计算机网络技术第五讲数据调制与编码
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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
19
四、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”
数据发送顺序
位/字符 O G H K C P
B1
11 0 0 1 0
B2
00 1 1 0 1
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 校验位
11 1 1 1 1 00 1 1 0 0
20
作业
1. 数据编码方法可以分为哪两种类型？它们各 有哪些主要的编码方法？ （清华P34 7）
2. 说明脉冲编码调制方式的基本工作原理。 （清华P34 8）
数字信号在传输过程中，由于受 到各种干扰等，会使传输出现差错， 因此，接收端要具有差错检测的能
力。
检错重发： 这种方法，接收端只需要知
道接收的数据中是否有错，不需 要错码出现在什么位置。
14
2.5.1 奇偶校验码
● 通过增加冗余位（二进制位）“0”或“1”，使得数 据代
码中“1”的个数恒为“奇数”或者“偶数”。
PCM将模拟信号转换为数字信号的过程：
采样
量化
编码
7
（1）采样
●对连续信号（模拟信号），按一定的时间间隔取出一些瞬时值。
u（t）
···
··
···
d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7
t
8
? 能否用抽样值代 替原来的连续信号
! 如果抽样频率等于或大于信号最高频率
的两倍，则可以由抽样恢复原信号。
4种不同的数据表示方式
调制器 编码器 调制器 编码器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
4
2.4.1 模拟数据调制为模拟信号
是用高频正弦波作为载波信号，用要传输的信号（调制 信号）来控制载波的振幅、频率或者相位，使高频载波的振 幅、频率或者相位的变化随着其变化规律的变化而变化。 例：振幅调制（AM）
11 1 1 1 1
校验位
01 0 01 1
15
2. 水平奇偶校验
例 水平奇校验编码
（发送数据的“1”的个数为奇数，则校验位为“0”，否则
为“1”
校验位
位/字符 O P H K C P
B1
10 0 1 1 0 0
数 据
B2
10 0 1 1 0 0
发
B3
10 0 0 0 0 0
送
顺
B4
10 1 1 0 0 0
10
（3）编码
● 把经过抽样、量化后的数字信号用一组二进制电码来表示的过程。
二进制码 0100
编码信号
信号数字化的整个过程为：
抽样 d2 1.28
量化为 13
二进制码 1101
编码信号
抽样 d5 0.73
量化为 7
二进制码 0111
编码信号
11
2.4.4 数字数据编码为数字信号 2. 曼彻斯特编码
序
B5
01 0 0 0 1 1
B6
00 1 1 1 0 0
B7
11 1 1 1 1 1
16
课堂练习
一、单选题
1. 在数字数据编码方式中，( B ) 是一种自含时钟编码方式。
A. 奇偶校验码 B.曼彻斯特编码 C. PCM D. 二进制编码
2. 通常通信信道的带宽越宽，数据传输中的失真将会( B ) 。
● 每个数据比特都分成两个相等的间隔，每个 比特中间都会出现一次电平的跳变；
● 规定： 从高电平跳变到低电平时，表示这一比特为“1”； 从低电平跳变到高电平时，表示这一比特为“0”；
12
例 数据10001011的编码如下：
数据 电信号
1 00 010 11
同步信号 曼彻斯特编码
13
2.5 差错控制编码
A. 越大 B. 越小 C. 同不变 D. 不定
3. 在脉冲编码调制中，如果通信信道带宽为B，那么采用频率f与带宽的关
系应为( A ) 。
A. f大于等于2B B. f小于2B C. F＝B D. f＝0.5B
4. 在脉冲编码调制中，如果规定的量化级是64个，则需要使用（ B ）
位编码。
A. 7
B. 6
C. 5
D. 4
17
二、填空题 1.描述电磁波的3个主要参数是（ 振幅 ）、（ 频率 )和（ 相位 ）。 2.电话通信信道是典型的（ 模拟通信 ）信道，为了利用电话交换网 实现计算机的（ 数字信号 ）的传输，必须先将数字信号转换为模拟
信号。
3.模拟数据编码方法可以分为（ 振幅键控 ）、（ 频移键控 ）和 ( 相移键控 )3类。 4. 曼彻斯特编码是比较流行的（ 数字数据 ）编码方法，它在每个比特 中间都会有一次（ 电平跳变 ），因此它是一种自含（ 时钟信号 ）
21
调制信号
高频载波
AM信号
5
2.4.2. 数字数据调制为模拟信号
数字数据
1.振幅键控 ASK
2.移频键控 FSK
3.移相键控 PSK
6
2.4.3 模拟数据调制为数字信号PCM
模拟信号数字化：模拟信号转换成数字信号。 目的：为了信号在数字信道上传输。
PCM（脉冲编码调制）：Pulse Code Modulation。
f抽
2fmax
9
（2）量化
● 预先确定一些标准数值（等级）作为量化值，把抽样值与量化值相 比较，从中选出最接近抽样值的量化值来代替真实的抽样值。
例如：分为16个等级，四舍五入
u（t）
··· 15
13
13
·36·
·7 ·4 ·1
d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7
t
! 数字信号的形成
通过抽样、量化后，信号不仅在时间上是离散的， 而且在取值上也是离散的
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。
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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
