С Е Т И Э В М И Т Е Л Е К О М М У Н И К А Ц И И
СПбГу итмо, кафедра вт профессор т.И.Алиев Методы модуляции и кодирования данных
(Теоретический материал для выполнения домашнего задания)
Содержание
Методы модуляции и кодирования данных 1
Введение 2
1. Аналоговая модуляция 3
1.1. Методы аналоговой модуляции 3
1.2. Спектр модулированного сигнала 4
2. Цифровое кодирование 6
2.1. Требования к методам цифрового кодирования 6
2.2. Потенциальный код без возврата к нулю (NRZ) 7
2.3. Биполярный импульсный код (RZ) 8
2.4. Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI) 9
2.5. Потенциальный код с инверсией при единице (NRZI) 9
2.6. Манчестерский код 9
2.7. Код трехуровневой передачи MLT-3 10
2.8. Пятиуровневый код PAM-5 10
3. Логическое кодирование 11
3.1. Избыточные коды 12
3.2. Скремблирование 13
Литература 15
Введение
Процесс представления дискретных данных в виде физических сигналов для их передачи по каналам связи называется физическим кодированием.
Основные типы физического кодирования:
на основе непрерывного (аналогового) синусоидального несущего сигнала (модуляция или аналоговая модуляция);
на основе последовательности прямоугольных импульсов (цифровое кодирование).
Процесс представления аналоговых данных в виде физических дискретных (цифровых) сигналов для их передачи по каналам связи называется цифровой (дискретной) или импульсной модуляцией.
1. Аналоговая модуляция
Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных в виде непрерывных сигналов по каналам с узкой полосой частот, например по каналам тональной частоты (ТЧ) в телефонных сетях с полосой пропускания 3100 Гц. Строгое ограничение полосы пропускания тонального канала связано с использованием аппаратуры уплотнения и коммутации каналов в телефонных сетях и реализуется с помощью фильтров, отсекающих частоты менее fн=300 Гц и более fв=3400 Гц.
Устройство, выполняющее функции модуляции несущей синусоиды на передающей стороне и демодуляции на приемной стороне, называется модемом (модулятор-демодулятор).
1.1. Методы аналоговой модуляции
Аналоговая модуляция - способ представления дискретных (цифровых) данных в виде непрерывного синусоидального сигнала (несущей).
В простейшем случае двоичные данные могут быть представлены потенциалами высокого уровня для «1» и потенциалами низкого уровня для «0» (рис.1,а). Такой способ кодирования называется потенциальным и используется обычно при передаче данных между блоками компьютера.
Основные методы аналоговой модуляции (рис.1):
амплитудная модуляция (рис.1,б): для представления «1» и «0» используются разные уровни амплитуды несущей; из-за низкой помехоустойчивости этот способ на практике обычно применяется в сочетании с другими видами модуляции, например фазовой модуляцией;
частотная модуляция (рис.1,в): значения «0» и «1» передаются синусоидами с различной частотой – f0 и f1; этот способ модуляции прост в реализации и обычно применяется в низкоскоростных модемах;
фазовая модуляция (рис.1,г): значениям «0» и «1» соответствуют синусоиды одинаковой частоты, но с различной фазой, например 0 и 180 градусов.
В скоростных модемах обычно используются комбинированные методы модуляции, например амплитудная модуляция в сочетании с фазовой.
Рис.1. Методы аналоговой модуляции