編碼及調(diào)制總結(jié)

1、北京交通大學(xué)通信工程專業(yè)研究方法論與創(chuàng)新教育結(jié)課論文 編碼與調(diào)制姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 編碼與調(diào)制交大沒(méi)有笨學(xué)生，只有懶學(xué)生。編碼的核心是頻譜的整形，調(diào)制的核心是頻帶的搬移。用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)叫做編碼。編碼的碼型有很多種，包括：二進(jìn)制碼、不歸零碼、不歸零反轉(zhuǎn)碼、單極性非歸零碼、雙極性非歸零碼、歸零碼、單極性歸零碼、雙極性歸零碼、曼切斯特碼、差分曼徹斯特編碼、AMI編碼、HDB3編碼、B3ZS編碼、B8ZS編碼、CMI編碼、4B/5B編碼、5B/6B編碼、MLT-3編碼、8B/10B編碼、8B/6T編碼、64B/66B編碼、128B/130B編碼和PAM-5編碼。A. 二進(jìn)制碼 最普通且

2、最容易的方法是用兩個(gè)不同的電壓值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值。用無(wú)電壓（或負(fù)電壓）表示0，而正電壓表示1。優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個(gè)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)，這兩種狀態(tài)正好可以用“1”和“0”表示；簡(jiǎn)化運(yùn)算規(guī)則：兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)和、積運(yùn)算組合各有三種，運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，有利于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度；適合邏輯運(yùn)算：邏輯代數(shù)是邏輯運(yùn)算的理論依據(jù)，二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)碼，正好與邏輯代數(shù)中的“真”和“假”相吻合；易于進(jìn)行轉(zhuǎn)換，二進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)易于互相轉(zhuǎn)換；用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槊课粩?shù)據(jù)只有高低兩個(gè)狀態(tài)，當(dāng)受到一定程度的干擾時(shí)，仍能可靠地分辨出它是

3、高還是低；一位二進(jìn)制代碼叫做一個(gè)碼元,它有0和1兩種狀態(tài).N個(gè)碼元可以有2n種不同的組合；每種組合稱為一個(gè)碼字.用不同碼字表示各種各樣的信息,就是二進(jìn)制編碼.B. 非歸零碼（NRZ編碼） 不歸零編碼效率是最高編碼。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此碼型。NRZ是一種很簡(jiǎn)單的編碼方式，用0電位和1點(diǎn)位分別二進(jìn)制的“0”和“1”，編碼后速率不變，有很明顯的直流成份，不適合電接口傳輸。不歸零碼缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器，不具備自動(dòng)同步機(jī)制，傳輸時(shí)必須使用外同步。C. 不歸零反轉(zhuǎn)編碼（NRZI編碼） NRZI編碼中不論電平是高還是低，都不代表二進(jìn)制的

4、1和0。而是電壓變化表示二進(jìn)制的1。如果沒(méi)有電壓變化，則下一位是0；如果有電壓變化，則下一位是1。在傳輸中難以確定一位的結(jié)束和另一位的開(kāi)始，需要用某種方法使發(fā)送器和接收器之間進(jìn)行定時(shí)或同步。NRZI用于較慢的RS232串行通信和硬盤驅(qū)動(dòng)器上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。在同步鏈路上，長(zhǎng)串的連續(xù)位(可能數(shù)千個(gè)0)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。接收器可能會(huì)失去同步，不能檢測(cè)到連續(xù)串中0的正確個(gè)數(shù)。NRZ和NRZI都是單極性碼，即都只有正電平和零電平，沒(méi)有負(fù)電平，所以NRZ和NRZI碼中有很多直流成份，不適合電路傳輸，并且NRZ和NRZI編碼本身不能保證信號(hào)中不包含長(zhǎng)連“0”或長(zhǎng)連“1”出現(xiàn)，不利于時(shí)鐘恢復(fù)。另一問(wèn)題是長(zhǎng)串的0表現(xiàn)為

5、直流，它不能通過(guò)某些電氣部件。Manchester編碼和其他方案通過(guò)增加時(shí)鐘信號(hào)解決了這些問(wèn)題。D. 單極性非歸零碼單極性碼有電壓表示1，無(wú)電壓表示O。沒(méi)有特殊的編碼。電平在整個(gè)碼元時(shí)間里不變，記作NRZ碼。它的占空比為100%。單極性碼會(huì)累積直流分量。在數(shù)字通信設(shè)備內(nèi)部，由于電路之間距離很短，都采用單極性編碼這種比較簡(jiǎn)單的數(shù)字編碼形式。單極性不歸零編碼簡(jiǎn)單高效外，還具有廉價(jià)的特點(diǎn)。單極性碼主要運(yùn)用于終端設(shè)備及數(shù)字調(diào)制設(shè)備中。E 雙極性非歸零碼雙極性碼中正電壓表示1，負(fù)電壓表示0。該方案降低了功率要求并減小了高電平衰減。他與單極性非歸零碼不同處在于輸入二元信息為1時(shí)，給出的碼元前半時(shí)間為1，后

6、半時(shí)間為0，輸入0則完全相同。它的占空比為50%。雙極性碼的直流分量則大大減少,從而有利于傳輸。單極性和雙極性非歸零碼是在一個(gè)碼元的全部時(shí)間內(nèi)發(fā)出或不發(fā)出電流(單極性),以及發(fā)出正電流或負(fù)電流(雙極性)。每一位編碼占用了全部碼元的寬度,故這兩種編碼都屬于全寬碼,也稱作不歸零碼NRZ (Non Return Zero)。如果重復(fù)發(fā)送1碼,勢(shì)必要連續(xù)發(fā)送正電流;如果重復(fù)發(fā)送0碼,勢(shì)必要連續(xù)不送電流或連續(xù)發(fā)送負(fù)電流,這樣使某一位碼元與其下一位碼元之間沒(méi)有間隙,不易區(qū)分識(shí)別。歸零碼可以改善這種狀況。F 歸零碼歸零碼的電壓狀態(tài)在某個(gè)信號(hào)狀態(tài)后返回到零。歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的

7、關(guān)系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。優(yōu)點(diǎn)是：一位碼元（一串脈沖）一個(gè)單位脈沖的亮度，稱為全亮碼。根據(jù)通信理論，每個(gè)脈沖亮度越大，信號(hào)的能量越大，抗干擾能力強(qiáng)，且脈沖亮度與信道帶寬成反比，即全亮碼占用信道較小的帶寬編碼效率高。缺點(diǎn)是：當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)0或1時(shí)，難以分辨復(fù)位的起停點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生直流分量的積累，使信號(hào)失真。因此，過(guò)去大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。近年來(lái)，隨著技術(shù)的完善，NRZ編碼已成為高速網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。G 單極性歸零碼（RZ） 單極性歸零碼即是以高電平和零電平分別表示二進(jìn)制碼1 和0，而且在發(fā)送碼1 時(shí)高電平在整個(gè)碼元期間T 只持續(xù)一段時(shí)間，其余時(shí)間返回零電平在單極性歸零碼中，

