计算机网络基础知识之数字数据的数字信号编码

$222 数字数据的数字信号编码

数字信号可以直接采用基带传输,所谓基带就是指基本频带。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,这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,需要解决数字数据的数字信号表示以及收发两端之间的信号同步问题。对于传输数字信号来说,最简单最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字,也即数字信号由矩形脉冲组成。下面介绍几种基本的数字信号脉冲编码方案(参见图28):

单极性不归零码,无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即05)。也就是说接收信号的值在05与10之间,就判为"1"码,如果在O与05之间就判为"0"码。每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。

双极性不归零码,"1"码和"。"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。

　　以上两种编码,都是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。归零码可以改善这种状况。

单极性归零码,当发"1"码时,发出正电流,但持续时间短于一个码元的时间宽度,即发出一个窄脉冲;当发"0"码时,仍然完全不发送电流,所以称这种码为单极性归零码。

双极性归零码,其中"1"码发正的窄脉冲,"0"码发负的窄脉冲,两个码元的间隔时间可以大于每一个窄脉冲的宽度,取样时间是对准脉冲的中心。

不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始,需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步;归零码的脉冲较窄,根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系,因而归零码在信道上占用的频带就较宽。

单极性码会积累直流分量,这样就不能使用变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流藕合,直流分量还会损坏连接点的表面电镀层;双极性码的直流分量大大减少,这对数据传输是很有利的。

从以上讨论中可以发现,基带传输的另一个重要问题就是同步问题。接收端和发送端发来的数据序列在时间上必须取得同步,以便能准确地区分和接收发来的每位数据。这就要求接收端要按照发送端所发送的每个码元的重复频率及起止时间来接收数据,在接收过程中还要不断校准时间和频率,这一过程称为同步过程。在计算机通信与网络中,广泛采用的同步方法有位同步法和群同步法两种。

因为能够加快信息的读取、储存和流通。

在科技飞速发展的今天，网络数据表示和基本编码规则可以帮助企业、商家和个人更加便利地享受网络给我们带来的福利。

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基本编码规则是通过网络传送数据的一个编码标准。更有利于网上购物交易的发展。

信号编码是对发送端要传输的信息进行某种变换，使传输信号与信道相匹配，并提供给信息以某种保护以防止信息受到干扰。信号解码是和编码对应的，它使用和编码相同的标准将编码内容还原为最初的对象内容。总而言之，通信系统中的编码和解码可以让信号更好地进行传输，并更好地加密信息，让信息的传输更具安全性。

以下是图解编码的方法：

计算机常用的编码有：ASCII码，汉字编码等

字符编码就是以二进制的数字来对应字符集的字符，目前用得最普遍的字符集是ANSI，对应ANSI字符集的二进制编码就称为ANSI码，DOS和Windows系统都使用了ANSI码，但在系统中使用的字符编码要经过二进制转换，称为系统内码。                                                                                  1汉字内码：ANSI码是单一字节（8位二进制数）的编码集，最多只能表示256个字符，不能表示众多的汉字字符，各个国家和地区在ANSI码的基础上又设计了各种不同的汉字编码集，以能够处理大数量的汉字字符。这些编码使用单字节来表示ANSI的英文字符（即兼容ANSI码），使用双字节来表示汉字字符。由于一个系统中只能有一种汉字内码，不能识别其它汉字内码的字符，造成了交流的不便。                                                                                                                                              2GB码：GB码是1980年国家公布的简体汉字编码方案，在大陆、新加坡得到广泛的使用，也称国标码。国标码对6763个汉字集进行了编码，涵盖了大多数正在使用的汉字。                                  3GBK码：GBK码是GB码的扩展字符编码，对多达2万多的简繁汉字进行了编码，简体版的Win95和Win98都是使用GBK作系统内码。                                                                                           4BIG5码：BIG5码是针对繁体汉字的汉字编码，目前在台湾、香港的电脑系统中得到应用。        5HZ码：HZ码是在Internet上广泛使用的一种汉字编码。                                                            6ISO －2022CJK码：IOS－2022是国际标准组织（ISO）为各种语言字符制定的编码标准。采用二个字节编码，其中汉语编码称ISO－ 2022 CN，日语、韩语的编码分别称JP、KR。一般将三者合称CJK码。目前CJK码主要在Internet网络中使用。                                                                         7Unicode码：Unicode码也是一种国际标准编码，采用二个字节编码，与ANSI码不兼容。目前，在网络、Windows系统和很多大型软件中得到应用。