编码与调制
无线通信技术中的编码与调制
无线通信技术中的编码与调制无线通信是一种通过无线电波传输信息的技术，而编码与调制则是在无线通信中至关重要的一部分。
编码与调制的目的是将数字信号转换为适合在无线信道上传输的模拟信号。
本文将详细探讨无线通信技术中的编码与调制，包括原理、步骤以及使用中的考虑因素等。
一、编码的原理和步骤编码是将数字信号转换为模拟信号的过程。
编码的原理可以简单概括为将数字信号映射到一组合适的模拟波形上。
编码有许多种方法，常见的编码方法包括曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、振幅移移键控(ASK)编码、频移键控(FSK)编码、相移键控(PSK)编码等。
编码的步骤如下：1. 确定所需的编码方法。
根据传输的要求和通信系统的特性，选择适当的编码方法。
2. 将数字信号转换为基带信号。
将数字信号转换为适合进行编码的基带信号，通常是将数字信号转换为二进制信号。
3. 进行特定编码方法的映射。
根据选择的编码方法，将基带信号映射到模拟波形上，生成模拟信号。
二、调制的原理和步骤调制是将编码后的模拟信号转换为适合在无线信道上传输的信号的过程。
调制的原理是通过改变模拟信号的某些特性，如振幅、频率或相位，来实现信号的传输。
调制有许多种方法，常见的调制方法包括幅度调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)等。
调制的步骤如下：1. 确定所需的调制方法。
根据通信系统的要求和信道的特性，选择适当的调制方法。
2. 将模拟信号进行调制。
通过改变模拟信号的某些特性，如振幅、频率或相位，将模拟信号进行调制，生成调制信号。
3. 将调制信号传输至无线信道。
将调制信号通过无线设备传输至无线信道，进而传输至接收端。
三、使用中的考虑因素在实际应用中，编码与调制需要考虑以下因素：1. 带宽效率。
编码与调制方法应尽可能提高带宽效率，即在有限的频谱资源下，能够传输更多的信息。
2. 抗噪声性能。
编码与调制方法应具有较好的抗噪声性能，能够在存在信道噪声的情况下保持信号的可靠传输。
3. 多路复用能力。
信道编码和调制之间有什么联系？
信道编码和调制之间有什么联系？一、信道编码和调制的定义和作用1. 信道编码：信道编码是指根据信源特点，对信息进行编码操作。
它将源码转换为信道码，增加冗余部分以提高传输可靠性。
2. 调制：调制是指将数字信号转换为模拟信号，在传输过程中经过媒介传播。
调制技术能够将数字信号转变为适合传输媒介的模拟信号，实现信号的传输和复原。
二、信道编码和调制的联系1. 传输方式相同：信道编码和调制都是为了将信息从发送端传输到接收端。
它们共同关注信号在传输过程中的可靠性和准确性。
2. 互相影响效果：信道编码的好坏会对调制的效果产生影响。
优秀的信道编码可以提高信号的抗干扰能力和纠错能力，有助于提高调制解调器的性能。
3. 适用场景不同：信道编码主要应用于数字通信系统中，而调制主要应用于模拟通信系统中。
但在现代通信系统中，数字信号经过信道编码后，再进行调制传输，以提高抗噪声和容错性能。
4. 理论基础相同：信道编码和调制都依赖于信息论的研究。
信息论是研究信息传输和数据压缩的数学理论，为信道编码和调制提供理论支持和指导。
三、信道编码对调制的影响1. 信号完整性：信道编码能够增加冗余信息，提高信号完整性。
通过冗余信息的添加，当信号在传输过程中发生部分损坏时，仍然可以恢复原始信息。
2. 抗干扰能力：信道编码可以增加信号的抗干扰能力，提高系统的可靠性。
在噪声环境中，信道编码可以利用冗余信息进行均衡，减小噪声的影响。
3. 纠错能力：优秀的信道编码可以实现纠错传输。
通过引入差错检测和纠正技术，即使在信号发生错误的情况下，也可以恢复出原始信息。
四、调制对信道编码的要求1. 低误码率：调制技术需要保证传输过程中的低误码率，以确保信号能够被准确恢复。
选择合适的调制方式和参数对于提高系统的传输质量至关重要。
2. 带宽利用率：调制技术需要充分利用有限的带宽资源。
通过合理选择调制方式和调制参数，可以提高带宽利用率，实现高速率的数据传输。
3. 抗干扰能力：调制技术需要具备一定的抗干扰能力，以应对复杂的通信环境。
采样编码与调制课件
• 采样技术 • 编码技术 • 调制技术 • 采样、编码与调制技术的应用 • 采样、编码与调制技术的发展趋势
01
采样技术
采样定理
采样定理定义
采样定理是关于信号采样和重建 的理论，它指出一个连续时间信 号可以由其离散时间样本唯一确 定，只要采样频率大于信号最高 频率的两倍。
采样定理的意义
高速的调制解调技术
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的快速发展，对 调制解调技术的要求也越来越高。需 要发展更加高速、高效、低延迟的调 制解调技术，以满足高速数据传输和 实时通信的需求。
量子通信技术