8、/T 稱為占空比他與單極性非歸零碼不同處在于輸入二元信息為1時(shí)，給出的碼元前半時(shí)間為1，后半時(shí)間為0，輸入0則完全相同。它的占空比為50%。單極性歸零碼的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接提取同步信號(hào)，因此單極性歸零碼常常用作其他碼型提取同步信號(hào)時(shí)的過(guò)渡碼型也就是說(shuō)其他適合信道傳輸?shù)荒苤苯犹崛⊥叫盘?hào)的碼型，可先變換為單極性歸零碼，然后再提取同步信號(hào)H 雙極性歸零碼 雙極性歸零碼是二進(jìn)制碼0和1分別對(duì)應(yīng)于正和負(fù)電平的波形的編碼，在每個(gè)碼之間都有間隙產(chǎn)生這種碼既具有雙極性特性，又具有歸零的特性。此種碼型比較特殊，它使用前半時(shí)間1，后半時(shí)間0來(lái)表示信息1；采用前半時(shí)間-1，后半時(shí)間0來(lái)表示信息0。因此它具有三個(gè)

9、電平。雙極性歸零碼的特點(diǎn)是：接收端根據(jù)接收波形歸于零電平就可以判決1 比特的信息已接收完畢，然后準(zhǔn)備下一比特信息的接收，因此發(fā)送端不必按一定的周期發(fā)送信息可以認(rèn)為正負(fù)脈沖的前沿起了起動(dòng)信號(hào)的作用，后沿起了終止信號(hào)的作用因此可以經(jīng)常保持正確的比特同步即收發(fā)之間元需特別的定時(shí)，且各符號(hào)獨(dú)立地構(gòu)成起止方式，此方式也叫做自同步方式由于這一特性，雙極性歸零碼的應(yīng)用十分廣泛I Manchester(曼徹斯特)在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)；從高到低跳變表示1，從低到高跳變表示0。這給接收器提供了可以與之保持同步的定時(shí)信號(hào)，因此也叫做自同步編碼。十兆以太網(wǎng)就是

10、使用Manchester編碼。曼徹斯特編碼常用在LAN上。曼切斯特編碼缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬(即信號(hào)速率是數(shù)據(jù)速率的2倍)。J 差分曼徹斯特編碼 差分曼切斯特碼是曼徹斯特編碼的一種修改格式。其不同之處在于：每位的中間跳變只用于同步時(shí)鐘信號(hào)；而0或1的取值判斷是用位的起始處有無(wú)跳變來(lái)表示（若有跳變則為0，若無(wú)跳變則為1）。這種編碼的特點(diǎn)是每一位均用不同電平的兩個(gè)半位來(lái)表示，因而始終能保持直流的平衡。這種編碼也是一種自同步編碼。K AMI編碼 AMI即Alternate Mark Inversion，信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，典型的雙極性碼，AMI類型的編碼有HDB3、B3ZS、B8ZS等。AMI編碼規(guī)則

11、：輸入的“0”仍然是0，輸入的“1”交替的變換為+1、-1。AMI能保證編碼后無(wú)直流分量，但AMI本身無(wú)法保長(zhǎng)連“0”和長(zhǎng)連“1”出現(xiàn)。這就出現(xiàn)HDB3、B3ZS、B8ZS，這三種編碼成功彌補(bǔ)了AMI碼的這種缺陷。L HDB3編碼 HDB3即High Density Bipolar of order 3 code，三階高密度雙極性碼。編碼規(guī)則：當(dāng)原碼沒(méi)有四個(gè)以上連“0”串時(shí)，AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)四個(gè)以上連“0”串時(shí)，將第四個(gè)“0”變成與其前面一非“0”同極性的符號(hào)，由于這個(gè)符號(hào)破壞了極性交替反轉(zhuǎn)的規(guī)則，因此叫做破壞符號(hào)，用V符號(hào)表示(+1為+V，-1為-V)，相鄰的V符號(hào)也需要極性交

12、替；當(dāng)V符號(hào)之間有奇數(shù)個(gè)非“0”時(shí)，是能滿足交替的，如為偶數(shù)，則不能滿足，這時(shí)再將該小段的第一個(gè)“0”變成“B”或“B”，B符號(hào)與前一個(gè)非“0”符號(hào)相反，并讓后面的非“0”符號(hào)從V符號(hào)開(kāi)始交替變化。M. B3ZS編碼 B3ZS即Bipolar with three-zero substitution，三階雙極性碼，T3線路用此編碼。編碼規(guī)則與HDB3相同，只是編碼后能允許最多連“0”的個(gè)數(shù)從HDB3的三個(gè)減小到兩個(gè)。N. B8ZS編碼 B8ZS即Bipolar with eigth-zero substitution，八階雙極性碼，如果源碼中沒(méi)有8個(gè)或以上連“0”串時(shí)，這時(shí)AMI碼就是B8ZS

13、碼，如果有8個(gè)或以上連“0”時(shí)，將8個(gè)“0”替換成“000VB0VB”，其他規(guī)則同HDB3碼。T1線路采用此編碼。OCMI編碼 CMI即Code Mark Inversion，信號(hào)反轉(zhuǎn)碼。編碼規(guī)則：輸入的“1”交替用-1和+1表示，“0”用電平從-1到+1的跳變表示，也就是一個(gè)上升沿。E4和SMT-1e線路采用此編碼，編碼后信號(hào)速率被提高，其實(shí)是以犧牲帶寬來(lái)?yè)Q取傳輸特性。P 4B/5B編碼 為什么要進(jìn)行4B/5B編碼？在通信網(wǎng)絡(luò)中，接收端需要從接收數(shù)據(jù)中恢復(fù)時(shí)鐘信息來(lái)保證同步，這就需要線路中所傳輸?shù)亩M(jìn)制碼流有足夠多的跳變，即不能有過(guò)多連續(xù)的高電平或低電平，否則無(wú)法提取時(shí)鐘信息。4B/5B編碼

14、方案是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5位符號(hào),供傳輸。這些符號(hào)保持線路的交流(AC)平衡;在傳輸中,其波形的頻譜為最小。信號(hào)的直流(DC)分量變化小于額定中心點(diǎn)的10%。在同樣的20MHz鐘頻下,利用4B/5B編碼可以在10兆位/秒的10 Base-T電纜上得到16兆位/秒的帶寬。其優(yōu)勢(shì)是可想而知的。這種編碼的特點(diǎn)是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)流每4bit作為一個(gè)組，然后按照4B/5B編碼規(guī)則將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)5bit碼。5bit碼共有32種組合，但只采用其中的16種對(duì)應(yīng)4bit碼的16種，其他的16種或者未用或者用作控制碼，以表示幀的開(kāi)始和結(jié)束、光纖線路的狀態(tài)（靜止、空閑、暫停）等。在IEEE 802.9a等時(shí)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中的4

15、B/5B編碼方案,因其效率高和容易實(shí)現(xiàn)而被采用。三種應(yīng)用實(shí)例是FDDI、100BASETX和100BASEFX。4B/5B編碼其實(shí)就是用5bit的二進(jìn)制碼來(lái)代表4bit二進(jìn)制碼。此編碼的效率是80%，比Manchester碼高。4B/5B編碼的目的在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，就是讓碼流產(chǎn)生足夠多的跳變。4位二進(jìn)制共有16種組合，5位二進(jìn)制共有32種組合，如何從32種組合種選取16種來(lái)使用呢？這里需要滿足兩個(gè)規(guī)則：每個(gè)5比特碼組中不含多于3個(gè)“0”；或者5比特碼組中包含不少于2個(gè)“1”。此規(guī)則是怎么來(lái)的？這就要從MLT-3碼的特點(diǎn)來(lái)解釋了。MLT-3碼的特點(diǎn)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是：逢“1”跳變，逢“0”不跳變。為了

