那曲檬骨新材料有限公司

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

兩個定理奈奎斯特定理、四個方面講解數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制

0BFC_eet_china ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-03-09 17:02 ? 次閱讀

兩個定理奈奎斯特定理

奈奎斯特證明,對于一個帶寬為W赫茲的理想信道,其最大碼元(信號)速率為2W波特。這一限制是由于存在碼間干擾。如果被傳輸?shù)男盘柊薓個狀態(tài)值(信號的狀態(tài)數(shù)是M),那么W赫茲信道所能承載的最大數(shù)據(jù)傳輸速率(信道容量)是:C =2&TImes;W&TImes;log2M(bps)對于給定的信道帶寬,可以通過增加不同信號單元的個數(shù)來提高數(shù)據(jù)傳輸速率。然而這樣會增加接收端的負擔,因為,接收端每接收一個碼元,它不再只是從兩個可能的信號取值中區(qū)分一個,而是必須從M個可能的信號中區(qū)分一個。傳輸介質(zhì)上的噪聲將會限制M的實際取值。
香農(nóng)定理奈奎斯特考慮了無噪聲的理想信道,而且奈奎斯特定理指出,當所有其他條件相同時,信道帶寬加倍則數(shù)據(jù)傳輸速率也加倍。但是對于有噪聲的信道,情況將會迅速變壞。現(xiàn)在讓我們考慮一下數(shù)據(jù)傳輸速率、噪聲和誤碼率之間的關(guān)系。噪聲的存在會破壞數(shù)據(jù)的一個比特或多個比特。假如數(shù)據(jù)傳輸速率增加了,每比特所占用 的時間會變短,因而噪聲會影響到更多比特,則誤碼率會越大。對于通過有噪聲信道傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)而言,信噪比非常重要,因為它設(shè)定了有噪聲信道一個可達的數(shù)據(jù)傳輸速率上限,即對于帶寬為W赫茲,信噪比為S/N的信道,其最大數(shù)據(jù)傳輸速率(信道容量)為:C = W×log2(1+S/N)(bps)香農(nóng)定理給出的是無誤碼數(shù)據(jù)傳輸速率。香農(nóng)還證明,假設(shè)信道實際數(shù)據(jù)傳輸速率比無誤碼數(shù)據(jù)傳輸速率低,那么使用一個適當?shù)男盘柧幋a來達到無誤碼數(shù)據(jù)傳 輸速率在理論上是可能的。遺憾的是,香農(nóng)并沒有給出如何找到這種編碼的方法。不可否認的是,香農(nóng)定理確實提供了一個用來衡量實際通信系統(tǒng)性能的標準。
編碼與調(diào)制由于傳輸介質(zhì)及其格式的限制,通信雙方的信號不能直接進行傳送,必須通過一定的方式處理之后,使之能夠適合傳輸媒體特性,才能夠正確無誤地傳送到目的地。調(diào)制是指用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù);而編碼則是指用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)。

目前存在的傳輸通道主要有模擬信道和數(shù)字信道兩種,其中模擬信道一般只用于傳輸模擬信號,而數(shù)字信道一般只用于傳輸數(shù)字信號。有時為了需要,也可能需要用數(shù)字信道傳輸模擬信號,或用模擬信道傳輸數(shù)字信號,此時,我們就需要先對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換為信道能傳送的數(shù)據(jù)類型,即模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,這是編碼與調(diào)制的主要內(nèi)容。當然模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字數(shù)據(jù)如何通過通道發(fā)送的問題也是編碼與調(diào)制的重要內(nèi)容。下面我們分別從模擬信號使用模擬信道傳送、模擬 信號使用數(shù)字信道傳送、數(shù)字信號使用模擬信道傳送和數(shù)字信號使用數(shù)字信道傳送四個方面來介紹數(shù)據(jù)的調(diào)制與編碼。四個方面
1、模擬信號使用模擬信道傳送:有時候模擬數(shù)據(jù)可以在模擬信道上直接傳送,但在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送中這并不常用,人們?nèi)匀粫⒛M數(shù)據(jù)調(diào)制出來,然后再通過模擬信道發(fā)送。調(diào)制的目的是將模 擬信號調(diào)制到高頻載波信號上以便于遠距離傳輸。目前,存在的調(diào)制方式主要有調(diào)幅(Amplitude Modulation,AM)、調(diào)頻(Frequency Modulation,F(xiàn)M)及調(diào)相(Phase Modulation,PM)。
2、模擬信號使用數(shù)字信道傳送:使模擬信號在數(shù)字信道上傳送,首先要將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,這個轉(zhuǎn)換的過程就是數(shù)字化的過程,數(shù)字化的過程主要包括采用和量化兩步。常見的將模擬 信號編碼到數(shù)字信道傳送的方法主要有:脈沖幅度調(diào)制(Pulse Amplitude Modulation,PAM)、脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation,PCM)、差分脈沖編碼調(diào)制(Differential PCM,DPCM)和增量脈碼調(diào)制方式(Delta Modulation,DM)。
3、數(shù)字信號使用模擬信道傳送:將數(shù)字信號使用模擬信道傳送的過程是一個調(diào)制的過程,它是一個將數(shù)字信號(二進制0或1)表示的數(shù)字數(shù)據(jù)來改變模擬信號特征的過程,即將二進制數(shù)據(jù)調(diào)制到模擬信號上來的過程。一個正弦波可以通過3個特性進行定義:振幅、頻率和相位。當我們改變其中任何一個特性時,就有了波的另一個形式。如果用原來的波表示二進制1,那么波 的變形就可以表示二進制0;反之亦然。波的3個特性中的任意一個都可以用這種方式改變,從而使我們至少有3種將數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制到模擬信號的機制:幅移鍵控法 (Amplitude-Shift Keying,ASK)、頻移鍵控法(Frequency-Shift Keying,F(xiàn)SK)以及相移鍵控法(Phase-Shift Keying,PSK)。另外,還有一種將振幅和相位變化結(jié)合起來的機制叫正交調(diào)幅(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。其中正交調(diào)幅的效率最高,也是現(xiàn)在所有的調(diào)制解調(diào)器中經(jīng)常采用的技術(shù)。
4、數(shù)字信號使用數(shù)字信道傳送:要是數(shù)字信號在數(shù)字信道上傳送,需要對數(shù)字信號先進行編碼。例如,當數(shù)據(jù)從計算機傳輸?shù)酱蛴C時,一般是采用這種方式。在這種方式下,首先須進行對數(shù) 字信號編碼,即由計算機產(chǎn)生的二進制0和1數(shù)字信號被轉(zhuǎn)換成一串可以在導(dǎo)線上傳輸?shù)碾妷好}沖。對信源進行編碼可以降低數(shù)據(jù)率,提高信息量效率,對信道進行 編碼可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
目前,常見的數(shù)據(jù)編碼方式主要有不歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼三種。
(1)不歸零碼:二進制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表示,常用-5V表示1,+5V表示0。缺點是存在直流分量,傳輸中不能使用變壓器;不具備自同步機制,傳輸時必須使用外同步。

