《通信原理》第二十三讲

《通信原理》第二十三讲§5.3基带传输的常用码型在实际的基带传输系统中，并不是所有代码的电波形都能在信道中传输。例如，前面介绍的含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输，又如，当消息代码中包含长串的连续“1或“0”符号时，非归零波形呈现出连续的固定电平，因而无法获取定时信息。因此，对传输用的基带信号主要有两个方面的要求：（1）对代码的要求，原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形要求，电波形应适合于基带系统的传输。前者属于传输码型的选择，后者是基带脉冲的选择。通常，传输码的结构应具有下列主要特性：(1)相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；(2)便于从信号中提取定时信息；(3)信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；(4)不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；(5)具有内在的检错能力。(6)编译码设备要尽可能简单，等等。满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多，这里介绍目前常见的几种。一、AMI码AMI码是传号交替反转码。其编码规则是将二进制消息代码“1”(传号)交替地变换为传输码的“+1”和“-1”，而“0”(空号)保持不变。例如：消息代码：100110000000110011…AMI码：+100-1+10000000–1+100–1+1…AMI码的优点是，不含直流成分，高、低频分量少，位定时频率分量虽然为0，但只要将基带信号经全波整流变为单极性归零波形，便可提取位定时信号。此外，AMI码的编译码电路简单，便于利用传号极性交替规律观察误码情况。图5-6AMI码和HDB3码的功率谱AMI码的不足是，当原信码出现连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB3码。二、HDB3码HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型。其编码规则如下：（1）当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；（2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；（3）为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；（4）破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。例如：代码：1000010000110000l1AMI码：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-BOO-V+l-1其中的V±脉冲和B±脉冲与1±脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码的。HDB3码的编码规则比较复杂，但译码简单。每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连0码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。HDB3码保持了AMI码的优点外，同时还将连“0”码限制在3个以内，故有利于位定时信号的提取。A律PCM四次群以下的接口码型均为HDB3码。三、PST码PST码是成对选择三进码。其编码过程是：先将二进制代码两两分组，然后再把每一码组编码成两个三进制数字(+、-、0)。因为两位三进制数字共有9种状态，故可灵活地选择其中的4种状态。为防止PST码的直流漂移，当在一个码组中仅发送单个脉冲时，两个模式应交替变换。例如：代码：01001110101100PST码：0+-++--0+0+--+或：0--++-+0-0+--+表5-1PST码二进制代码+模式-模式00-+-+010+0-10+0-011+-+-PST码能提供足够的定时分量，且无直流成分，编码过程也较简单。但这种码在识别时需要提供“分组”信息，即需要建立帧同步。在上述三种码型（AMI码、HDB3码和PST码）中，每位二进制信码都被变换成1位三电平取值（+1、0、-1）的码，因而有时把这类码称为lB／1T码。四、数字双相码数字双相码又称曼彻斯特（Manchester）码。它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示，例如：代码：1100101双相码：10100101100110因为双相码在每个码元周期的中心点都存在电平跳变，所以富含位定时信息。又因为这种码的正、负电平各半，所以无直流分量，编码过程也简单。但带宽比原信码大1倍。