16、讓4B/5B編碼后的碼流 中有足夠多的跳變就需要編碼后的碼流中有盡量多的“1”和盡量少的“0”。Q MLT-3編碼 MLT-3編碼是基帶傳輸技術(shù)，在100BASE-TX網(wǎng)絡(luò)中采用MLT-3傳輸方式。為Crescendo Communications公司（1993年被CIsco公司并購(gòu)）所發(fā)明的基帶傳輸技術(shù)， MLT-3 是 Multi-Level Transmit 的簡(jiǎn)稱,其中的3表示這種編碼方式有3種狀態(tài).MLT-3在多種文獻(xiàn)中解釋為多階基帶編碼3或者三階基帶編碼。就三階而言，信號(hào)通常區(qū)分成三種電位狀態(tài)，分別為：“正電位”、“負(fù)電位”、“零電位”。MLT-3的運(yùn)作方式如下：用不變化電位狀態(tài)，

17、即保持前一位的電位狀態(tài)來(lái)表示二進(jìn)制0；用按照正弦波的電位順序（0、+、0、-）變換電位狀態(tài)來(lái)表示二進(jìn)制1；編碼規(guī)則如下：1.如果下一比特是0，則輸出值與前面的值相同；2.如果下一比特是1，則輸出值就要有一個(gè)轉(zhuǎn)變：如果前面輸出的值是+V或-V，則下一輸出為0；如果前面輸出的值是0，則下一輸出的值與上一個(gè)非0值符號(hào)相反R 8B/10B編碼 采用8b/10b編碼方式，可使得發(fā)送的“0”、“1”數(shù)量保持基本一致，連續(xù)的“1”或“0”不超過(guò)5位，即每5個(gè)連續(xù)的“1”或“0”后必須插入一位“0”或“1”，從而保證信號(hào)DC平衡，它就是說(shuō)，在鏈路超時(shí)時(shí)不致發(fā)生DC失調(diào)。通過(guò)8b/10b編碼，可以保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)

18、串在接收端能夠被正確復(fù)原，除此之外，利用一些特殊的代碼( 在PCI-Express總線中為K碼) ，可以幫助接收端進(jìn)行還原的工作，并且可以在早期發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)位的傳輸錯(cuò)誤，抑制錯(cuò)誤繼續(xù)發(fā)生。直觀的理解就是把8bit數(shù)據(jù)編碼成10bit來(lái)傳輸，為什么要引入這種機(jī)制呢？其根本目的是“直流平衡”。當(dāng)高速串行流動(dòng)邏輯1或邏輯0有多個(gè)位沒(méi)有產(chǎn)生變化時(shí)，信號(hào)的轉(zhuǎn)換就會(huì)因?yàn)殡妷何浑A段關(guān)系而造成信號(hào)錯(cuò)誤，直流平衡的最大好處便是可以克服以上問(wèn)題。8B/10B編碼是將一組連續(xù)的8位數(shù)據(jù)分解成兩組數(shù)據(jù)，一組3位，一組5位，經(jīng)過(guò)編碼后分別成為一組4位的代碼和一組6位的代碼，從而組成一組10位的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。相反，解碼是將1

19、組10位的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)變換得到8位數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)值可以統(tǒng)一的表示為DX.Y或KX.Y，其中D表示為數(shù)據(jù)代碼，K表示為特殊的命令代碼，X表示輸入的原始數(shù)據(jù)的低5位EDCBA，Y 表示輸入的原始數(shù)據(jù)的高3位HGF。8B/10B編碼是目前許多高速串行總線采用的編碼機(jī)制，如 USB3.0、1394b、Serial ATA、PCI Express、Infini-band、Fibre Channel(光纖通道)、RapidIO等總線或網(wǎng)絡(luò)等。S 5B/6B碼 5B共有32個(gè)碼字，變換為6B碼共有64個(gè)碼字，其中WDS=0的碼字共有20個(gè)，WDS=+2的碼字共有15個(gè)，WDS=-2的碼字共有15個(gè)，因此共有5

20、0個(gè)|WDS|最小的碼字供選擇。由于變換為6B時(shí)只需要32個(gè)碼字，故禁用|WDS|=4和6的碼字。編碼規(guī)則：若輸入的5B碼的碼重為0，則設(shè)定其對(duì)應(yīng)的6B碼為000110，且下次出現(xiàn)時(shí)輸出其反碼；若輸入的5B碼的碼重為2，則在其5B碼后直接補(bǔ)1；若輸入的5B碼的碼重3，則在其5B碼后直接補(bǔ)0；若輸入的5B碼的碼重為4且不為11110，則在5B碼前補(bǔ)0；若輸入的5B碼的碼重為5，則直接設(shè)定為011000，且下次出現(xiàn)時(shí)輸出其反碼。T 8B/6T編碼 8B/6T8比特被映射為6個(gè)三進(jìn)制位100Base-T4 即3類UTP，它采用的信號(hào)速度為25MHz，需要四對(duì)雙絞線，不使用曼徹斯特編碼，而是三元信號(hào)，

21、每個(gè)周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求的100Mb/s，還有一個(gè)33.3Mb/s的保留信道。該方案即所謂的8B6T（8比特被映射為6個(gè)三進(jìn)制位）。以太網(wǎng)在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號(hào)頻率為25MHz,符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器,最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100米。U 64B/66B編碼 64B/66B編碼是萬(wàn)兆以太網(wǎng)PCS（Physical Coding Sublayer，物理編碼子層）的關(guān)鍵部分。它并不是真正的編碼，而是一種基于擾碼機(jī)制編解碼方式。這種編碼方式，是IEEE推薦的10G通信的標(biāo)準(zhǔn)編碼方式。優(yōu)點(diǎn)：編碼開(kāi)銷?。?b/10b編碼的開(kāi)銷約為

22、20%，而64b/66b編碼的開(kāi)銷約為3%；碼字長(zhǎng)。缺點(diǎn)：對(duì)齊時(shí)間長(zhǎng)：通過(guò)數(shù)據(jù)流中的有效同步位進(jìn)行數(shù)據(jù)塊對(duì)齊，正確匹配后才進(jìn)入Lock狀態(tài)完成定界，然后通過(guò)不間斷的識(shí)別這兩位，維持鎖定；DC不平衡：由于電口傳輸有一個(gè)相關(guān)時(shí)間常數(shù)，在下一位發(fā)送之前，高速接口經(jīng)常不允許全電壓擺幅。因此，1或者0數(shù)量的連續(xù)不均衡會(huì)導(dǎo)致差分對(duì)眼圖中心電位的偏移，會(huì)導(dǎo)致接收端電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜、增加誤碼率；對(duì)發(fā)送端擾碼器及接收端的解擾碼起要求較高。V128B/130B編碼 128B/130B編碼選擇A，10位2進(jìn)制正好是1024，編碼為00000000001111111111 128b/130b編碼機(jī)制應(yīng)用于PCI-E 3