(2)曼徹斯特編碼:用電壓的變化表示0和1,規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變。高→低的跳變代表0,低→高的跳變代表1(注意:某種教程中關(guān)于此部分內(nèi)容有相反的 描述,也是正確的)。每個碼元中間都要發(fā)生跳變,接收端可將此變化提取出來,作為同步信號。這種編碼也稱為自同步碼(Self- Synchronizing Code)。其缺點是需要雙倍的傳輸帶寬(即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍)。
(3)差分曼徹斯特編碼:每個碼元的中間仍要發(fā)生跳變,用碼元開始處有無跳變來表示0和1。有跳變代表0,無跳變代表1(注意:某種教程中關(guān)于此部分內(nèi)容有相反的描述,也是正確的)。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 奈奎斯特
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    9

    瀏覽量

    9273
  • 編碼
    +關(guān)注

    關(guān)注

    6

    文章

    957

    瀏覽量

    54950

原文標題:兩個定理、四個方面講解數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制

文章出處:【微信號:eet-china,微信公眾號:電子工程專輯】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    淺談特定理和信號采樣

    在著眼于軟件無線電及其各種嵌入式的應(yīng)用之前,我們先來回顧一基本的定理,它應(yīng)用于像軟件無線電那樣的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)。
    發(fā)表于 05-05 01:27 ?1.6w次閱讀
    淺談<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b><b class='flag-5'>特定理</b>和信號采樣

    特抽樣定理

    根據(jù)特抽樣定理,可以無失真恢復(fù)原信號,但實際應(yīng)該不存在頻帶有限的時域信號吧,所以請問是不是實際連續(xù)信號都不能被完全恢復(fù)?感謝!
    發(fā)表于 08-22 21:21

    光電編碼器在最高轉(zhuǎn)速時,輸出頻率為20KHZ,用DSP進行轉(zhuǎn)速采集,需要滿足“特”采樣定理嗎?

    本帖最后由 一只耳朵怪 于 2018-6-12 10:14 編輯 有一疑問想請教TI的前輩,比如我選擇的一光電編碼器在最高轉(zhuǎn)速時,最高輸出頻率為20KHZ。那么用DSP進行轉(zhuǎn)速采集,這里需不需要滿足《數(shù)字信號處理》中
    發(fā)表于 06-11 08:28

    如何利用特定理去分析頻率混疊現(xiàn)象?

