數(shù)據(jù)編碼作業(yè)

1、數(shù)據(jù)編碼作業(yè)1為什么在數(shù)據(jù)通信中要使用同步技術(shù) ?同步技術(shù)包括哪些類(lèi)型 ?各 有什么特點(diǎn)？答：同步是指要求通信的收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致。 數(shù)據(jù) 通信的同步方式分為位同步和字符同步兩種類(lèi)型。(1) 位同步是指保證收發(fā)雙方計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期一致的過(guò)程。 位 同步主要有外同步法和內(nèi)同步法兩種方法。 外同步法是在發(fā)送端發(fā)送 一路數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)， 另外發(fā)送一路同步時(shí)鐘信號(hào)的方法。 接收端根 據(jù)接收到的同步時(shí)鐘信號(hào)來(lái)校正時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率， 實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方 的位同步。內(nèi)同步法則是從自含時(shí)鐘編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)中提取同步時(shí)鐘 的方法。(2) 字符同步是指保證收發(fā)雙方正確傳輸字符的過(guò)程。 字符同步 主要有同步傳輸

2、和異步傳輸兩種方法。 同步傳輸將字符組織成組并以 組為單位連續(xù)傳送。 每組字符之前加上一個(gè)或多個(gè)用于同步控制的同 步字符SYN接收端接收到同步字符SYN后，根據(jù)SYN來(lái)確定數(shù)據(jù)字 符的起始與終止。異步傳輸將每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行發(fā) 送，字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。 每個(gè)字符的第一位前加一位 起始位，字符的最后一位后加 1、1.5 或2 位終止位。2、數(shù)據(jù)編碼方法可以分為哪兩種類(lèi)型 ?它們各有哪些主要的編碼 方法？答：網(wǎng)絡(luò)中常用的通信信道分為模擬通信信道與數(shù)字通信信道兩 類(lèi)。相應(yīng)的用于數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼方式也分為模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字 數(shù)據(jù)編碼兩類(lèi)。(1) 模擬數(shù)據(jù)編碼方法分為振幅鍵控、

3、 移頻鍵控和移相鍵控 3 種。 振幅鍵控是通過(guò)改變載波信號(hào)振幅來(lái)表示數(shù)字信號(hào)， 移頻鍵控是通過(guò) 改變載波信號(hào)角頻率來(lái)表示數(shù)字信號(hào)， 移相鍵控是通過(guò)改變載波信號(hào) 的相位值來(lái)表示數(shù)字信號(hào)。(2) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法主要有非歸零碼、曼徹斯特編碼、差分曼 徹斯特編碼等 3 種。非歸零碼是一種不含時(shí)鐘編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方 法，為保證收發(fā)雙方的同步需要另一個(gè)信道同時(shí)傳送同步時(shí)鐘信號(hào)。 曼徹斯特編碼是一種自含時(shí)鐘編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法， 它將發(fā)送的 每比特的周期 T 分為前 T/2 與后 T/2 兩部分，通過(guò)前 T/2 傳送該比特 的反碼，通過(guò)后 T/2 傳送該比特的原碼。差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹 斯特編碼的

4、改進(jìn)， 它的每比特的中間跳變僅作為同步信號(hào)使用， 每比 特的值根據(jù)其開(kāi)始邊界是否發(fā)生跳變來(lái)決定。3請(qǐng)說(shuō)明調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理。 答：調(diào)制解調(diào)器在發(fā)送端將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電話交 換網(wǎng)可以傳送的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)， 在接收端將接收到的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還 原成數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。 在全雙工通信方式中， 調(diào)制解調(diào)器具有 同時(shí)發(fā)送與接收模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的能力。4請(qǐng)說(shuō)明脈沖編碼調(diào)制方式的基本工作原理。 答：由于數(shù)字信號(hào)傳輸失真小、誤碼率低、數(shù)據(jù)傳輸速率高，因 此脈沖編碼調(diào)制方式已成為模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。 脈沖編碼調(diào) 制方式主要包括采樣、量化與編碼 3 部分。(1) 模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步是采樣。模

5、擬信號(hào)是電平連續(xù)變化 的信號(hào)。采樣是隔一定的時(shí)間間隔， 將模擬信號(hào)的電平幅度值取出來(lái) 作為樣本，讓其表示原來(lái)的信號(hào)。采樣頻率f應(yīng)為：f>2fmax,式中fmax 為信號(hào)的最高頻率。(2) 量化是將取樣樣本幅度按量化級(jí)決定取值的過(guò)程。經(jīng)過(guò)量化 后的樣本幅度為離散的量級(jí)值。 量化之前要規(guī)定將信號(hào)分為若干量化 級(jí)，這些量化級(jí)需要根據(jù)精度的要求決定； 還要規(guī)定好每一級(jí)對(duì)應(yīng)的 幅度范圍，并將采樣所得樣本幅值與量化級(jí)幅值比較。(3) 編碼是用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制代碼表示量化后的采樣樣本的 量級(jí)。例如，如果量化級(jí)有 16 個(gè)，就需要 4 位編碼。經(jīng)過(guò)編碼后的 每個(gè)樣本都要用相應(yīng)的編碼脈沖表示。5控制字符

6、SYN 的 ASCII 碼編碼為 0010110，請(qǐng)畫(huà)出 SYN 的NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼等3種編碼方法的信號(hào)波形。答：圖2-3給出了 SYN的NRZ、曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼等 3 種編碼方法的信號(hào)波形數(shù)；o：o：I!o：I；I：0Ek4IIII>iiIIIII- Iii!fiIF歸零碼 |；|:I 同歩時(shí)鐘曼狗斯特編碼差弁曼徹斯特編碼n_h_rurhLhJ-LJnIqI>1I!iinIII:IF1I4I1biIII圖信號(hào)浪理6. 數(shù)據(jù)傳輸速率的定義是什么？如果在信道上發(fā)送1比特二進(jìn)制 信號(hào)所需時(shí)間為0.05ms,那么通信信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為多少？答：數(shù)據(jù)傳

7、輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)。數(shù)據(jù)傳輸速率是每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為bps（比特每秒）。數(shù)據(jù)傳輸速率為：S= 1/T（bps）。T為發(fā)送每一比特所需要的 時(shí)間。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率公式來(lái)計(jì)算，S= 1 / 0.00005= 20000bps=20kbps，因此信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為 20kbp&7、要數(shù)字化人的語(yǔ)音，假定每個(gè)樣本有8位，那么比特率是多少？&請(qǐng)列舉出幾種信道復(fù)用技術(shù)，并說(shuō)出它們各自的技術(shù)特點(diǎn)。答：4種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用和碼分復(fù) 用。頻分多路復(fù)用FDM是把信道的可用頻帶分成多個(gè)互不交疊的頻 段，每個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信 號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。時(shí)分多路復(fù)用（TDM ）是按傳輸信號(hào)的時(shí) 間進(jìn)行分割的， 它使不同的信號(hào)在不同時(shí)間內(nèi)傳送， 即將整個(gè)傳輸時(shí) 間分為許多時(shí)間間隔（時(shí)隙） ，每個(gè)時(shí)間片被一路信號(hào)占用。 TDM 又 分為同步時(shí)分復(fù)用和異步時(shí)分復(fù)用。 波分多路復(fù)用 WDM 就是光的頻 分復(fù)用。用一根光纖來(lái)同時(shí)傳輸與多個(gè)頻率都很接近的光載波信號(hào)，