23、.0，可以確保幾乎100的傳輸效率，相比此前版本的8b/10b機(jī)制提升了25，從而促成了傳輸帶寬的翻番，延續(xù)了PCI-E規(guī)范的一貫傳統(tǒng)目前相關(guān)主板已經(jīng)上市。W PAM-5編碼 PAM-5是采用多級(jí)振幅信號(hào)編碼，編碼8位，2的8次方=256，有256種組合，有五種信號(hào)（例如-2V、-1V、0V、1V和2V），稱為脈沖振幅調(diào)制。應(yīng)用在千兆以太網(wǎng)上?？偨Y(jié)應(yīng)用： 二進(jìn)制編碼比較簡(jiǎn)單，一般用于計(jì)算機(jī)的制造和信息的處理。目前通用的是ASCII碼。最基本的單位為bit；不歸零編碼效率是最高編碼。編碼后速率不變，有很明顯的直流成份，不適合電接口傳輸。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base

24、-LX采用此碼型；不歸零反轉(zhuǎn)碼 （NRZI）用于較慢的RS232串行通信和硬盤驅(qū)動(dòng)器上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。單極性非歸零編碼簡(jiǎn)單高效外，還具有廉價(jià)的特點(diǎn)。單極性碼主要運(yùn)用于終端設(shè)備及數(shù)字調(diào)制設(shè)備中。 歸零碼每個(gè)脈沖亮度越大，信號(hào)的能量越大，抗干擾能力強(qiáng)，且脈沖亮度與信道帶寬成反比，即全亮碼占用信道較小的帶寬編碼效率高。缺點(diǎn)是：當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)0或1時(shí)，難以分辨復(fù)位的起停點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生直流分量的積累，使信號(hào)失真。因此，過(guò)去大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。近年來(lái)，隨著技術(shù)的完善，NRZ編碼已成為高速網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。4B/5B三種應(yīng)用實(shí)例是FDDI、100BASETX和100BASEFX。曼切斯特編碼主要應(yīng)用

25、于10兆以太網(wǎng)，MLT-3編碼和NRZI編碼一般應(yīng)用于100兆以太網(wǎng)，NRZ編碼一般應(yīng)用于1000兆以太網(wǎng)。 百兆以太網(wǎng)用的4B/5B編碼與MLT-3編碼組合方式，發(fā)送碼流先進(jìn)行4B/5B編碼，再進(jìn)行MLT-3編碼，最后再上線路傳輸；千兆以太網(wǎng)用的是8B/10B編碼與NRZ編碼組合方式；萬(wàn)兆以太網(wǎng)用的是64B/66B編碼；PCIE3.0用的是128B/130B編碼。調(diào)制是一種將信號(hào)注入載波，以此信號(hào)對(duì)載波加以調(diào)制的技術(shù)，以便將原始信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合傳送的電波信號(hào)，常用于無(wú)線電波的廣播與通信、利用電話線的數(shù)據(jù)通信等各方面。依調(diào)制信號(hào)的不同，可區(qū)分為數(shù)字調(diào)制及模擬調(diào)制，這些不同的調(diào)制，是以不同的方法，

26、將信號(hào)和載波合成的技術(shù)。調(diào)制的核心是頻帶的搬移。模擬調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)幅AM 幅度調(diào)制也可簡(jiǎn)稱為調(diào)幅，通過(guò)改變輸出信號(hào)的幅度，來(lái)實(shí)現(xiàn)傳送信息的目的。AM信號(hào)調(diào)制效率總是小于1 的。一般在調(diào)制端輸出的高頻信號(hào)的幅度變化與原始信號(hào)成一定的函數(shù)關(guān)系，在解調(diào)端進(jìn)行解調(diào)并輸出原始信號(hào)。幅度調(diào)制是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻正弦載波的幅度，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化的過(guò)程。幅度調(diào)制器的一般模型如圖2-1所示。圖2-1 幅度調(diào)制器的一般模型圖中，為調(diào)制信號(hào)，為已調(diào)信號(hào)，為濾波器的沖激響應(yīng)，則已調(diào)信號(hào)的時(shí)域和頻域一般表達(dá)式分別為式中，為調(diào)制信號(hào)的頻譜，為載波角頻率。由以上表達(dá)式可見(jiàn)，對(duì)于幅度調(diào)制信號(hào)，在波形上，它的幅度隨

27、基帶信號(hào)規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號(hào)頻譜在頻域內(nèi)的簡(jiǎn)單搬移。由于這種搬移是線性的，因此幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制，相應(yīng)地，幅度調(diào)制系統(tǒng)也稱為線性調(diào)制系統(tǒng)。若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（1），調(diào)制信號(hào)疊加直流后再與載波相乘，則輸出的信號(hào)就是常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）信號(hào)。 AM調(diào)制器模型如圖2-2所示。圖2-2 AM調(diào)制器模型AM信號(hào)的時(shí)域和頻域表示式分別為 AM信號(hào)的頻譜是由載頻分量和上、下兩個(gè)邊帶組成（通常稱頻譜中畫(huà)斜線的部分為上邊帶，不畫(huà)斜線的部分為下邊帶）。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無(wú)論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號(hào)的完整信息。故

28、AM信號(hào)是帶有載波的雙邊帶信號(hào)，它的帶寬為基帶信號(hào)帶寬的兩倍，即實(shí)際上的函數(shù)關(guān)系一般是正比關(guān)系。這種調(diào)制方式的最大好處是調(diào)制和解調(diào)非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)二極管和一個(gè)電容器即可，當(dāng)然最大的缺點(diǎn)是失真比較大，同時(shí)對(duì)干擾比較敏感，相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種比較古老的技術(shù)。不過(guò)技術(shù)古老并不表示應(yīng)用不廣泛，目前仍然在很多領(lǐng)域應(yīng)用，如收音機(jī)（中波廣播）及航空無(wú)線電，尤其在航空無(wú)線電的領(lǐng)域，飛機(jī)的行進(jìn)速度非?？?，戰(zhàn)斗機(jī)更快，對(duì)調(diào)頻而言，多普勒效應(yīng)太大了，會(huì)影響通訊，而調(diào)幅不受多普勒效應(yīng)的影響，故無(wú)法被取代。同時(shí)調(diào)幅也有一些改進(jìn)的技術(shù)，在圖2-1的一般模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性，便可得到各種幅度調(diào)制信號(hào)，例如：常規(guī)雙邊帶

29、調(diào)幅（AM）、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）、單邊帶調(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）信號(hào)等，調(diào)幅以及調(diào)幅的變種目前在移動(dòng)通信廣泛使用的多幅度數(shù)字調(diào)制等。雙邊帶調(diào)制 DSB DSB信號(hào)的調(diào)制效率是100%。在幅度調(diào)制的一般模型中，若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（1），調(diào)制信號(hào)中無(wú)直流分量，則輸出的已調(diào)信號(hào)就是無(wú)載波分量的雙邊帶調(diào)制信號(hào)，或稱抑制載波雙邊帶（DSB-SC）調(diào)制信號(hào)，簡(jiǎn)稱雙邊帶（DSB）信號(hào)。DSB調(diào)制器模型如圖3-7所示?？梢?jiàn)DSB信號(hào)實(shí)質(zhì)上就是基帶信號(hào)與載波直接相乘，其時(shí)域和頻域表示式分別為 DSB信號(hào)的包絡(luò)不再與成正比，故不能進(jìn)行包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離

