常用基带传输码型优化

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：为满足基带传输系统的要求，必须选择合适的传输码型。基带传输系统中常用的线性传输码型主要有：传号交替反转码、三阶高密度双极性码、分相码、传号反转码等。曼彻斯特码中，由于正负脉冲各占一半，因此无直流分量，但这种码占用的频带增加了一倍。曼彻斯特码适合在较短距离的同轴电缆信道上传输。正常情况下，序列相关性可以用来检测因干扰而产生的部分错码。

为满足基带传输系统的要求，必须选择合适的传输码型。基带传输系统中常用的线性传输码型主要有：传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、分相码、传号反转码（CMI）等。

1.传号交替反转码

AMI码又称为平衡对称码。这种码的编码规则是：把码元序列中的 “1”码变为极性交替变化的传输码+1、-1，而码元序列中的“0”保持不变。

例如：

对应波形如图3-11所示。

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图3-11　AMI码波形

由AMI码的编码规则可以看出，由于+1和-1各占一半，因此，这种码中无直流分量，且其低频和高频分量也较少，信号的能量主要集中在fT/2处，其中fT为码元速率。此外，AMI码编码过程中，将一个二进制符号变成了一个三进制符号，即这种脉冲有三种电平，因此这种码称为伪三电平码。他广泛应用于PCM系统。

2.三阶高密度码

三阶高密度码（High Density Bipolar 3），它是为了克服传输波形中出现长连0码情况而设计的AMI码的改进型。

HDB3码的编码规则是：把码元序列进行AMI编码，然后去检查AMI码中连0个数，如果没有4个以上（包括4个）连0串时，则这时的AMI码就是HDB3。如果出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变成与前一个非0码（+1或-1）相同的码。显然，这个码破坏了“极性交替反转”的规则，因而称其为破坏码，用符号V 表示（即+1记+V，-1记-V）。为了使附加码后的序列中仍不含直流分量，必须保证相邻的V 码极性交替。当相邻的V 码之间有奇数个非0码时，这时能得到保证；但当相邻的V 码之间有偶数个非0码时，则得不到保证。这时再将该连0小段中的第1个0变成+B或-B，B的极性与其前一个非0码相反，并让后面的非零码从V 码后开始再极性交替变化。

例如：

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上例中，第1个V 码和第2个V 码之间，有2个非0码（偶数），必须将第2个4连小段中的第1个0变成-B；第2个V 码和第3个V 码之间，有1个非0码（奇数），不需变化。可以看出，HDB3码中，V 码与其前11一个非0码（+1或-1）极性相同，起破坏作用；相邻的V 码极性交替；除V 码外，包括B 码在内的所有非0码极性交替。HDB3码波形如图3-12所示。

虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从编码过程中可以看出，每一个V 码总是与其前一个非0码（包括B码在内）同极性，因此从收到的码序列中可以很容易地找到破坏点V 码，于是可断定V 码及其前3个码都为0，再将所有的-1变为+1后，便可恢复信息代码。

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图3-12　HDB3码波形

3.曼彻斯特码

曼彻斯特码又称数字双相或分相码，波形如图3-13 （b）所示，图3-13 （a）为对应的NRZ码波形。曼彻斯特码用一个周期的方波来代表码元 “1”，而用它的反相波形来代表码元“0”。这种码在每个码元的中心部位都发生电平跳变，因此有利于定时同步信号的提取，而且定时分量的大小不受信源统计特性的影响。曼彻斯特码中，由于正负脉冲各占一半，因此无直流分量，但这种码占用的频带增加了一倍。曼彻斯特码适合在较短距离的同轴电缆信道上传输。

4.CMI码

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图3-13　曼彻斯特码和CMI码波形

（a）NRZ码；（b）曼彻斯特码；（c）CMI码

CMI码称为传号反转码。在CMI码中，“1”码交替地用正、负电平脉冲来表示，而 “0”码则用固定相位的一个周期方波表示，如图3-13 （c）所示。CMI码和曼彻斯特码相似，不含有直流分量，且易于提取同步信号。CMI码的另一个特点是具有一定的误码检测能力。因为，CMI码中的“1”相当于用交替的 “00”和 “11”两位码组表示，而 “0”码则固定地用“01”码组表示。正常情况下，序列相关性可以用来检测因干扰而产生的部分错码。

CMI码和曼彻斯特码一样都是将一位二进制的码用一组二进制码表示。

常用基带传输码型优化

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