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大数据背景下数字基带信号传输常用码型的专业

 
来源:数字通信 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22
 
■ 引言 在基带传输系统中,并非所有原始基带数字信号都适合在线路上传输。例如,富含DC和低频成分的基带信号不适合在某些具有电容耦合电路或线路的低端传输频带受限的设备中进行传输,因为这会导致信号失真。在另一个示例中,如果代码以长连续的“0”或“1”符号显示,则基带信号显示为长期不变的低电平或高电平,因此基带信号有多种可能性。概括地说,对传输用基带信号的要求主要有两点: (1)对传输码型的要求:将原始信息符号编制成适合传输用的码型。 (2)对基带脉冲波形的要求:电波型要适合在信道中传输。[1] ■ 传输码型选择原则 传输代码也称为条形码,其结构取决于实际通道的特性和系统的工作条件。由于不同的代码模式具有不同的属性,因此在为特定的信道传输属性设计适当的代码模式时,通常应遵循以下原则: (1)代码模板不包含直流项,并且低频项尽可能少。 (2)编码方案中的高频元素尽可能小,以便存储发射频带并减少交叉。 (3)信号的干扰抑制能力必须强。 (4)码型中应包含定时分量,以便提取位同步信号。 (5)编码方案要适用于信源变化。 (6)误码增值要小。 (7)码型具有一定的检错能力。 (8)编码效率应该很高,并且编码和解码设备应该尽可能简单。 任何基带信号都不能完全满足上述原理,应根据实际要求满足几个要点(如图1)。 图1 NRZ码与RZ码 ■ 几种常用的传输码型 (一)AMI码(传号交替反转码) 编码规则:二进制码0保持不变,1码交替用半占空归 零码+1和-1如图2示。 图2 AMI码图形 优点:(1)没有DC分量,其概率为0和1。 (2)Malalt零频率附近的低频元素很小。 (3)整流后的RZ码(双极性归零码)。 (4)如果接收端接收到的符号的极性相反,则可以正确地做出判断。 缺点:如果0代码太多,则提取位同步信号将变得困难。 (二)HDB3码(三阶高密度双极性码) 编码规则:如果信息代码包含4个或多个0代码,请改用000V或B00V。 如果两个V代码之间有奇数个1,则将其替换为000V。否则,将其替换为000V。 如果两个V代码之间有偶数个1,请改用B00V。 1个代码,补码(代码B),两个符号极性相反;(如图3) 图3 HDB3码图形 译码简单:V码及前3个信码必是连零的,以便恢复4个连0码,再将所有的-1、+1恢复为原始信息代码。 (三)双相码(曼彻斯特码) 编码规则:正负对称方波的周期代表0,反向波代表1,两者均为双极NRZ码。也就是说,代码1用数字10表示;代码1用数字10表示。代码0用01表示。 特点:仅使用两个电平,它们可以提供足够的定时分量,而不会产生直流漂移。编码很简单,但是需要相当大的带宽(如图4)。 图4 双相码图形 (四)密勒码(延迟调制码) 编码规则:1个代码用10或01表示; 0码有两种情况:如果单个0码没有电平跳变,则相邻符号之间的边界上就没有跳变;如果连接了0码,则两个0码边界,位置跳,即00和11交替出现(如图5)。 特征:如果两个之间有一个0,则两个之间的符号中间没有电平跳跃。此属性可用于检测错误。 缺点:所需带宽宽。 图5 密勒码图形 (六)CMI码(传号反转码) 编码规则:1代码由00和11交替表示,0代码由01指定。 特点:它很容易没有直流分量并且频繁出现波形跳跃。该点可用于恢复时间信号。10是禁止的代码组,连续的代码不超过3个(如图6)。 图6 CMI码图形 此规则可用于宏识别。 (七)多进制码(nBmB码) 将原始信息代码流的n位二进制代码用作一个组,并将m位二进制代码转换为新的代码组。其中m〉n,例如双相码、CMI码是1B2B码。 ■ 比较教学 将以上几种码型进行比较,根据其特点整理成表格(如表1) 表1 几种码型进行比较? ■ 结语 综上所述,对数字基带信号进行分类对照,这样对于初学者更容易接受,尤其是对于基础较弱的人群,可以举一反三应用到其他知识点上,以此来达到最佳的学习效果。 [1]张会生主编.通信原理[M].北京:高等教育出版社,2011,94-98. [2]尹立强,张海燕主编.通信原理及System View仿真测试[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2012,144. [3]张帆.