30、散譜外，DSB信號(hào)的頻譜與AM信號(hào)的完全相同，仍由上下對(duì)稱的兩個(gè)邊帶組成。故DSB信號(hào)是不帶載波的雙邊帶信號(hào)，它的帶寬與AM信號(hào)相同，也為基帶信號(hào)帶寬的兩倍， 即 式中，為調(diào)制信號(hào)帶寬，為調(diào)制信號(hào)的最高頻率。 抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；調(diào)制電路簡(jiǎn)單，僅用一個(gè)乘法器就可實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號(hào)的2倍。單邊帶調(diào)制SSB SSB信號(hào)的調(diào)制效率是100%。由于DSB信號(hào)的上、下兩個(gè)邊帶是完全對(duì)稱的，皆攜帶了調(diào)制信號(hào)的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋?lái)考慮，僅傳輸其中一個(gè)邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（SSB）。 產(chǎn)生SSB

31、信號(hào)的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。 用濾波法形成SSB信號(hào)，原理框圖簡(jiǎn)潔、直觀，但存在的一個(gè)重要問(wèn)題是單邊帶濾波器不易制作。這是因?yàn)椋硐胩匦缘臑V波器是不可能做到的，實(shí)際濾波器從通帶到阻帶總有一個(gè)過(guò)渡帶。濾波器的實(shí)現(xiàn)難度與過(guò)渡帶相對(duì)于載頻的歸一化值有關(guān)，過(guò)渡帶的歸一化值愈小，分割上、下邊帶就愈難實(shí)現(xiàn)。而一般調(diào)制信號(hào)都具有豐富的低頻成分，經(jīng)過(guò)調(diào)制后得到的DSB信號(hào)的上、下邊帶之間的間隔很窄，要想通過(guò)一個(gè)邊帶而濾除另一個(gè)，要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性即很小的過(guò)渡帶，這就使得濾波器的設(shè)計(jì)與制作很困難，有時(shí)甚至難以實(shí)現(xiàn)。為此，實(shí)際中往往采用多級(jí)調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級(jí)

32、的過(guò)渡帶歸一化值，減小實(shí)現(xiàn)難度。相移法形成SSB信號(hào)的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對(duì)調(diào)制信號(hào)的所有頻率分量嚴(yán)格相移，這一點(diǎn)即使近似達(dá)到也是困難的。單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點(diǎn)是單邊帶濾波器實(shí)現(xiàn)難度大。殘留邊帶調(diào)制 VSB 殘留邊帶調(diào)制是介于單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制之間的一種調(diào)制方式，它既克服了DSB信號(hào)占用頻帶寬的問(wèn)題，又解決了單邊帶濾波器不易實(shí)現(xiàn)的難題。用濾波法實(shí)現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理圖如上圖所示。在殘留邊帶調(diào)制中，除了傳送一個(gè)邊帶外，還保留了另外一個(gè)邊帶的一部分。對(duì)于具有低頻及直流分量的調(diào)制信號(hào)，用濾波法實(shí)現(xiàn)

33、單邊帶調(diào)制時(shí)所需要的過(guò)渡帶無(wú)限陡的理想濾波器，在殘留邊帶調(diào)制中已不再需要，這就避免了實(shí)現(xiàn)上的困難。由于VSB基本性能接近SSB，而VSB調(diào)制中的邊帶濾波器比SSB中的邊帶濾波器容易實(shí)現(xiàn)，所以VSB調(diào)制在廣播電視、通信等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。頻率調(diào)制 FM 調(diào)頻是一種以載波的瞬時(shí)頻率變化來(lái)表示信息的調(diào)制方式。（與此相對(duì)應(yīng)的調(diào)幅方式是透過(guò)載波幅度的變化來(lái)表示信息，而其頻率卻保持不變。）在模擬應(yīng)用中，載波的頻率跟隨輸入信號(hào)的幅度直接成等比例變化。調(diào)頻技術(shù)通常運(yùn)用在甚高頻段（VHF無(wú)線電波段）上的高保真音樂(lè)和語(yǔ)音的無(wú)線電廣播。普通的（模擬）電視的音頻信號(hào)也是透過(guò)調(diào)頻方式傳遞。窄帶形式的調(diào)頻廣播(N-FM

34、)限于商業(yè)上的聲音通訊和業(yè)余無(wú)線電領(lǐng)域，廣播中使用的調(diào)頻技術(shù)則一般稱為寬帶調(diào)頻（W-FM）。調(diào)頻技術(shù)還用于大多數(shù)的模擬VCR，包括家庭視頻系統(tǒng)VHS，用于記錄視頻信號(hào)的亮度（黑和白）信息，不過(guò)是在中頻段使用。調(diào)頻是用于錄取視頻磁帶時(shí)唯一不造成大的信號(hào)走樣的調(diào)制技術(shù)，因?yàn)橐曨l信息的所包含的頻譜范圍很廣，從幾個(gè)赫茲到幾十兆赫，同均衡器工作時(shí)很難將噪聲信息保持在-60分貝以下。調(diào)頻方式也使磁帶處于飽和狀態(tài)，起到降噪的作用，同時(shí)接收端的調(diào)頻捕獲效應(yīng)基本消除了透印和前回聲等現(xiàn)象。如果在信號(hào)上加上一個(gè)連續(xù)的pilot-tone，就像在V2000以及許多Hi-band 格式上作的那樣，機(jī)械jitter可以得

35、到有效的控制，從而有助于timebase correction。調(diào)頻技術(shù)還應(yīng)用在音頻的合成上，即所謂的調(diào)頻合成，在早期的數(shù)字合成器上應(yīng)用很普遍，并成為幾代個(gè)人電腦聲卡的標(biāo)準(zhǔn)特征。相位調(diào)制 PM 相位調(diào)制(PM)角度調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為:其中,是載波的振幅,是角頻率,是信號(hào)的瞬時(shí)相位,而是瞬時(shí)相位偏移;為信號(hào)的瞬時(shí)頻率,而稱為瞬時(shí)頻率偏移,載波的相位對(duì)其參考相位的偏離值隨調(diào)制信號(hào)的瞬時(shí)值成比例變化的調(diào)制方式，稱為相位調(diào)制，或稱調(diào)相。調(diào)相和調(diào)頻有密切的關(guān)系。調(diào)相時(shí)，同時(shí)有調(diào)頻伴隨發(fā)生；調(diào)頻時(shí)，也同時(shí)有調(diào)相伴隨發(fā)生，不過(guò)兩者的變化規(guī)律不同。實(shí)際使用時(shí)很少采用調(diào)相制，它主要是用來(lái)作為得到調(diào)頻的一種方

36、法。數(shù)字調(diào)制振幅鍵控 ASK ASK指的是振幅鍵控方式。這種調(diào)制方式是根據(jù)信號(hào)的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度。幅度鍵控可以通過(guò)乘法器和開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。載波在數(shù)字信號(hào)1或0的控制下通或斷，在信號(hào)為1的狀態(tài)載波接通，此時(shí)傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號(hào)為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時(shí)傳輸信道上無(wú)載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無(wú)還原出數(shù)字信號(hào)的1和0。對(duì)于二進(jìn)制幅度鍵控信號(hào)的頻帶寬度為二進(jìn)制基帶信號(hào)寬度的兩倍。幅移鍵控法(ASK)的載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的， 其最簡(jiǎn)單的形式是，載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)控制下通斷， 此時(shí)又可稱作開(kāi)關(guān)鍵控法(OOK)。 多電平MASK調(diào)制方式是一種比較高效的傳輸方式

