第3章 编码和调制
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信道编码和调制之间有什么联系?一、信道编码和调制的定义和作用1. 信道编码:信道编码是指根据信源特点,对信息进行编码操作。
它将源码转换为信道码,增加冗余部分以提高传输可靠性。
2. 调制:调制是指将数字信号转换为模拟信号,在传输过程中经过媒介传播。
调制技术能够将数字信号转变为适合传输媒介的模拟信号,实现信号的传输和复原。
二、信道编码和调制的联系1. 传输方式相同:信道编码和调制都是为了将信息从发送端传输到接收端。
它们共同关注信号在传输过程中的可靠性和准确性。
2. 互相影响效果:信道编码的好坏会对调制的效果产生影响。
优秀的信道编码可以提高信号的抗干扰能力和纠错能力,有助于提高调制解调器的性能。
3. 适用场景不同:信道编码主要应用于数字通信系统中,而调制主要应用于模拟通信系统中。
但在现代通信系统中,数字信号经过信道编码后,再进行调制传输,以提高抗噪声和容错性能。
4. 理论基础相同:信道编码和调制都依赖于信息论的研究。
信息论是研究信息传输和数据压缩的数学理论,为信道编码和调制提供理论支持和指导。
三、信道编码对调制的影响1. 信号完整性:信道编码能够增加冗余信息,提高信号完整性。
通过冗余信息的添加,当信号在传输过程中发生部分损坏时,仍然可以恢复原始信息。
2. 抗干扰能力:信道编码可以增加信号的抗干扰能力,提高系统的可靠性。
在噪声环境中,信道编码可以利用冗余信息进行均衡,减小噪声的影响。
3. 纠错能力:优秀的信道编码可以实现纠错传输。
通过引入差错检测和纠正技术,即使在信号发生错误的情况下,也可以恢复出原始信息。
四、调制对信道编码的要求1. 低误码率:调制技术需要保证传输过程中的低误码率,以确保信号能够被准确恢复。
选择合适的调制方式和参数对于提高系统的传输质量至关重要。
2. 带宽利用率:调制技术需要充分利用有限的带宽资源。
通过合理选择调制方式和调制参数,可以提高带宽利用率,实现高速率的数据传输。
3. 抗干扰能力:调制技术需要具备一定的抗干扰能力,以应对复杂的通信环境。
第一章概述1.1简述移动通信的特点:答:①移动通信利用无线电波进行信息传输;②移动通信在强干扰环境下工作;③通信容量有限;④通信系统复杂;⑤对移动台的要求高。
1.2移动台主要受哪些干扰影响?哪些干扰是蜂窝系统所特有的?答:①互调干扰;②邻道干扰;③同频干扰(蜂窝系统所特有的);④多址干扰。
1.3简述蜂窝式移动通信的发展历史,说明各代移动通信系统的特点。
答:第一代(1G)以模拟式蜂窝网为主要特征,是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。
其中最有代表性的是北美的AMPS(Advanced Mobile Phone System)、欧洲的TACS(Total Access Communication System)两大系统,另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。
从技术特色上看,1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能,并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式,达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
在信道动态特性匹配上,适当采用了性能优良的模拟调频方式,并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。
第二代(2G)以数字化为主要特征,构成数字式蜂窝移动通信系统,它于20世纪90年代初正式走向商用。
其中最具有代表性的有欧洲的时分多址(TDMA)GSM(GSM原意为Group Special Mobile,1989年以后改为Global System for Mobile Communication)、北美的码分多址(CDMA)的IS-95 两大系统,另外还有日本的PDC 系统等。
从技术特色上看,它是以数字化为基础,较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。
主要的实现措施有:采用TDMA(GSM)、CDMA(IS-95)方式实现对用户的动态寻址功能,并以数字式蜂窝网络结构和频率(相位)规划实现载频(相位)再用方式,从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
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。
第1章RFID概论1.2简述RFID的基本原理答:1.4简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答:原理:①电感耦合:应用的是变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型,发射出去的电磁波,碰到目标后反射,同时携带目标信息,依据的是电磁波的空间传播规律特点:①通过电感耦合方式一般适合于中,低频工作的近距离射频识别系统,典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频,微波工作的远距离射频识别系统,典型的工作频率有433mhz, 915mhz, 2.45ghz,5.5ghz,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?答:①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?答:①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要,应能和高层处理交互信息。
1.10 RFID标签和条形码各有什么特点?它们有何不同?答:特点:RFID标签:①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频,可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大,并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码:①条形码易于制作,对印刷设备和材料无特殊要求,条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息,数据输入速度快,识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点:而RFID不要求看见目标,RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
1.12参阅有关资料,对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。