    如何利用特定理去分析頻率混疊現(xiàn)象?
    發(fā)表于 05-10 07:00

    編碼和傳輸特定理

    第一章 編碼和傳輸特定理: R=2W*log2(N)曼徹斯特編碼是一種雙相碼差分曼徹斯特編碼
    發(fā)表于 07-28 07:16

    特采樣定理

    根據(jù)特采樣定理,需要數(shù)字化的模擬信號的帶寬必須被限制在采樣頻率fs的一半以下,否則將會產(chǎn)生混疊效應(yīng),信號將不能被完全恢復(fù)。這就從理論上要求一
    發(fā)表于 05-04 19:41 ?1.5w次閱讀
    <b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b>特采樣<b class='flag-5'>定理</b>

    特定理和香農(nóng)定理區(qū)別

    特定理和香農(nóng)定理區(qū)別
    發(fā)表于 11-24 09:14 ?8125次閱讀

    采集模擬信號:帶寬、特定理和混疊

    了解采集模擬信號的基礎(chǔ)知識,包含帶寬、幅值誤差、上升時間、采樣率、特定理、混疊與分辨率等。本教程是儀器基礎(chǔ)教程系列的一部分。科學家和工程師常用數(shù)字化儀采集真實世界中的模擬
    發(fā)表于 11-16 17:25 ?2.7w次閱讀
    采集模擬信號:帶寬、<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b><b class='flag-5'>特定理</b>和混疊

    示波器基本概念之帶寬、采樣率,與特定理

    輸入信號轉(zhuǎn)換為代表經(jīng)過處理之數(shù)字信號的數(shù)字值。 圖 1 帶寬(Bandwidth)描述的是模擬前端在振幅損失最少的前提下,將信號從外部世界傳入ADC的能力。采樣率是ADC將模擬輸入波型轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)的頻率。
    發(fā)表于 11-23 05:59 ?4030次閱讀
    示波器基本概念之帶寬、采樣率,與<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b><b class='flag-5'>特定理</b>

    示波器的帶寬和采樣率與特定理的詳細資料說明

    帶寬 (Bandwidth) 描述的是模擬前端在振幅損失最少的前提下,將信號從外部世界傳入ADC的能力。采樣率是ADC將模擬輸入波型轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)的頻率。
    發(fā)表于 01-11 10:29 ?6次下載
    示波器的帶寬和采樣率與<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b><b class='flag-5'>特定理</b>的詳細資料說明

    解讀香農(nóng)定理特定理編碼調(diào)制

    假設(shè)帶寬為W赫茲信道中傳輸?shù)男盘柺嵌M制信號(即信道中只有種物理信號),那么該信號所能承載的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是2Wbps。例如,使用 帶寬為3KHz的話音信道通過調(diào)制解調(diào)器來傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)
    的頭像 發(fā)表于 01-10 11:39 ?2411次閱讀

    特-香農(nóng)定理:了解采樣系統(tǒng)

    特采樣定理,或更準確地說是特-香農(nóng)
    的頭像 發(fā)表于 05-16 14:11 ?4686次閱讀
    <b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b>特-香農(nóng)<b class='flag-5'>定理</b>:了解采樣系統(tǒng)

    頻域中的特-香農(nóng)定理

    在上一篇介紹特-香農(nóng)定理的文章中,我們看到當以每個周期不提供至少兩個樣本的頻率對波形進行采樣時,正弦波的頻率特性將無法挽回地丟失。換句
    的頭像 發(fā)表于 05-18 11:02 ?1613次閱讀
    頻域中的<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b>特-香農(nóng)<b class='flag-5'>定理</b>

    模擬信號和數(shù)字信號的橋梁——特采樣定理

    需要理解在數(shù)字信號處理領(lǐng)域中一非常重要的定理——采樣定理,它是模擬信號數(shù)字信號之間的一基本橋梁,本文將和大家一起學習
    的頭像 發(fā)表于 07-14 10:56 ?3117次閱讀
    模擬信號和數(shù)字信號的橋梁——<b class='flag-5'>奈</b><b class='flag-5'>奎</b><b class='flag-5'>斯</b>特采樣<b class='flag-5'>定理</b>

    亥姆霍茲定理證明 吉布亥姆霍茲四個方程推導(dǎo)

    亥姆霍茲定理證明 吉布亥姆霍茲四個方程推導(dǎo)? 亥姆霍茲定理是熱力學中的重要原理之一,它描述了熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化和溫度變化之間的關(guān)系。這個定理
    的頭像 發(fā)表于 08-29 17:05 ?5705次閱讀
    龙井市| 百家乐官网园首选| 百家乐官网电器维修| 百家乐手机投注平台| 永利高娱乐场| 百家乐官网视频下载| 逍遥坊百家乐官网的玩法技巧和规则| 百家乐技术论坛| 盛大69棋牌游戏| 百家乐官网学院| 真人百家乐ea平台| 娱网棋牌| 百家乐官网赌场博彩赌场网| 澳门百家乐现场游戏| 大发888使用条款| 百家乐官网币| ea百家乐系统| 延川县| 百家乐官网存200送200| 大发888娱乐城下载最新版| 百家乐官网发牌的介绍| 圣淘沙百家乐现金网| 大发888在线娱乐城合作伙伴 | 24山向吉凶| 大发888bet娱乐场下载| 百家乐官网赌场彩| 威尼斯人娱乐城老| 博彩百家乐官网规则| 百家乐玩家技巧分享| 足球博彩通| 百家乐官网桌布呢布| 大发888游戏平台dafa 888 gw | 大发888官网| 百家乐官网斗地主炸金花| 柬埔寨百家乐的玩法技巧和规则| 川宜百家乐官网软件| 菲律宾百家乐游戏| 3d俄罗斯轮盘| 百家乐包赢| 百家乐官网破解视频| 百家乐发牌靴遥控|