37、，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其是抗衰落的能力不強(qiáng)，因而一般只適宜在恒參信道下采用。頻移鍵控FSK 移頻健控（FrequencyShiftKeying），或稱數(shù)字頻率調(diào)制，是數(shù)字特性中使用較早的一種調(diào)制方式。數(shù)字頻率調(diào)制的基本原理是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，這種頻率的變化不是連續(xù)的而是離散的。 FSK廣泛應(yīng)用于低速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）的建議，傳輸速率為1200波特以下的設(shè)備一般采用FSK方式傳輸數(shù)據(jù)。FSK具有調(diào)制方法簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)、解調(diào)不需要恢復(fù)本地載波、可以異步傳輸、抗噪聲和抗衰落性能較強(qiáng)等特點(diǎn)。由于這些原因，F(xiàn)SK是在模擬電話線上用來(lái)傳輸

38、數(shù)據(jù)的低速、低成本異步調(diào)制解調(diào)器的一種主要調(diào)制方式。相移鍵控PSK 相移鍵控又分為絕對(duì)相移（psk）和相對(duì)相移（dpsk）。PSK 在PSK調(diào)制時(shí)，載波的相位隨調(diào)制信號(hào)狀態(tài)不同而改變。如果兩個(gè)頻率相同的載波同時(shí)開(kāi)始振蕩，這兩個(gè)頻率同時(shí)達(dá)到正最大值，同時(shí)達(dá)到零值，同時(shí)達(dá)到負(fù)最大值，此時(shí)它們就處于“同相”狀態(tài)；如果一個(gè)達(dá)到正最大值時(shí)，另一個(gè)達(dá)到負(fù)最大值，則稱為“反相”。把信號(hào)振蕩一次（一周）作為360度。如果一個(gè)波比另一個(gè)波相差半個(gè)周期，兩個(gè)波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，“1”碼控制發(fā)0度相位，“0”碼控制發(fā)180度相位。PSK相移鍵控調(diào)制技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中，尤其是在中速和中高速

39、的數(shù)傳機(jī)（2400bit/s4800bit/s）中得到了廣泛的應(yīng)用。相移鍵控有很好的抗干擾性,在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。主要討論二相和四相調(diào)相，在實(shí)際應(yīng)用中還有八相及十六相調(diào)相。DPSK差分移相鍵控(DPSK)：利用調(diào)制信號(hào)前后碼元之間載波相對(duì)相位的變化來(lái)傳遞信息。DPSK用于光傳輸系統(tǒng)中對(duì)DPSK調(diào)制信號(hào)的接收解調(diào)。DPSK是一個(gè)1 Bit延遲器，輸入一個(gè)信號(hào)，可以得到兩路相差一個(gè)比特的信號(hào)，形成信號(hào)對(duì)DPSK信號(hào)進(jìn)行相位解調(diào)，實(shí)現(xiàn)相位到強(qiáng)度的轉(zhuǎn)化。一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)樾盘?hào)波形間的相關(guān)性導(dǎo)致了DPSK中錯(cuò)誤的傳播(相鄰碼元之間)，所以DPSK信號(hào)的效率要低于PSK。造成PSK和DPSK這

40、種差異的原因是，前者是將接收信號(hào)與原始的無(wú)噪聲干擾的參考信號(hào)比較，而后者則是兩個(gè)含噪信號(hào)之間的比較。因此，DPSK信號(hào)的噪聲是PSK信號(hào)噪聲的2倍，可以推測(cè)，DPSK估計(jì)的誤碼率大約為PSK的2倍(3dB)，隨著信噪比的增加，這種惡化程度也迅速增加。但是性能的損失換來(lái)了系統(tǒng)復(fù)雜性的降低。QPSK 四相相移鍵控 (Quadrature Phase Shift Keying)簡(jiǎn)稱“QPSK”，是一種數(shù)字調(diào)制方式。它分為絕對(duì)相移和相對(duì)相移兩種。由于絕對(duì)相移方式存在相位模糊問(wèn)題，所以在實(shí)際中主要采用相對(duì)移相方式DQPSK。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。 在數(shù)字

41、信號(hào)的調(diào)制方式中QPSK是最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強(qiáng)的抗干擾性、在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡(jiǎn)單。 QPSK數(shù)字電視調(diào)制器在對(duì)數(shù)據(jù)流的處理上采用能量擴(kuò)散的隨機(jī)化處理、RS編碼、卷積交織、收縮卷積編碼、調(diào)制前的基帶成形處理等，保證了數(shù)據(jù)的傳輸性能。QPSK數(shù)字電視調(diào)制器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，完全符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，接收端可直接用數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)進(jìn)行接收。它不但能取得較高的頻譜利用率，具有很強(qiáng)的抗干擾性和較高的性能價(jià)格比，而且和模擬FM微波設(shè)備也能很好的兼容。MPSK MPSK是多進(jìn)制相位調(diào)制，是二相制的推廣。多相制信號(hào)常用的產(chǎn)生方法有：直接調(diào)相法及相位選擇法。 相

42、位選擇法在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，MPSK信號(hào)為載波四個(gè)相位中的某一個(gè)。因此，可以用相位選擇法產(chǎn)生4PSK信號(hào)，四相載波發(fā)生器產(chǎn)生4PSK信號(hào)所需的四種不同相位的載波。輸入的二進(jìn)制數(shù)碼經(jīng)串/并變換器輸出雙比特碼元。按照輸入的雙比特碼元的不同，邏輯選相電路輸出相應(yīng)相位的載波。直接調(diào)相法，PSK信號(hào)也可以采用正交調(diào)制的方式產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，MPSK信號(hào)可以看成是兩個(gè)正交載波進(jìn)行多電平雙邊帶調(diào)制所得兩路MASK信號(hào)的疊加。這樣，就為MPSK信號(hào)的產(chǎn)生提供了依據(jù)，實(shí)際中，常用正交調(diào)制的方法產(chǎn)生MPSK信號(hào)。MPSK信號(hào)可以看成是載波互為正交的兩路MASK信號(hào)的疊加，因此，MPSK信號(hào)的頻帶寬度應(yīng)與MASK時(shí)

43、的相同。QAM 正交振幅鍵控是一種將兩種調(diào)幅信號(hào)（2ASK和2PSK）匯合到一個(gè)信道的方法，因此會(huì)雙倍擴(kuò)展有效帶寬，正交調(diào)幅被用于脈沖調(diào)幅。正交調(diào)幅信號(hào)有兩個(gè)相同頻率的載波，但是相位相差90度（四分之一周期，來(lái)自積分術(shù)語(yǔ)）。一個(gè)信號(hào)叫I信號(hào)，另一個(gè)信號(hào)叫Q信號(hào)。從數(shù)學(xué)角度將一個(gè)信號(hào)表示成正弦，另一個(gè)表示成余弦。兩種被調(diào)制的載波在發(fā)射時(shí)已被混和。到達(dá)目的地后，載波被分離，數(shù)據(jù)被分別提取然后和原始調(diào)制信息相混和。QAM是用兩路獨(dú)立的基帶信號(hào)對(duì)兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號(hào)的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM（4QAM

