基于VHDL实现的HDB3编码.docx

基于VHDL实现的HDB3编码代旭东 P要：文章介绍常用几种编码的原理和规则，着重介绍HDB3编码的应用以及其用VHDL语言的实现方法。关键字：VHDL HDB3通信的根本任务是实现远距离传递信息，因而如何准确的传递数字信息是数字通信的一个重要组成部分。在数字传输系统中，其传输对象通常是二元数字信息。数字信号基带传输最重要的部分则是码型设计，下面介绍各种码型设计的原则、原理和方法。数字信号基带传输的码型设计原则对于传输频率很低的信道来说，线路传输码型的频谱中应不含直流分量可以从基带信号中提取位定时信号。在基带传输系统中，需要从基带信号上提取位定时信息，这就要求编码功率谱中具有位定时线谱。要求基带编码具有内在检错能力。（4）码型变换过程应具有透明性，即与信源的统计特性无关。（5）尽量减少基带信号频谱中的高频分量。这样可以节省传输频带，提高信道的频谱利用率，还可以减少串扰。数字信号基带传输的码型设计原理和方法二元码：基带波形为矩形，幅度取值为两种电平（1）单极性非归零码:???? “1”为正电平，“0”为零电平。（单极性）????? 整个码元期间电平保持不变。（非归零）（2）双极性非归零码：???? “1”为正极性，“0”为负电平。（双极性）????? 整个码元期间电平保持不变。（非归零）（3）单极性归零码：???? 归零码：发送“1”时整个码元期间只维持一段时间的高电平，其余时间为零。???? 双极性归零码是一种三元码，不在这里讨论。???? 上述三种简单的二元码其功率谱中有丰富的低频分量，不能用于基带传输。???? 非归零码当连续“1”或连续“0”时，长期保持固定电平，无法提取位定时信号。???? 二元码中“1”或“0”分别对应某个电平，相邻电平不存在制约关系，没有纠错能力。??? ? （4）差分码?????差分码又称相对码，在差分码中利用电平跳变来分别表示1或0，分为传号差分码和空号差分码。???? 传号差分码：当输入数据为“1”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输入为“0”时，波型不产生跳变。?????空号差分码：当输入数据为“0”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输入为“1”时，波型不产生跳变。（5）曼切斯特码???? 曼切斯特码，又称数字双相码或分相码。它利用一个半占空的对称方波（如01）表示数据“1”，而其反相波（如10）表示数据“0”。???? 差分曼切斯特码（CDP码），又称条件双相码。相邻半占空方波如果同相（如1010）则表示“0”，如果反相（如1001）则表示“1”。????????????????差分码和曼切斯特码的波形?????? （6）传号反转码（CMI码）。?????与曼切斯特码相类似，也是一种二相码，输入数据“1”交替地用全占空的一个周期方波来表示（如将“1111”表示；输入数据“0”则用半占空方波来表示（如将“0000”表示，如图所示?????? （7）密勒码???? 又称延迟调制，是数字双相码的差分形式。?????输入数据“1”时用半占空比方波来表示，初相与前一位的末相有关。当前1位是“0”，相位不变；当前一位是“1”，相位翻转。?????输入数据“0”用全占空比方波来表示，有两种情况：当出现单个“0”时，电平保持不变。当出现连“0”时，第一位电平保持，以后交替翻转电平，如图所示。??????????????????? 密勒码的波形??? ????????????? 密勒码和数字双相码的功率谱??? 三元码：信号幅度取值有三个电平 +1，0，-1（1）传号交替反转码（AMI码）?????三相码，输入数据“0”变换为三电平码序列中的“0”，输入数据“1”则交替地变换为“+1”和“-1”的归零码。特点是：??? 1、无直流分量，能量集中在1/2码速处。??? 2、具检错能力，如果接收端信号“1”电平的交替规律被破坏，认为出现了差错。??? 3、 输入信号中如果连“0”过多，接收端难于提取位定时信号。（2）三阶高密度双极性码（HDB3码）???? 可以认为是AMI码的改进码型，输入码组中如果出现4连“0”，就用特定码组（取代节）来替代。?????HDB3有两种取代节：B00V与000V，其中B是符合交替规律的传号，V是不符合交替规律的传号（破坏节）。?????取代法则：两个破坏节之间的B是奇数个。例：代码： 1? 0? 0 ?0? 0? 1? 0 0 0? 0? ?1? ?1? ?0 0 0? 0? 1? 1??? AMI：-1? 0? 0? 0? 0? +1 0 0 0? 0?? -1?+1?? 0 0 0? 0 -1 +1?? HDB3：-B ?0? 0? 0 –V +B 0 0 0? +V –B +B –B 0 0 -V +B