量子通信技术是一种新型的通信方式 ，具有高度安全性和高传输速率的特 点。为了实现量子通信技术的广泛应 用，需要研究更加高速、可靠的调制 解调技术。
05
采样、编码与调制技术的发展趋势
高效率的编码技术
视频编码技术
随着超高清视频、3D视频等技术的普及，对视频编码技术提 出了更高的要求。为了满足高分辨率、高帧率和高比特率的 需求，需要发展更加高效、快速的视频编码技术。
音频编码技术
随着音频质量的提高，音频编码技术也需要不断升级。为了 提供更加清晰、逼真的音频效果，需要研究更加高效、低码 率的音频编码技术。
和网络架构。
THANKS
感谢观看
新的传输介质和网络架构
光纤通信技术
光纤通信技术具有高速、大容量、低损耗等优点，是未来通信技术的发展方向。为了实 现更高速的数据传输和更大的网络覆盖范围，需要研究更加先进的光纤通信技术和网络
架构。
无线通信技术
无线通信技术具有灵活、便捷、移动性强等优点，是未来通信技术的另一重要发展方向 。为了提供更加高速、可靠、安全的无线通信服务，需要研究更加先进的无线通信技术
调制 编码 解调 译码过程
调制、编码、解调、译码的过程大致如下：
编码：在发送端，原始数据通常以二进制形式存在。
为了在传输过程中保持数据的完整性，通常会对这些数据进行编码。
编码过程可能包括添加校验位、对数据进行加密等。
调制：在发送端，编码后的数据需要通过某种方式转换成适合在信道上传输的信号。
这个过程称为调制。
调制的方式有很多，如QAM（Quadrature Amplitude Modulation，四相位幅度调制）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相位偏移键控）等。
传输：经过调制后的信号通过信道进行传输。
在这个过程中，可能会受到各种噪声和干扰的影响。
解调：在接收端，首先需要对接收到的信号进行解调，将其从信道上解调下来，还原成原始的信号。
译码：解调后的信号还需要进行译码，将编码后的数据还原成原始的二进制数据。
以上就是调制、编码、解调、译码的基本过程。
这个过程通常用于数字通信系统中，如无线通信、卫星通信等。
移动通信的编码与调制技术
移动通信的编码与调制技术在当今高度互联的时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从日常的语音通话、短信交流，到高清视频播放、在线游戏，移动通信技术的不断发展为我们带来了越来越便捷和丰富的体验。
而在这背后，编码与调制技术起着至关重要的作用。
首先，我们来谈谈编码技术。
编码，简单来说，就是将信息转换为特定的代码形式，以便于传输和存储。
在移动通信中，常用的编码技术包括信源编码和信道编码。
信源编码的主要任务是减少信息的冗余度，提高传输效率。
例如，在语音通信中，我们不会传输连续的声音信号，而是对其进行采样和量化，将模拟的声音信号转换为数字形式。
通过合理的编码算法，可以去除那些人耳不太敏感的部分，从而在不影响语音质量的前提下减少数据量。
信道编码则是为了提高通信的可靠性。
由于移动通信环境复杂，信号在传输过程中容易受到各种干扰和衰减。
信道编码通过在原始信息中添加一些冗余信息，使得接收端能够检测和纠正传输过程中产生的错误。
常见的信道编码方式有卷积码、Turbo 码等。
接下来，我们再看看调制技术。
调制就像是给信息穿上不同的“外衣”，以便让它们能够在无线信道中顺利传输。
在移动通信中，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
幅度调制是根据信息的变化改变载波的幅度；频率调制则是改变载波的频率；相位调制则是改变载波的相位。
而现代移动通信系统中，更广泛采用的是数字调制技术，如二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）、正交幅度调制（QAM）等。
以 QPSK 为例，它将信息编码为四个不同的相位状态，每个相位状态代表两个比特的信息。
这样，在相同的带宽下，能够传输更多的信息。
QAM 则更进一步，它同时改变载波的幅度和相位，从而可以在一个符号中传输更多的比特。
例如 16QAM 可以在一个符号中传输 4 比特的信息。
编码与调制技术的选择并非是孤立的，而是需要根据具体的通信需求和系统条件来综合考虑。
第3章编码及调制技术
码的检错、纠错能力与最小码距dmin的 关系分为以下三种情况: （1） 为检测e个错码，要求最小码距：
dmin≥e+1 （2） 为纠正t个错码， 要求最小码距：
dmin≥2t+1 （3） 为纠正t个错码，同时检测e个错码 ，要求最小码距：
dmin≥e+t+1 (e＞t)
· 码重是码组中非零元素的数量。
? 在移动信道中，数字信号传输常出现成串的突发差错 ，因此，数字化移动通信中经常使用交织编码技术。
? 接收端：经参量译码分出参量、G、Tp、u/v，以这些参 数作为合成语声信号的参量，最后将合成产生的数字化 语声信号经D／A变换还原为语声信号。
