【计算机网络】编码和调制
计算机需要处理用户的文字、音频、视频等，可统称为消息（message），
数据（data）是运送消息的实体，计算机只能处理二进制数据，
计算机中的网卡就比特0和1变为电信号发送到网线，即信号是数据的电磁表现
信源发出的信号称为基带信号，基带信号可分为：数字基带信号（如CPU与内存之间的信号）和模拟基带信号（如麦克风收到音频后产生的信号）
信号需要在信道上传输，信道分为数字信道和模拟信道两种，
在不改变信号性质的前提下，仅对数字基带信号的波形进行变换，称为编码，编码后产生的信号仍为数字信号，可以在数字信道中传输（如曼彻斯特编码）
将数字基带信号的范围搬移到较高频段，并转换为模拟信号，称为调制，调制后产生的信号是模拟信号，模拟信号可以在模拟信道中传输（如WiFi）
对模拟基带信号也有编码和调制
码元：使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
码元就是构成一段信号的一个基本波形，一个基本波形可以表示比特0或者1，上图由两种码元表示。
常用编码
不归零编码
归零编码
曼彻斯特编码
差分曼彻斯特编码
不归零编码：正电平表示比特1，负电平表示比特0，在整个码元时间内，不会出现零电平
不归零编码表示的方式很简单，上图表示的编码为10010111
接收端如何判断下面表示的码元个数？
需要接收方的接收与发送方的发送做到严格的同步。
需要一根额外的传输线来传输时钟信号，使发送方和接收方同步。否则，当出现如图所示情况，多个码元相同，且连续传输，没有严格的时钟同步，就接收方就不知道到底是几个高频和几个低频。
对于计算机网络，宁愿利用这根传输线传输数据信号，也不愿意用来传输时钟信号，因此，不归零编码存在时钟同步问题
每个码元传输结束后信号都要“归零”，所以接收方只要在信号归零后进行采用即可，不需要单独的时钟信号。例如上图表示的编码可以是10010111，每个码元传输结束就“归零”。
实际上，归零编码相当于把时钟信号用“归零”方式编码在数据之内，这称为“自同步”信号
但是，归零编码中大部分的数据带宽都用来传输“归零”而被浪费掉了。所以归零编码的特点是自同步，编码效率低。
在每个码元的中间时刻，信号都会发生跳变，负跳变表示比特1，正跳变表示比特0。例如上图，可以表示编码为10010111，在看图的时候，我们只需要观察码元的中间时刻，也就是看箭头的方向即可
码元中间时刻的跳变，既表示时钟，又表示数据，传统以太网就是使用这种编码
在每个码元的中间时刻，信号都会发生跳变，跳变仅仅表示时钟，用码元开始的出电平是否发生变化表示数据
如图所示，第一个部分码元，开始到结束的中间时刻，发生了跳变，但是对这个信号来说，属于第一个信息，还不能表示信息。第二个部分码元，从前一个码元的结束到第二个码元的开始，发生了变化，所以这个位置可以表示信息。类似的，第二个码元到第三个码元发生了变化，第三个码元到第四个码元没有发生变化。
如果将发生变化记为信号1，没有发生变化记为信号0，那么就是1101000
基本调制方法
假设有数字基带信号（来自信源的原始数字信号）
需要在模拟信道中传输，需要将数字基带信号用调制的方式调制成可在模拟信道中传输的模拟信号，
通过调幅产生的模拟信号：无载波输出表示比特0，有载波输出表示比特1
调频产生的模拟信号：频率f1的波形表示比特0，频率f2的波形表示比特1
调相产生的模拟信号：初相位0度的波形表示比特0，初相位180度的波形表示比特1
使用基本调试方法，一个码元只能包含一个比特信息，如何使用一个码元包含更多的比特信息？
通过混合调制的方式
频率和相位是相关的，即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中的一个
通常情况下，相位可以和振幅结合起来一起调制，称为正交振幅调制QAM
每个码元与4个比特之间的关系不能随便定义，应该采用格雷码
