一、数字调制技术概览
在通信领域,数字数据不仅可以依赖脉冲进行传输,同样也能通过模拟信号进行传输。此种利用数字数据调制模拟信号的技术,被称作数字调制。
幅度键控(ASK)是一种数字调制技术,其中载波的两个不同振幅被用来表示二进制数据中的0和1。
频移键控(FSK)则运用了载波的两个不同频率来分别代表0和1。
相移键控(PSK)则是一种通过改变载波的起始相位来传达0和1信息的调制方式。
正交幅度调制(QAM)将两个振幅相同但相位相差90°的模拟信号合并,以生成一个复合的模拟信号。
在数字调制中,码元仅取两个相位值的情况被称为2相调制,而码元可取四个相位的情况则被称为4相调制,这两种情况分别对应N=2和N=4的设定。
具体地,DPSK(差分相移键控)为2相调制的一种实现方式,其中N=2;而QPSK(四相移相键控)则为4相调制,对应N=4。
二、脉冲编码调制(PCM)详解
脉冲编码调制技术(PCM),简称脉码调制,是常用的数字化技术之一。
其数字化过程可分为三个步骤:首先是采样,即按照特定的时间间隔从模拟信号中获取样本;其次是量化,将取样后的样本值由连续的实数转换为离散的数值;最后是编码,将量化后的样本值转换成相应的二进制代码。
其中奈奎斯特采样定理指出,若模拟信号的最高频率为fmax,只要采样频率大于或等于两倍的fmax,那么采样得到的离散信号序列就能完整地还原出原始的模拟信号。
三、PCM计算及其应用
在声音信号的数字化过程中,由于人声的最高频率通常不超过4kHz,因此取样频率设为8kHz是合理的。如果对语音样本采用128个等级进行量化,那么每个样本可以使用7位二进制代码表示。这样的数字化语音信号在数字信道上的传输速率将是7位乘以8000次每秒,即56kbps。
四、课后练习与真题回顾