3.1.5 IS-95语音编码（CELP）
? CELP(Code Excited Linear Prediction ，码激励 线性预测编码 )是一种混合编码方式，也是近 10年 来最成功的语音编码算法。 CELP语音编码算法用 线性预测提取声道参数，用一个包含许多典型的激 励矢量的码本作为激励参数，每次编码时都在这个 码本中搜索一个最佳的激励矢量，这个激励矢量的 编码值就是这个序列的码本中的序号。
· 混合编码是近年来提出的一类新的语音编码技 术，它将波形编码和参量编码结合起来，力图保持 波形编码的高质量的优点以及参量编码的低速率的 优点。 如码激励线性预测编码（ CELP）。
· 混合编码是适合于数字移动通信的语音编码 技术。
3.1.2 语音编码技术的应用及发展
·语音编码技术首先应用于有线通信和保 密通信，其中最成熟的实用数字语音系统 是64kbit/s的PCM。这是一种典型的波形 编码技术，主要用于有线电话网，它的语 音质量好，可与模拟语音相比，达到网络 质量。
· 波 形 编 码 的 改 进 : 自 适 应 差 分 PCM （Adaptive Differential PCM，ADPCM）、 子带编码（ Sub-Band Coding，SBC）、 自 适 应 变 换 编 码 （ Adaptive Transform Coding，ATC ）、时域谐波压扩（ Time Domain Harmonic Scaling，TDHS）等。
(射频识别技术及应用)编码和调制
未来，射频识别技术将更加标准化，不同厂商的设备将能够更好地 互操作，提高整个系统的效率和可靠性。
物联网和智能制造的推动
随着物联网和智能制造的快速发展，射频识别技术将在物流、生产 制造等领域得到更广泛的应用，推动技术的进一步发展。
技术挑战与解决方案
01 02
信号干扰和噪声问题
在复杂的环境中，射频识别信号可能会受到其他信号的干扰和噪声的影 响，导致识别精度下降。解决方案包括采用更先进的信号处理技术和算 法，以及优化标签和读写器的设计。
隐私和安全问题
射频识别技术涉及到个人信息和隐私保护的问题。需要采取有效的安全 措施和技术手段，保护用户隐私和数据安全。
03
技术标准和规范不统一
目前射频识别技术的标准和规范还不够统一，导致不同厂商的设备互操
作性差。需要加强技术标准和规范的制定和推广，促进技术的标准化和
互操作性。
技术应用前景
1 2 3
天线用于传输射频信号，实现标签与 读写器之间的通信。
03
编码技术
编码方式
线性编码
将数据以线性方式编码成一系列的码元，每个码 元由若干位组成，代表不同的信息。
循环编码
将数据按照一定的循环规则进行编码，使得数据 在传输过程中具有一定的抗干扰能力。
哈希编码
将数据通过哈希函数转换成固定长度的哈希值， 用于快速查找和验证数据的完整性。
医疗器械管理
射频识别技术可以自动识别医疗器械的型号、规格和使用状态等信 息，方便管理。
药物管理
通过射频识别技术，可以自动识别药物的名称、剂量和使用方法等信 息，提高药物管理的准确性和安全性。
06
结论
技术发展前景
编码和调制技术的不断进步
《rfid原理及应用》第3章编码和调制
《RFID技术基础》
添加副标题
汇报人姓名
数据和信号
3 编码和调制
数字数据取离散值，为人们所熟悉的例子是文本或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数字数据 。
02
数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。模拟数据在某些时间间隔上取连续的值，例如，语音、温度、压力等。
01
*
数据和信号
3 编码和调制
*
3 编码和调制
脉冲调幅波
*
3 编码和调制
数字调制ASK方式的实现
国际标准ISO 14443的负载调制测试用的PICC电路
01
02
*
3 编码和调制
数字调制ASK方式的实现
国际标准ISO 14443的负载调制测试用的PICC电路
应答器谐振回路由线圈L和电容器CV1组成，其谐振电压经桥式整流器VD1~VD4整流，并用齐纳二极管VD5稳压在3 V左右。副载波信号（874 kHz）可通过跳线选择Cmod1或Rmod1进行负载调制。由曼彻斯特码或NRZ码进行ASK或BPSK副载波调制。
3 编码和调制
3 编码和调制
3 编码和调制
3 编码和调制
RFID中常用的编码方式及编解码器 密勒（Miller）码
密勒码编码规则
bit(i-1)
bit i
密勒码编码规则
×
1
bit i的起始位置不变化，中间位置跳变
0
0
bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变
1
0
bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变
曼彻斯特（Manchester）码
02
*
3 编码和调制
单元10-任务3 了解数据编码和调制
10.3.3 了解数据的数字信号编码