44、）、四進(jìn)制QAM（l6QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM），對(duì)應(yīng)的空間信號(hào)矢量端點(diǎn)分布圖稱為星座圖，分別有4、16、64個(gè)矢量端點(diǎn)。電平數(shù)m和信號(hào)狀態(tài)M之間的關(guān)系是對(duì)于4QAM，當(dāng)兩路信號(hào)幅度相等時(shí)，其產(chǎn)生、解調(diào)、性能及相位矢量均與4PSK相同。QAM分析儀是RF安裝和維護(hù)的綜合解決方案，用來(lái)測(cè)試有線電視系統(tǒng)上的DVB-C（有線數(shù)字視頻廣播）信號(hào)。它向工程師提供精確檢驗(yàn)送至用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量所需的測(cè)量功能。所有的測(cè)量都很容易接入，并以清楚的圖形顯示呈現(xiàn)測(cè)量結(jié)果。應(yīng)用：前端設(shè)備安裝和維護(hù)；系統(tǒng)檢驗(yàn)；現(xiàn)場(chǎng)安裝和維護(hù)；調(diào)制器生產(chǎn)或驗(yàn)收測(cè)試；在6MHz信道帶寬中的OptJ91-調(diào)制測(cè)試；測(cè)量能力。MSK最小

45、頻移鍵控MSK (Minimum Shift Keying)是一種特殊的連續(xù)相位的頻移鍵控(CPFSK)。其最大頻移為比特速率的1/4，即MSK是調(diào)制系數(shù)為0.5的連續(xù)相位的FSK。 MSK是一種在無(wú)線移動(dòng)通信中很有吸引力的數(shù)字調(diào)制方式，它具有以下兩種主要的特點(diǎn)：信號(hào)能量的99.5%被限制在數(shù)據(jù)傳輸速率的1.5倍的帶寬內(nèi)。譜密度隨頻率（遠(yuǎn)離信號(hào)帶寬中心）倒數(shù)的四次冪而下降，而通常的離散相位FSK信號(hào)的譜密度卻隨頻率倒數(shù)的平方下降。因此，MSK信號(hào)在帶外產(chǎn)生的干擾非常小。這正是限帶工作情況下所希望有的寶貴特點(diǎn)；信號(hào)包絡(luò)是恒定的，系統(tǒng)可以使用廉價(jià)高效的非線性器件。MSK屬于恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)?，F(xiàn)代

46、數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究，主要是圍繞著充分的節(jié)省頻譜和高效率地利用可用頻帶這個(gè)中心而展開(kāi)的。隨著通信容量的迅速增加，致使射頻頻譜非常擁擠，這就要求必須控制射頻輸出信號(hào)的頻譜。但是由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非線性器件的存在，引入了頻譜擴(kuò)展，抵消了發(fā)送端中頻或基帶濾波器對(duì)減小帶外衰減所做的貢獻(xiàn)。這是因?yàn)槠骷姆蔷€性具有幅相轉(zhuǎn)換（AM/PM）效應(yīng)，會(huì)使己經(jīng)濾除的帶外分量幾乎又都被恢復(fù)出來(lái)了。為了適應(yīng)這類信道的特點(diǎn)，必須設(shè)法尋找一些新的調(diào)制方式，要求它所產(chǎn)生的己調(diào)信號(hào)，經(jīng)過(guò)發(fā)端帶限后，雖然仍舊通過(guò)非線性器件，但是，非線性器件輸出信號(hào)只產(chǎn)生很小的頻譜擴(kuò)展。脈沖調(diào)制 脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM 脈沖振幅調(diào)制（Pulse

47、 Amplitude Modulation）是脈沖載波的幅度隨基帶信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。若脈沖載波是沖激脈沖序列，則抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。而實(shí)際上，由于真正的沖激脈沖串不能實(shí)現(xiàn)，通常只能采用窄脈沖串來(lái)實(shí)現(xiàn)。即是脈沖載波的幅度隨基帶信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則前面所說(shuō)的抽樣定理，就是脈沖振幅調(diào)制的原理。但是，實(shí)際上真正的沖激脈沖串是不可能實(shí)現(xiàn)的，而通常只能采用窄脈沖串來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，研究窄脈沖作為脈沖載波的PAM方式，將更加具有實(shí)際意義。脈幅調(diào)制(PAM)與脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)荷的變化要求,對(duì)系統(tǒng)的制冷劑流量進(jìn)行精確的控制。目前控

48、制的方法主要有兩種:一種是通過(guò)控制壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的方式來(lái)調(diào)節(jié)制冷劑的流量,另一種是采用數(shù)字脈沖控制技術(shù),調(diào)節(jié)壓縮機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)輸出的制冷劑流量。脈寬調(diào)制 PDM脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時(shí)間的改變，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與該瞬時(shí)的調(diào)制信號(hào)值成比例。此時(shí)脈沖序列的幅度保持不變，被調(diào)制的是脈沖的前沿或后沿，或同時(shí)是前后兩沿，使脈沖

49、持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化。脈寬調(diào)制也是20世紀(jì)30年代里夫發(fā)明的。但在無(wú)線電通信中一般不用脈寬調(diào)制，因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)射機(jī)的平均功率要不斷地變化。脈位調(diào)制 PPM即光學(xué)脈位調(diào)制（PPM調(diào)制），調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的相對(duì)位置（即相位），使各脈沖的相對(duì)位置隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)序列中脈沖幅度和寬度均不變。用調(diào)制信號(hào)控制脈沖序列中各脈沖的相對(duì)位置（即相位），使各脈沖的相對(duì)位置隨調(diào)制信號(hào)變化。此時(shí)脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實(shí)用。脈位調(diào)制的傳輸性能較好，常用于視距微波中繼通信系統(tǒng)。脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM數(shù)字通信的奠基石脈碼調(diào)制 脈碼調(diào)制是A.里弗斯于1937年提出

50、的，這一概念為數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)，60年代它開(kāi)始應(yīng)用于市內(nèi)電話網(wǎng)以擴(kuò)充容量，使已有音頻電纜的大部分芯線的傳輸容量擴(kuò)大2448倍。到70年代中、末期，各國(guó)相繼把脈碼調(diào)制成功地應(yīng)用于同軸電纜通信、微波接力通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等中、大容量傳輸系統(tǒng)。80年代初，脈碼調(diào)制已用于市話中繼傳輸和大容量干線傳輸以及數(shù)字程控交換機(jī)，并在用戶話機(jī)中采用。脈碼調(diào)制技術(shù)與集成電路技術(shù)的進(jìn)步，促使數(shù)字通信出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。數(shù)字通信系統(tǒng)采用的數(shù)字信號(hào)與計(jì)算機(jī)使用的二進(jìn)制信號(hào)形式一致，因此，數(shù)字通信系統(tǒng)可以直接與計(jì)算機(jī)相連，從而能對(duì)信息自動(dòng)進(jìn)行處理和變換，很方便地建立以計(jì)算機(jī)為核心的通信網(wǎng)。從技術(shù)發(fā)展和方便用戶的角度

