数据编码作业

数据编码作业

1．为什么在数据通信中要使用同步技术?同步技术包括哪些类型?各有什么特点？

答：同步是指要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。数据通信的同步方式分为位同步和字符同步两种类型。

(1) 位同步是指保证收发双方计算机的时钟周期一致的过程。位同步主要有外同步法和内同步法两种方法。外同步法是在发送端发送一路数据信号的同时，另外发送一路同步时钟信号的方法。接收端根据接收到的同步时钟信号来校正时间基准与时钟频率，实现收发双方的位同步。内同步法则是从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法。

(2) 字符同步是指保证收发双方正确传输字符的过程。字符同步主要有同步传输和异步传输两种方法。同步传输将字符组织成组并以组为单位连续传送。每组字符之前加上一个或多个用于同步控制的同步字符SYN。接收端接收到同步字符SYN后，根据SYN来确定数据字符的起始与终止。异步传输将每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的。每个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位终止位。

2、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？

答：网络中常用的通信信道分为模拟通信信道与数字通信信道两

类。相应的用于数据通信的数据编码方式也分为模拟数据编码与数字数据编码两类。

(1) 模拟数据编码方法分为振幅键控、移频键控和移相键控3种。振幅键控是通过改变载波信号振幅来表示数字信号，移频键控是通过改变载波信号角频率来表示数字信号，移相键控是通过改变载波信号的相位值来表示数字信号。

(2) 数字数据编码方法主要有非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等3种。非归零码是一种不含时钟编码的数字数据编码方法，为保证收发双方的同步需要另一个信道同时传送同步时钟信号。曼彻斯特编码是一种自含时钟编码的数字数据编码方法，它将发送的每比特的周期T分为前T/2与后T/2 两部分，通过前T/2传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特的原码。差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进，它的每比特的中间跳变仅作为同步信号使用，每比特的值根据其开始边界是否发生跳变来决定。

3．请说明调制解调器的基本工作原理。

答：调制解调器在发送端将计算机产生的数字信号转换成电话交换网可以传送的模拟数据信号，在接收端将接收到的模拟数据信号还原成数字信号传送给计算机。在全双工通信方式中，调制解调器具有同时发送与接收模拟数据信号的能力。

4．请说明脉冲编码调制方式的基本工作原理。

答：由于数字信号传输失真小、误码率低、数据传输速率高，因此脉冲编码调制方式已成为模拟数据数字化的主要方法。脉冲编码调

制方式主要包括采样、量化与．编码3部分。

(1) 模拟信号数字化的第一步是采样。模拟信号是电平连续变化的信号。采样是隔一定的时间间隔，将模拟信号的电平幅度值取出来作为样本，让其表示原来的信号。采样频率f应为：f≥2f max，式中

f max为信号的最高频率。

(2) 量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程。经过量化后的样本幅度为离散的量级值。量化之前要规定将信号分为若干量化级，这些量化级需要根据精度的要求决定；还要规定好每一级对应的幅度范围，并将采样所得样本幅值与量化级幅值比较。

(3) 编码是用相应位数的二进制代码表示量化后的采样样本的量级。例如，如果量化级有16个，就需要4位编码。经过编码后的每个样本都要用相应的编码脉冲表示。

5．控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等3种编码方法的信号波形。

答：图2-3给出了SYN的NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等3种编码方法的信号波形。

6．数据传输速率的定义是什么？如果在信道上发送1比特二进制信号所需时间为0.05ms，那么通信信道的数据传输速率为多少？

答：数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标。数据传输速率是每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为bps(比特每秒)。数据传输速率为：S＝1/T(bps)。T为发送每一比特所需要的时间。根据数据传输速率公式来计算，S＝1／0.00005＝20000bps＝20kbps，因此信道的数据传输速率为20kbps。

7、要数字化人的语音，假定每个样本有8位，那么比特率是多少？

8、请列举出几种信道复用技术，并说出它们各自的技术特点。答：4种信道复用方式：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用。

频分多路复用FDM是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段，每个信号占其中一个频段。接收时用适当的滤波器分离出不同信

号，分别进行解调接收。时分多路复用（TDM）是按传输信号的时

间进行分割的，它使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间隔（时隙），每个时间片被一路信号占用。TDM又分为同步时分复用和异步时分复用。波分多路复用WDM就是光的频分复用。用一根光纤来同时传输与多个频率都很接近的光载波信号，使光纤的传输能力成倍地提高。码分复用是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。