在基带传输时，需要解决数字信号的编码方法以及信号同步。 数字数据编码方式主要有 3 种：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼特斯特编码，
10.3.3 了解数据的数字信号编码
※ 1. 不归零码
不归零码是在发送“0”或“1”时，在一码元时间内，不会返回初始状态(零)。 当连续发送“1”或者“0”时，上一码元与下一码元之间没有间隙，接收方和发送方无法保持同步。 如图所示单极性不归零码和双极性不归零码。
采样
以采样频率把模拟信号 的值采出，如图所示。
量化
使连续模拟信号变为时间轴上 的离散值。如在图中采用了8个 量化级，每个采样值用3位二进
制数表示。
编码
将离散值变成一定位数的 二进制码，如图所示。
10.3.3 了解数据的数字信号编码
数字信号可以直接采用基带传输。 基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，是一种最简单的传输方式。 近距离通信的局域网都采用基带传输。 基带传输时，需要解决的问题是：数字数据的数字信号表示，以及收发两端之间的信号同步。 数字数据的编码方式主要有3种：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼特斯特编码。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
※ 1. 采样
按一定间隔，对语音信号采样，通过某种频率，取样脉冲，将模拟信息值取出，变连续模拟信息为离散信 号。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
※ 2. 量化
使连续模拟信号变为时间轴上的离散值。确定采样出模拟信号数值。通过一定量化级，对取样离散值进行 “取整”量化，得到离散信号具体数值。如在图中采用了8个量化级，每个采样值，用3位二进制数表示。
10.3.2 了解数据的模拟信号调制
在电话系统中，将模拟话音，编码成数字信号后再传输，称脉冲编码调制（Pulse Code Modulation， PCM）技术。PCM是模拟信号转换为二进制数脉冲的技术，在光纤通信、数字微波通信中获得广泛应用。
计算机网络技术第五讲数据调制与编码
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
9
（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
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
11 1 1 1 1
校验位
01 0 01 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ14
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
20
位编码。
A. 7
B. 6
C. 5
D. 4
16
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 ）
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。
通信系统中的编码与调制技术
通信系统中的编码与调制技术随着现代通信技术的发展，编码与调制技术在通信系统中扮演着至关重要的角色。
编码与调制技术通过将信息转换为电信号的形式，实现信号的传输和解码，以保证信息的可靠传输和准确接收。
本文将详细介绍通信系统中的编码与调制技术。
一、编码技术编码技术是将信息转换为电信号的过程，其中最常用的编码技术是数字编码和模拟编码。
1. 数字编码数字编码是将离散的数字信号转换为连续的电信号。
在数字通信中，我们常用的数字编码方式包括二进制编码、八进制编码和十六进制编码等。
例如，将0和1两个数字转换为电压水平高低分别代表0和1，这就是二进制编码。
数字编码的优点是抗干扰性强、传输效率高，广泛应用于现代通信系统中。
2. 模拟编码模拟编码是将连续的模拟信号转换为电信号，常用的编码方式有频移键控、振幅调制和相位调制等。
频移键控是通过改变信号的频率来表示不同的信息，其中最常用的是频移键控调制（FSK）。
振幅调制是通过改变信号的振幅来表示不同的信息，常用的是调幅（AM）和双边带调幅（DSB-AM）。
相位调制是通过改变信号的相位来表示不同的信息，常用的是调相（PM）和频率调制（FM）。
二、调制技术调制技术是将编码后的信号转换为传输信号的过程，采用不同的调制技术可以提高信号的传输效率和抗干扰性。
1. 幅度调制（AM）幅度调制通过改变信号的振幅来进行调制，其中最常用的是调幅（AM）技术。
AM技术通过改变信号的振幅来调制载波信号，使得载波的振幅随着信号的变化而变化，从而传输信号。
AM技术简单易用，但其抗干扰性较差。