51、來(lái)看，數(shù)字通信標(biāo)志著現(xiàn)代化通信的開(kāi)始。至今，在話音通信、圖像通信、數(shù)據(jù)通信等許多通信領(lǐng)域中，信息的收集、傳輸、變換、處理都離不開(kāi)數(shù)字化技術(shù)。通信數(shù)字化的熱潮脈碼調(diào)制已經(jīng)掀起，正以燎原之勢(shì)遍及通信的所有領(lǐng)域，甚至各種家用音像電器也開(kāi)始實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。數(shù)字通信已滲透到移動(dòng)通信領(lǐng)域，數(shù)字移動(dòng)電話就是采用數(shù)字通信技術(shù)研制出來(lái)的。增量調(diào)制DM增量調(diào)制簡(jiǎn)稱M或增量脈碼調(diào)制方式（DM），它是繼PCM后出現(xiàn)的又一種模擬信號(hào)數(shù)字化的方法。1946年由法國(guó)工程師De Loraine提出，目的在于簡(jiǎn)化模擬信號(hào)的數(shù)字化方法。主要在軍事通信和衛(wèi)星通信中廣泛使用，有時(shí)也作為高速大規(guī)模集成電路中的A/D轉(zhuǎn)換器使用。早期的簡(jiǎn)單增

52、量調(diào)制的缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍很窄，不能滿足實(shí)用電話系統(tǒng)的要求，因此，出現(xiàn)了許多不同種類的增量調(diào)制的改進(jìn)形式。其中應(yīng)用較廣泛的一類是自適應(yīng)增量調(diào)制，它的特點(diǎn)是量化器的量階能自動(dòng)跟隨信號(hào)幅度的變化，從而擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)范圍。如果量階大小是由直接檢測(cè)輸出數(shù)碼中的平均斜率信息（在音節(jié)10毫秒內(nèi)的平均值）來(lái)控制的，就稱為數(shù)字檢測(cè)音節(jié)壓擴(kuò)增量調(diào)制；如果量階的控制取決于相鄰二個(gè)數(shù)碼，則稱為瞬時(shí)壓擴(kuò)增量調(diào)制；如果在大信號(hào)段采用音節(jié)壓擴(kuò)，而在小信號(hào)段采用瞬時(shí)壓擴(kuò),則稱為混合壓擴(kuò)增量調(diào)制;如果量階控制信息直接由輸入模擬信號(hào)中提取，則稱為連續(xù)增量調(diào)制；如果把模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)積分后再進(jìn)行增量調(diào)制，則稱為總和增量調(diào)制，簡(jiǎn)稱墹-調(diào)制；如

53、果積分電路是由二節(jié)積分器串聯(lián)組成的，則稱為雙積分增量調(diào)制。增量調(diào)制與脈碼調(diào)制(PCM)相比,具有以下三個(gè)特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，而脈碼調(diào)制編碼器需要較多邏輯電路；數(shù)據(jù)率低于40千比特/秒時(shí)，話音質(zhì)量比脈碼調(diào)制的好，增量調(diào)制一般采用的數(shù)據(jù)率為32千比特/秒或16千比特/秒；抗信道誤碼性能好，能工作于誤碼率為10-3的信道，而脈碼調(diào)制要求信道誤碼率低于10-510-6。因此,增量調(diào)制適用于軍事通信、散射通信和農(nóng)村電話網(wǎng)等中等質(zhì)量的通信系統(tǒng)。增量調(diào)制技術(shù)還可應(yīng)用于圖像信號(hào)的數(shù)字化處理。PWM寬調(diào)制（PWM）基本原理：控制方式就是對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來(lái)

54、代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。脈寬調(diào)制PWM是開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)語(yǔ)。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的，除了PWM型，還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調(diào)制式（PWM）開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過(guò)電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。差分脈碼調(diào)制DPCM它是

55、利用聲音信號(hào)的相關(guān)性找出可反映信號(hào)變化特性的一個(gè)差值編碼。是對(duì)模擬信號(hào)幅度抽樣的差值進(jìn)行量化編碼的調(diào)制方式(抽樣差值的含義請(qǐng)參見(jiàn)“增量調(diào)制”)。這種方式是用已經(jīng)過(guò)去的抽樣值來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前的抽樣值，對(duì)它們的差值進(jìn)行編碼。差值編碼可以提高編碼頻率，這種技術(shù)已應(yīng)用于模擬信號(hào)的數(shù)字通信之中。DPCM與預(yù)測(cè)編碼類似，只是它有一個(gè)量化步驟。量化步驟和PCM中的量化步驟類似，可以是均勻量化，也可以是非均勻量化對(duì)于有些信號(hào)(例如圖像信號(hào))由于信號(hào)的瞬時(shí)斜率比較大，很容易引起過(guò)載，因此，不能用簡(jiǎn)單增量調(diào)制進(jìn)行編碼，除此之外，這類信號(hào)也沒(méi)有像話音信號(hào)那種音節(jié)特性，因而也不能采用像音節(jié)壓擴(kuò)那樣的方法，只能采用瞬時(shí)壓擴(kuò)的

56、方法。但瞬時(shí)壓擴(kuò)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，因此，對(duì)于這類瞬時(shí)斜率比較大的信號(hào)，通常采用一種綜合了增量調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制兩者特點(diǎn)的調(diào)制方法進(jìn)行編碼，這種編碼方式被簡(jiǎn)稱為脈碼增量調(diào)制，或稱差值脈碼調(diào)制，用DPCM表示。原理是減少或除去聲音信號(hào)的多余成分以提高通信的有效性。自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 ADPCMADPCM是一種針對(duì)16bit (或者更高?) 聲音波形數(shù)據(jù)的一種有損壓縮算法, 它將聲音流中每次采樣的 16bit 數(shù)據(jù)以 4bit 存儲(chǔ), 所以壓縮比1:4. 而壓縮/解壓縮算法非常的簡(jiǎn)單, 所以是一種低空間消耗,高質(zhì)量聲音獲得的好途徑。該算法利用了語(yǔ)音信號(hào)樣點(diǎn)間的相關(guān)性，并針對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的非平穩(wěn)特點(diǎn)，使用了自適應(yīng)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)量化，即量化器和預(yù)測(cè)器的參數(shù)能隨輸入信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性自適應(yīng)于或接近于最佳的參數(shù)狀態(tài)，在32kbps8khz速率上能夠給出網(wǎng)絡(luò)等級(jí)話音質(zhì)量。當(dāng)前該算法以其簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用到數(shù)字音樂(lè)盒和數(shù)字錄音筆中。擴(kuò)頻擴(kuò)頻是將傳輸信號(hào)的頻譜（spectrum）打散到較其原始帶寬更寬的一種通信技術(shù)，常用于無(wú)線通信領(lǐng)域。比較嚴(yán)格的定義則分成兩個(gè)部分：擴(kuò)頻調(diào)變之后，其信號(hào)傳輸帶寬應(yīng)遠(yuǎn)大于原始信號(hào)；傳輸端會(huì)采用一個(gè)獨(dú)特的碼（code），此碼與發(fā)送數(shù)據(jù)是無(wú)關(guān)的，接收端也必須使用這個(gè)獨(dú)特的碼才能解擴(kuò)頻以獲得傳輸端的數(shù)據(jù)。DSSS直接串行擴(kuò)頻（direct-sequ