 信号变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上
传输的信号。对应不同的信源和信道，信号变换器有不同的 组成和变换功能。发送端的信号变换器可以是编码器或调制 器，接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。