2. 频率调制（FM）频率调制通过改变信号的频率来进行调制，其中最常用的是频率调制（FM）技术。
FM技术通过改变载波信号的频率来表示不同的信息，频率越高表示信号的幅度越大，从而传输信号。
FM技术具有较好的抗干扰性能，广泛应用于广播和无线电通信领域。
3. 相位调制（PM）相位调制通过改变信号的相位来进行调制，其中最常用的是调相（PM）技术。
编码和调制技术
Chapter 5 Data Encoding
编码和调制技术
g(t) Encoder
数字或 模拟
x(t) Decoder 数字
g(t)
x(t)
t s(f) m(t)
Modulator 数字或 模拟
s(t)
Demodulator
m(t) fc f
编码名称编码规则不归零码nonreturntozerolevelnrzl高电平反向不归零码nonreturnzeroinvertednrzi间隔起始处有变化双极ami码正或负电平每一连续的1交变伪三元码无信号manchester编码manchester编码间隔的中央处总有变化间隔起始处无变化b8zs编码除了任何八个零的串被一有两个违例码的串替代以外其余类似ami编码hdb3编码除了任何四个零的串被一有一个违例码的串替代以外其余类似ami编码编码方法nonreturnzerolevelnrzltwodifferentvoltagesbitsvoltageconstantduringbitintervaltransitionie
Comparison of Encoding Schemes (1)
Signal Spectrum
ִLack of high frequencies reduces required bandwidth ִLack of dc component allows ac coupling via transformer, providing isolation ִConcentrate power in the middle of the bandwidth
Clocking
ִSynchronizing transmitter and receiver ִExternal clock ִSync mechanism based on signal
通信系统中的编码与调制技术
通信系统中的编码与调制技术随着通信技术的飞速发展，人类对于高效、可靠的通信系统的需求日益增加。
编码与调制技术作为通信系统的重要组成部分，扮演着将信息转化为适合传输的信号的关键角色。
本文将介绍通信系统中常见的编码与调制技术，以及它们在不同场景下的应用。
一、编码技术1.1 数字编码技术数字编码技术是将信息转化为数字信号的过程。
常见的数字编码技术有脉冲编码调制（PCM）和差分脉冲编码调制（DPCM）。
脉冲编码调制是一种将模拟信号转化为数字信号的方法。
它将连续信号进行采样和量化，再用离散的脉冲表示每一个采样值。
脉冲编码调制具有较好的抗噪声性能和适应性，广泛应用于语音通信等领域。
差分脉冲编码调制是一种将差分信号编码为数字信号的方法。
它将连续信号的差分量化结果作为编码值，减少了相邻采样值的相关性。
差分脉冲编码调制适用于传输容易受到误码干扰的环境，如无线通信系统。
1.2 模拟编码技术模拟编码技术是将信息转化为模拟信号的过程。
常见的模拟编码技术有频移键控调制（FSK）和振幅调制（AM）。
频移键控调制是一种将数字信号转化为模拟信号的方法。
它通过改变信号的频率来表示信息，常用于调制数字音频信号，如调频广播。
振幅调制是一种通过改变信号的振幅来表示信息的方法。
它在无线电通信中得到广泛应用，如调幅广播和电视广播。
二、调制技术2.1 数字调制技术数字调制技术是将数字信号转化为模拟信号的过程。
常见的数字调制技术有正交振幅调制（QAM）和相移键控调制（PSK）。
正交振幅调制是一种将多个数字信号同时调制到载波上进行传输的方法。
它通过调整振幅和相位来表示信息，具有高传输速率和较好的抗干扰性能，广泛应用于数字通信系统，如Wi-Fi。
相移键控调制是一种将数字信号转化为模拟信号的方法，通过改变信号的相位来表示信息。
在数字电视和卫星通信中得到广泛应用。
2.2 模拟调制技术模拟调制技术是将模拟信号转化为模拟信号的过程。
常见的模拟调制技术有调幅（AM）和调频（FM）。
调制与编码策略
调制与编码策略调制和编码是数字通信中不可或缺的环节。
调制将信息转换为适合传输的形式，而编码则在传输中保证信息的准确性和可靠性。
它们在现代通信技术中的应用对于实现高效、可靠的通信至关重要。
调制是将数字信号转换为模拟信号或改变信号的某些特性，以便在通信中传输。
主要有以下几种调制方式：1.振幅调制（Amplitude Modulation，AM）：通过改变信号的振幅来传递信息。
AM广泛应用于广播和短波通信。
2.频率调制（Frequency Modulation，FM）：3.通过改变信号的频率来传递信息。
FM常用于广播和音频信号传输。
3.相位调制（Phase Modulation，PM）：通过改变信号的相位来传递信息。
