第4章基带信号的编、译码建模与设计.ppt

第 4 章 　基带信号的编、译码建模与设计 内容提要 本章首先介绍了AMI码、数字双相码、CMI码和nBmB码的编码规则，以及HDB3码的编、译码规则。然后重点对HDB3编码器和译码器的设计提供了创新的建模思想和方法。书中从两种建模思路提出实现HDB3编码器的具体设计方案，并分别给出了程序设计流程图模型和具体VHDL源程序以及时序仿真波形；另对HDB3译码器的建模与VHDL程序设计作了详细的介绍。除此之外，还简单阐述了其他编码形式的建模方法。 知识要点 1.AMI码、数字双相码、CMI码和nBmB码的编码规则； 2.HDB3码的编、译码规则以及HDB3码的特点； 3.HDB3编码器的建模方法与程序设计； 4.HDB3译码器的建模方法与程序设计； 5. AMI码、数字双相码、CMI码和nBmB码的建模方法。 教学建议 1.要求复习《通信原理》中与本章相关的知识； 2.重点理解插V插B的建模思路，最好能寻找其它新的建模与设计方案； 3.分析和理解HDB3译码器的扣V扣B的原理和译码器的设计方法； 4.建议学时数为6～8学时。 5.本章介绍的其它基带信号的建模方法可作为学生进行相关课程设计或上机练习的基础。 4.1 引　言 数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分之一。在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。为使基带信号能适合在基带信道中传输，通常要经过基带信号变换，这种变换过程事实上就是编码过程。于是，出现了各种各样的常用码型。不同码型有不同的特点和不同的用途。例如AMI码的传号交替反转，且这种基带信号无直流成分和很小的低频成分，利于在一般的基带信道中传输，但它可能出现四连零现象，不利于接收端的定时信号提取。 HDB3码因具有无直流成份，低频成份少和连0个数最多不超过三个等明显的优点，对定时信号的恢复十分有利，而成为CCITT协会推荐使用的基带传输码型之一。 本章将简单介绍几种常用的基带传输的码型，将对HDB3的编、译码规则进行重点讲解。以HDB3码为例，着重讲解它的VHDL建模方法和如何进行VHDL程序设计，并给出访真结果。 4.2关于基带信号的编码 作为传输用的基带信号归纳起来有如下几点主要要求：（1）希望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形，希望电波形适宜于在信道中传输。可进行基带传输的码型较多。本节主要介绍几种常用的码型。 1.　AMI码 AMI码称为传号交替反转码。其编码规则如下： 代码中的0仍为传输码0，而把代码中的1交替地变换为传输码的+1-1+1-1，…。举例如下： 消息代码：0 　1 1　1 0 0 1 0 … AMI　码：0 +1 –1 +1 0 0 -1 0 …或 0 -1 +1 –1 0 0+1 0 … 上例用波形表示如图4-1所示。图中，（a）为单极性非归零码，(b)和(c)为AMI码。 图4-1 AMI码波形示意图 图4-2 双相码波形示意图 图4-3 CMI码波形示意图 AMI码的特点： （1）无直流成分且低频成分很小，因而在信道传输中不易造成信号失真。 （2）编码电路简单；便于观察误码状况。 （3）由于它可能出现长的连0串，因而不利于接收端的定时信号的提取。 2. 数字双相码（Digital Diphase Code ） 数字双相码又称为分相码（Split-phase Code）或曼彻斯特码（Manchester Code）。它的编码规则之一是：用分别持续半个码元周期的正、负电平组合表示信码“1”；用分别持续半个码元周期的负、正电平组合表示信码“0”。其编码关系如表4-1所示。 数字双相码的波形举例如图4-2所示。图4-2(a)为单极性非归零码，图4-2(b)、(c)为数字双相码。 双相码的主要特点是： 双相码为双电平码，可提供足够的定时分量，又无直流分量，利于定时信息的提取，而且编码简单。 上述介绍的双相码是绝对双相码，还有另一种双相码，称为差分双相码。 其编码规则是： 先将原二进制代码变成差分码，然后再按照绝对双相码的编码规则进行编码，则可得到差分双相码。 数字双相码主要用于本地局域网。 3. CMI码 CMI码称为传号反转码，是一种二电平码。其编码规则是：“１”码交替地用“１１”和“００”表示；“０”码用“０１”表示。编码举例如表４-２所示。 CMI码在光纤传输中用作线路传输码。 CMI码的波形举例如图4-3所示。图4-3(a)为单极性非归零码，图4-3(b)、(c)为CMI码。 ? 4　nBmB码 这种是一种分组码，它的功能是把原信息代