数字基带信号传输常用码型的教学技巧分析和应用[J].信息通信,2017(07):270-271. ■ 引言在基带传输系统中,并非所有原始基带数字信号都适合在线路上传输。例如,富含DC和低频成分的基带信号不适合在某些具有电容耦合电路或线路的低端传输频带受限的设备中进行传输,因为这会导致信号失真。在另一个示例中,如果代码以长连续的“0”或“1”符号显示,则基带信号显示为长期不变的低电平或高电平,因此基带信号有多种可能性。概括地说,对传输用基带信号的要求主要有两点:(1)对传输码型的要求:将原始信息符号编制成适合传输用的码型。(2)对基带脉冲波形的要求:电波型要适合在信道中传输。[1]■ 传输码型选择原则传输代码也称为条形码,其结构取决于实际通道的特性和系统的工作条件。由于不同的代码模式具有不同的属性,因此在为特定的信道传输属性设计适当的代码模式时,通常应遵循以下原则:(1)代码模板不包含直流项,并且低频项尽可能少。(2)编码方案中的高频元素尽可能小,以便存储发射频带并减少交叉。(3)信号的干扰抑制能力必须强。(4)码型中应包含定时分量,以便提取位同步信号。(5)编码方案要适用于信源变化。(6)误码增值要小。(7)码型具有一定的检错能力。(8)编码效率应该很高,并且编码和解码设备应该尽可能简单。任何基带信号都不能完全满足上述原理,应根据实际要求满足几个要点(如图1)。图1 NRZ码与RZ码■ 几种常用的传输码型(一)AMI码(传号交替反转码)编码规则:二进制码0保持不变,1码交替用半占空归 零码+1和-1如图2示。图2 AMI码图形优点:(1)没有DC分量,其概率为0和1。(2)Malalt零频率附近的低频元素很小。(3)整流后的RZ码(双极性归零码)。(4)如果接收端接收到的符号的极性相反,则可以正确地做出判断。缺点:如果0代码太多,则提取位同步信号将变得困难。(二)HDB3码(三阶高密度双极性码)编码规则:如果信息代码包含4个或多个0代码,请改用000V或B00V。如果两个V代码之间有奇数个1,则将其替换为000V。否则,将其替换为000V。如果两个V代码之间有偶数个1,请改用B00V。1个代码,补码(代码B),两个符号极性相反;(如图3)图3 HDB3码图形译码简单:V码及前3个信码必是连零的,以便恢复4个连0码,再将所有的-1、+1恢复为原始信息代码。(三)双相码(曼彻斯特码)编码规则:正负对称方波的周期代表0,反向波代表1,两者均为双极NRZ码。也就是说,代码1用数字10表示;代码1用数字10表示。代码0用01表示。特点:仅使用两个电平,它们可以提供足够的定时分量,而不会产生直流漂移。编码很简单,但是需要相当大的带宽(如图4)。图4 双相码图形(四)密勒码(延迟调制码)编码规则:1个代码用10或01表示; 0码有两种情况:如果单个0码没有电平跳变,则相邻符号之间的边界上就没有跳变;如果连接了0码,则两个0码边界,位置跳,即00和11交替出现(如图5)。特征:如果两个之间有一个0,则两个之间的符号中间没有电平跳跃。此属性可用于检测错误。缺点:所需带宽宽。图5 密勒码图形(六)CMI码(传号反转码)编码规则:1代码由00和11交替表示,0代码由01指定。特点:它很容易没有直流分量并且频繁出现波形跳跃。该点可用于恢复时间信号。10是禁止的代码组,连续的代码不超过3个(如图6)。图6 CMI码图形此规则可用于宏识别。(七)多进制码(nBmB码)将原始信息代码流的n位二进制代码用作一个组,并将m位二进制代码转换为新的代码组。其中m〉n,例如双相码、CMI码是1B2B码。■ 比较教学将以上几种码型进行比较,根据其特点整理成表格(如表1)表1 几种码型进行比较?■ 结语综上所述,对数字基带信号进行分类对照,这样对于初学者更容易接受,尤其是对于基础较弱的人群,可以举一反三应用到其他知识点上,以此来达到最佳的学习效果。参考文献[1]张会生主编.通信原理[M].北京:高等教育出版社,2011,94-98.[2]尹立强,张海燕主编.通信原理及System View仿真测试[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2012,144.[3]张帆.数字基带信号传输常用码型的教学技巧分析和应用[J].信息通信,2017(07):270-271.

文章来源:数字通信 网址: http://sztx.400nongye.com/lunwen/itemid-9328.shtml


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