PM在一些数字通信系统中使用。
4.正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）：结合振幅和相位的调制方式，常用于数字通信系统，提高信道利用率。
编码（Coding）：编码是将信息转换为特定的形式，以便在传输或存储中使用。
在数字通信中，编码通常是将数字信号映射为符号序列。
主要的编码策略包括：1.脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）：将模拟信号转换为数字信号的编码方式，常用于音频信号的数字化。
2.差分编码（Differential Coding）：通过编码相邻样本之间的差异，减少数据传输中的冗余信息。
3.哈夫曼编码（Huffman Coding）：通过变长编码方式对不同符号进行编码，以减少整体传输数据量。
4.循环冗余检测（Cyclic Redundancy Check，CRC）：在数字通信中用于检测数据传输中的错误，通过添加冗余信息实现。
5.卷积码（Convolutional Coding）：通过在数据流中引入冗余信息，提高数据传输的可靠性。
第七章 编码与调制
7.3 差错控制编码（信道编码）
2.许用码组与禁用码组
若码组中的码元数位为n，在二元码的情况下，总码组数位2n个。 其中被传输的信息码组为2k个，称为许用码组，其余的2n−2k个码组 不予传输，称为禁用码组。寻求某种规则从总码组中选出许用码组 是发送端编码的主要任务，而接收端解码的任务是利用相应的规则 来判断及校正收到的码字符合许用码组。
7.2 RFID信源编码方法
2.曼彻斯特编码
曼彻斯特编码也称为分相编码，某位的值由半个位周期（50%） 的电平变化（上升/下降）来表示。在半个位周期时的负跳变（即电 平由1变为0）表示二进制“1”，正跳变表示二进制“0”。 在采用副载波的副载调制或者反向散射调制时，曼彻斯特编码 通常用于从电子标签到读写器方向的数据传输，这有利于发现数据 传输的错误。比如，当多个电子标签同时发送的数据位有不同值时， 接收的上升边和下降边互相抵消，导致在整个位长度副载波信号是 不跳变的，但由于该状态是不允许的，所以读写器利用该错误就可 以判定碰撞发生的具体位臵。 曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，其时钟同步信号隐藏 在数据波形中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间跳变既可作为时 钟信号，又可作为数据信号，因此具有自同步能力和良好的抗干扰 性能。
数学与通信技术编码理论与调制技术
数学与通信技术编码理论与调制技术通信技术的发展已经成为现代社会不可或缺的一部分，而编码理论和调制技术则是通信技术中最重要的组成部分之一。
本文将重点探讨数学与通信技术编码理论与调制技术的关系以及应用。
一、编码理论的介绍编码理论是一门借助于数学、概率论等工具，对信息进行编码和解码的学科。
其核心目标是提高通信系统的可靠性和有效性。
编码理论在通信领域扮演着重要角色，能够有效地消除信号传输过程中出现的误差和噪声。
在编码理论中，常用的编码方式有纠错码和压缩码。
纠错码旨在能够对信息进行错误校正，提高数据传输的可靠性。
而压缩码则能够将冗余信息进行删除或者压缩，从而减少数据传输所需要的带宽和存储空间。
二、调制技术的介绍调制技术是一种将数字信号转换为模拟信号或者将模拟信号转换为数字信号的技术。
调制技术在无线通信和有线通信中广泛应用，能够解决信号传输过程中的距离限制和干扰问题。
在调制技术中，常用的调制方式有频移键控（FSK）、相位键控（PSK）和振幅键控（ASK）等。
通过这些调制方式，可以将数字信号高效地转换为模拟信号，并在传输过程中降低误码率。
三、数学在编码理论与调制技术中的应用数学在编码理论和调制技术中都起着重要的作用。
在编码理论中，信息编码通常建立在代数结构的基础上，比如线性码、循环码和卷积码等。
这些编码方式都是建立在数学模型和运算规则上的，能够通过数学计算和分析提高编码方案的性能。
而在调制技术中，数学也被广泛应用于信号调制和解调的过程中。
例如，对于常用的QAM调制方式，数学能够帮助我们确定有效的信号映射规则，并通过复数运算来实现信号的调制和解调。
四、编码理论与调制技术的应用领域编码理论和调制技术在通信领域的应用非常广泛。
例如，在移动通信中，纠错码能够有效提高数据传输的可靠性，降低误码率，从而提升通信质量。
而在无线电广播和电视传输中，则普遍采用调制技术，将音频和视频信号转换为合适的调制信号，以便更好地传输和接收。
通信系统中的信道编码和调制技术
通信系统中的信道编码和调制技术引言：随着无线通信技术的发展，人们对通信质量的要求也越来越高。
信道编码和调制技术是通信系统中至关重要的部分，它们能够有效地提高信号传输的可靠性和数据传输速率。
本文将详细介绍信道编码和调制技术的定义、作用、分类以及常用的编码和调制方法。
