计算机网络——物理层-编码与调制(数字基带信号、模拟基带信号、码元、常用编码、基本调制方法、混合调制)二

简介: 计算机网络——物理层-编码与调制(数字基带信号、模拟基带信号、码元、常用编码、基本调制方法、混合调制)二

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基本调制方法

这是待传输的数字基带信号:

也就是来自信源的原始数字信号,我们要使用模拟信道来传输。

因此,需要将数字基带信号通过调制方法,调制成可以在模拟信道中传输的模拟信号。

调幅

这是调幅(AM)所产生的模拟信号:

无载波输出,表示比特0;有载波输出,表示比特一

调频

这是调频(FM)所产生的模拟信号:

频率f1的波形表示比特0,频率f2的波形表示比特1

调相

这是调向(PM)所产生的模拟信号:

初相位为0度的波形表示比特0;初相位为180度的波形表示比特1

很明显,使用基本调制方法,一个码元只能表示,或者说包含一个比特信息。

那么,如何能使一个码元包含更多的比特呢 ?


混合调制

可以采用混合调制的方法。


因为频率和相位是相关的,也就是说频率是相位随时间的变化率,所以一次只能调制频率和相位两个中的一个。



通常情况下,相位和振幅可以结合起来一起调制,称为正交振幅调制QAM。

QAM-16

我们来看属于正交振幅调制的QAM-16。


这种调制方法所调制出的波形,可以有12种相位,每种相位有一或两种振幅可选。

我们可在星座图中,画出该调制方法所产生的码元,该点就表示其中的一个码元:



它与圆心连线的距离可看作是振幅,连线与横坐标的夹角可看作是相位

这是QAM-16可调制出的16种码元:

思考两个问题:

  • 每个码元可以包含几个比特
  • 每个码元与4个比特的对应关系能否随便定义

如图所示,这是我们随便定义的每个码元所对应的4个比特:

假设A B C D E是接收端接收到的5个码元,这5个码元原本都是表示4个比特0的:


由于传输过程中产生失真,导致他们在星座图中并未落在理想的位置。

接收端可能会将码元A B C解调为0000,这是正确的;

也可能将码元D解调为0001,有一个错位;

也可能将码元E解调为1111,四位全错。

这就说明,每个码元与四个比特的对应关系,不能随便定义。

每个码元与4个比特的对应关系,应该采用格雷码,也就是任意两个相邻码元只有一个比特不同。

如图所示:


END


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