19
四、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”
数据发送顺序
位/字符 O G H K C P
B1
11 0 0 1 0
B2
00 1 1 0 1
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 校验位
11 1 1 1 1 00 1 1 0 0
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作业
1. 数据编码方法可以分为哪两种类型？它们各 有哪些主要的编码方法？ （清华P34 7）
2. 说明脉冲编码调制方式的基本工作原理。 （清华P34 8）
数字信号在传输过程中，由于受 到各种干扰等，会使传输出现差错， 因此，接收端要具有差错检测的能
力。
检错重发： 这种方法，接收端只需要知
道接收的数据中是否有错，不需 要错码出现在什么位置。
14
2.5.1 奇偶校验码
● 通过增加冗余位（二进制位）“0”或“1”，使得数 据代
码中“1”的个数恒为“奇数”或者“偶数”。
PCM将模拟信号转换为数字信号的过程：
采样
量化
编码
7
（1）采样
●对连续信号（模拟信号），按一定的时间间隔取出一些瞬时值。
u（t）
···
··
···
d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7
t
8
? 能否用抽样值代 替原来的连续信号
! 如果抽样频率等于或大于信号最高频率
的两倍，则可以由抽样恢复原信号。
4种不同的数据表示方式
调制器 编码器 调制器 编码器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
4
2.4.1 模拟数据调制为模拟信号
是用高频正弦波作为载波信号，用要传输的信号（调制 信号）来控制载波的振幅、频率或者相位，使高频载波的振 幅、频率或者相位的变化随着其变化规律的变化而变化。 例：振幅调制（AM）
11 1 1 1 1
校验位
01 0 01 1
15
2. 水平奇偶校验
例 水平奇校验编码
（发送数据的“1”的个数为奇数，则校验位为“0”，否则
为“1”
校验位
位/字符 O P H K C P
B1
10 0 1 1 0 0
数 据
B2
10 0 1 1 0 0
发
B3
10 0 0 0 0 0
送
顺
B4
10 1 1 0 0 0
10
（3）编码
● 把经过抽样、量化后的数字信号用一组二进制电码来表示的过程。
二进制码 0100
编码信号
信号数字化的整个过程为：
抽样 d2 1.28
量化为 13
二进制码 1101
编码信号
抽样 d5 0.73
量化为 7
二进制码 0111
编码信号
11
2.4.4 数字数据编码为数字信号 2. 曼彻斯特编码
序
B5
01 0 0 0 1 1
B6
00 1 1 1 0 0
B7
11 1 1 1 1 1
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课堂练习
一、单选题
1. 在数字数据编码方式中，( B ) 是一种自含时钟编码方式。
A. 奇偶校验码 B.曼彻斯特编码 C. PCM D. 二进制编码
2. 通常通信信道的带宽越宽，数据传输中的失真将会( B ) 。
● 每个数据比特都分成两个相等的间隔，每个 比特中间都会出现一次电平的跳变；
● 规定： 从高电平跳变到低电平时，表示这一比特为“1”； 从低电平跳变到高电平时，表示这一比特为“0”；
12
例 数据10001011的编码如下：
数据 电信号
1 00 010 11
同步信号 曼彻斯特编码
13
2.5 差错控制编码
A. 越大 B. 越小 C. 同不变 D. 不定
3. 在脉冲编码调制中，如果通信信道带宽为B，那么采用频率f与带宽的关
系应为( A ) 。
A. f大于等于2B B. f小于2B C. F＝B D. f＝0.5B
4. 在脉冲编码调制中，如果规定的量化级是64个，则需要使用（ B ）
位编码。
A. 7
B. 6
C. 5
D. 4
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二、填空题 1.描述电磁波的3个主要参数是（ 振幅 ）、（ 频率 )和（ 相位 ）。 2.电话通信信道是典型的（ 模拟通信 ）信道，为了利用电话交换网 实现计算机的（ 数字信号 ）的传输，必须先将数字信号转换为模拟
信号。
3.模拟数据编码方法可以分为（ 振幅键控 ）、（ 频移键控 ）和 ( 相移键控 )3类。 4. 曼彻斯特编码是比较流行的（ 数字数据 ）编码方法，它在每个比特 中间都会有一次（ 电平跳变 ），因此它是一种自含（ 时钟信号 ）
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调制信号
高频载波
AM信号
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2.4.2. 数字数据调制为模拟信号
数字数据
1.振幅键控 ASK
2.移频键控 FSK
3.移相键控 PSK
6
2.4.3 模拟数据调制为数字信号PCM
模拟信号数字化：模拟信号转换成数字信号。 目的：为了信号在数字信道上传输。
PCM（脉冲编码调制）：Pulse Code Modulation。
f抽
2fmax
9
（2）量化
● 预先确定一些标准数值（等级）作为量化值，把抽样值与量化值相 比较，从中选出最接近抽样值的量化值来代替真实的抽样值。
例如：分为16个等级，四舍五入
u（t）
··· 15
13
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! 数字信号的形成
通过抽样、量化后，信号不仅在时间上是离散的， 而且在取值上也是离散的