一、信道编码技术1. 定义：信道编码是指在信号发送端对原始数据进行编码处理，以提高信号传输的可靠性和抗干扰能力，同时减少错误传输的概率。
2. 作用：提高信号传输的可靠性；抵抗信道噪声和干扰；实现数据压缩和纠错功能。
3. 分类：a. 线性编码：如奇偶校验码、海明码等，通过增加冗余信息来实现错误检测与纠正。
b. 卷积码：通过对信息序列进行迭代编码，增加冗余信息以提高抗干扰能力。
c. 码分多址编码：通过不同的编码序列对数据进行编码以实现多用户同时传输。
d. 分组编码：将数据按照一定的规则划分为多个组进行编码，提高编解码效率。
二、调制技术1. 定义：调制是指在发送端将数字信号转换为适合传输的模拟信号，并在接收端将其恢复为数字信号的过程。
2. 作用：将数字信号转换为模拟信号以适应信道传输的需求，提高传输效率和数据传输速率。
3. 分类：a. 数字调频调制：利用频率的变化来表示数字信号，如频移键控(FSK)、最小频移键控(MSK)等。
b. 数字相位调制：利用相位角的变化来表示数字信号，如二进制相移键控(BPSK)、四进制相移键控(QPSK)等。
c. 数字振幅调制：利用信号幅度的变化来表示数字信号，如二进制振幅移键控(ASK)、四进制振幅移键控(ASK)等。
d. 正交调制：利用正交信号的相位差来表示多个数字信号，如正交频分多址(OFDM)、正交振幅调制(QAM)等。
三、常用的编码和调制方法1. 编码方法：a. 奇偶校验码：通过在数据序列中加入奇偶位来检测错误。
b. 海明码：通过增加冗余比特来实现错误检测与纠正。
c. 卷积码：将信息序列与卷积码生成多项式进行迭代编码，提高错误检测与纠正能力。
通信系统中的通道编码与调制技术
通信系统中的通道编码与调制技术随着信息技术的飞速发展，通信系统成为人们生活中不可或缺的一部分。
而在通信系统中，通道编码与调制技术的应用对于信息的传输效率和质量至关重要。
本文将详细讨论通道编码与调制技术在通信系统中的作用和应用步骤。
一、通道编码的作用与应用1. 提高抗噪声能力：通道编码通过添加冗余信息，提高了接收端对于误码的纠错能力，从而增强了通信系统对于噪声的抗干扰能力。
2. 压缩数据量：通道编码将信息进行编码，使得发送的数据量减少，大大提高了通信传输的效率。
3. 保证可靠性与可控性：通道编码能够在一定程度上降低传输错误率，保证了通信的可靠性。
同时，通道编码还可以通过选择不同的编码方法实现不同的传输速率和错误率控制，增加了通信系统的可控性。
二、通道编码的基本原理与技术1. 编码方式的选择：通道编码中常见的编码方式包括奇偶校验码、海明码、卷积码等。
不同的编码方式在纠错能力和传输效率上有所区别，选择合适的编码方式取决于应用场景和通信需求。
2. 编码器的实现：根据所选择的编码方式，编码器将原始数据进行编码处理，并添加冗余信息。
常见的编码器包括电路实现、软件实现和现场可编程门阵列（FPGA）实现等。
3. 译码器的设计：在接收端，译码器对接收到的编码信息进行解码还原，恢复出原始数据。
译码器的设计需要与编码器的工作原理相对应，通过纠错算法提高解码的准确性。
三、调制技术的作用与应用1. 扩大传输带宽：调制技术通过改变信号的频率、相位或幅度等特征，将低频信号转换为高频信号，从而实现信号的扩频和传输带宽的扩大。
2. 提高信号传输质量：调制技术能够减小信号的传输损耗和失真，提高传输质量，使得接收端能够更准确地解调恢复出原始信号。
3. 适应不同传输介质：调制技术可以根据不同的传输介质和通信需求，选择合适的调制方式。
常见的调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
四、调制技术的基本原理与技术1. 调制方式的选择：根据具体的传输需求和环境条件，选择合适的调制方式。
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三. 调制
• 利用副载波的负载调制
* 实质是2次调制——先将信号调制到副载波上，再用 其对载波进行调制 * 对于RFID系统而言，副载波主要用在6.78/13.56/27 .125MHz的电感耦合系统中且是从标签到读写器的方向上， 其中的副载波通常是对工作频率分频产生的(如847kHz的副 载波是13.56MHz/16分频) * 采用ASK的副载波调制
一. 信号与信道
1.2 信道 • 信道是信号的传输媒质，将带有信息的信号从输入端传 递到输出端； • 信道的组成一旦确定其带宽也就确定了； • 数据传输速率是描述传输系统的重要技术指标之一，常 用单位有kb/s、Mb/s、Gb/s；
• 信道容量是反映信道信息传递能力的参数，这种能力与
信道的频带宽度(RFID主要选用微波频率)、信道工作时间、
编码方式应提供一定的检错能力
* 电子标签对时钟的提取——电子标签芯片中一般不含 时钟电路，需在读写器发来的码流中提取时钟
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三. 调制
