通信系统的编码和解码、调制与解调

　　在通信系统中编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程也称为计算机编程语言的代码简称编码。用预先规定的方法将文字、数字或其它对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。编码在电子计算机、电视、遥控和通讯等方面广泛使用。编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程。解码，是编码的逆过程。

　　通信系统中为什么要进行编码和解码?常见的编码方式有哪些?

　　通信系统中为什么要进行调制与解调?调制的分类方法有哪些?

　　这原本是两次作业，为什么我把它放进一篇博文里呢?因为我觉得这两个问题的前半部分原理是一致的，故一起回答。

　　首先，通信系统中为什么要进行编码和解码、调制和解调?

　　是这样的，通信是为了交流消息，交流消息当然得保真接受方收到的和发出方所发送的要一致。可是，通信过程中存在干扰!通信不是你想通，想通就能通!各种噪声干扰，有自然的，有人类活动产生的，总之，再好的电缆、再强的信号都会被各种干扰。

　　既然如此，那怎么办呢?是不是我们就只好放弃通信了呢?

　　这显然是不可能的。在另一种更好的交流方式出来之前，我们是不会放弃这种便捷、迅速的交流方式的。

　　可是，噪声干扰对通信影响太大了，有时候甚至不能用了，这个问题怎么解决呢?

　　人类的智慧是无穷的，没有什么能阻止人类的进步!既然原始信号(现在也叫模拟信号，指通信系统中，发送端原始形成的、波形起伏多样、无规则的信号)容易被干扰(被干扰也叫失真)，那么我们是不是可以尝试给信号进行加工，使其即不容易被干扰、波形变形不那么严重?

　　这个主意听起来不错!那么怎么做到呢?

　　人们研究后发现，利用信源编码对原始信号进行电平化处理，利用信道编码减小信号的失真率以及加强其可检验性，利用调制技术进一步加强信号的传输能力及传输效率，然后反过来，在接收端进行逆处理，解调，信道解码，信源解码，完成一个高保真、高效率的信号传输。

　　OK，我们明白了通信系统中为什么要进行编码和解码、调制和解调之后，我们说说常见的编码方式和调制分类、编码与调制的区别 。

　　常见的编码方式有反向不归零编码，曼彻斯特编码，密勒编码，修正密勒码，差错控制编码。

　　其区分如下图：

　　编码方式

　　调制的分类方法有振幅键控，频移键控，相位键控，副载波调制。

　　频移键控：

　　相移键控：

　　振幅键控：

　　用数字信号承载数字或模拟数据——编码

　　用模拟信号承载数字或模拟数据——调制

　　数字数据的数字信号编码:把数字数据转换成某种数字脉冲信号常见的有两类:不归零码和曼彻斯特编码。

　　不归零码(NRZ，Non-Return to Zero)二进制数字0、1分别用两种电平来表示，常常用-5V表示1，+5V表示0。缺点:存在直流分量，传输中不能使用变压器;不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。

　　曼彻斯特编码(Manchester Code)用电压的变化表示0和1，规定在每个码元的中间发生跳变:高→低的跳变代表0，低→高的跳变代表1。每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号。这种编码也称为自同步码(Self-Synchronizing Code)。缺点:需要双倍的传输带宽(即信号速率是数据速率的2倍)。

　　差分曼彻斯特编码(Differential ～)每个码元的中间仍要发生跳变，用码元开始处有无跳变来表示0和1 ，有跳变代表0，无跳变代表1。

　　数字数据的调制编码，三种常用的调制技术:

　　幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying)

　　频移键控FSK (Frequency Shift Keying)

　　相移键控PSK (Phase Shift Keying)

　　基本原理:用数字信号对载波的不同参量进行调制。

　　载波 S(t) = Acos(ωt+ψ)

　　S(t)的参量包括: 幅度A、频率ω、初相位ψ，调制就是要使A、ω或ψ随数字基带信号的变化而变化。

　　ASK:用载波的两个不同振幅表示0和1。

　　FSK:用载波的两个不同频率表示0和1。

　　PSK:用载波的起始相位的变化表示0 和1。

　　模拟数据的数字信号编码

　　采样定理:如果模拟信号的最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。

　　要转换的模拟数据主要是电话语音信号，语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤:

　　采样:按一定间隔对语音信号进行采样

　　量化:对每个样本舍入到量化级别上

　　编码:对每个舍入后的样本进行编码

　　编码后的信号称为PCM信号

　　相信最后大家阅读完毕本篇文章后，学到了不少知识吧?大家私下还得多自学才能了解到更多的知识，当然如果大家还想要了解更多相关方面的详细内容的话呢，请登录课课家教育平台咨询哟~