• 使用调制的原因 * 工作频率越高天线尺寸越小——天线尺寸可以与工作 波长相比拟时其辐射更有效，而减小天线尺寸迎合了现代通 信对尺寸小型化的要求；
三. 调制
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三. 调制
补充：扩频通信用带宽换取信噪比的原理(扩频增益)
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三. 调制
• 数字基带信号含有丰富的低频分量需要调制以便和信道 的特性相匹配，同时调制方式也决定了一个通信系统的性能( 如误码率)； • RFID采用的是数字键控调制方式，如振幅键控、频移 键控、相移键控，其中的载波除了是信息的载体外还为无源 标签提供能量，这是RFID和其它通信系统不同的地方；
* 工作频率越高则可用带宽越宽——信道的相对带宽一
定时，工作频率越高则可用带宽越宽且带宽增加时能提高系
统的抗干扰和抗衰落能力，同时也能实现带宽和信噪比互换
和实现多路复用。
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三. 调制
补充：扩频通信抗窄带干扰的原理
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* 便于计算机存储和处理且易与互联网结合构成物联网
* 设备便于集成化和微型化
一. 信号与信道
• 在RFID中对信号频域的研究比对信号时域的分析更重 要，需要讨论信号的频率构成、带宽等参数； • 读写器和电子标签之间的工作方式可分为时序系统、全 双工系统和半双工系统；
一. 信号与信道
• 通信握手指读写器与电子标签在通信开始、结束或通信
第七章 编码与调制
读写器天线
读写器天线
自 由 空 间
电子标签天线
读写器 信息
编码
调制
读写器 射频前端
电子标签 射频前端
调制
解码
电子标签 信息
• 读写器与电子标签之间消息的传递是通过电信号来实 现的，以自由空间作为信道的无线电传输无法进行基带传输 ， 需要借助“编码”和“调制”来实现信息的传递； • 对于这样一个开放的无线系统，外界的各种干扰容易使
课本P145 图6.2 表6.1
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二. 编码
• 每种编码都有自身的优点和缺点，在一个RFID系统中要 分析多方面的因素来确定编码的方式： * 电子标签能量的来源——对于无源标签，所选码型应 保证不中断读写器对电子标签的能量供应(归零码不合适) * 电子标签的检错能力——为保证系统工作的可靠性，
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三. 调制
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பைடு நூலகம்
据目的的不同可分为信源编码、信道编码和保密编码： * 信源编码的主要任务是A/D转换和数据压缩 * 信道编码包括为适应信道条件、提高通信可靠性而进 行的编码 * 保密编码是为了使信息在传输过程中不易被人窃译而 进行的编码
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二. 编码
• RFID常用的编码方法(属于信道编码中适应信道的情况)：
过程中的基本沟通，主要用于解决通信双方的工作状态、数
据同步、信息确认等问题： * 优先通信——无源系统都是读写器先讲，而有源系统 则都有可能 * 数据同步——双方协同位速率 * 由于时间是制约速度的主要因素，故RFID通信协议常 采用“自动连续重发”
一. 信号与信道
补充：TCP连接的三次握手过程
1 发送SYN消息 (SEQ=100 CTL=SYN) 2 收到SYN消息并发送SYN和ACK消息 (SEQ=300 ACK=101 CTL=SYN、ACK) 注：SYN表示同步序列号 3 收到SYN消息 (SEQ=101 ACK= 301 CTL=ACK)
信道中的信噪比有关。
二. 编码
信 息 源
信 源 编 码 器
信 道 编 码 器
数 字 调 制 器
信 道
数 字 解 调 器
信 道 译 码 器
信 源 译 码 器
受 信 者
噪声源
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二. 编码
• 编码是为了达到某种目的而对信号进行的一种变换，根
得传输产生错误，同时数据也容易被外界窃取，因此需要数
据校验和保密措施。
一. 信号与信道
1.1 信号 • 信号是消息的载体，在通信系统中信息是以电信号的形 式从一点被传送到另一点的； • RFID系统主要使用数字信号： * 信号的完整性——数字信号易于接收端校验，便于信 号保持完整性
* 信号的安全性——数字信号易于加密和解密