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6.2HDB3码1.1.1.1.教学目标(1)(1)(1)(1)掌握HDB3码的编译码规则及其特点(2)(2)(2)(2)了解HDB3码在通信领域中的应用2.2.2.2.教学重点(1)(1)(1)(1)掌握HDB3码的编译码规则(2)(2)(2)(2)注意HDB3码与AMI码的区别(3)(3)(3)(3)掌握HDB3的特点3.3.3.3.教学难点(1)(1)(1)(1)HDB3码的编码方法(2)(2)(2)(2)HDB3码的译码方法4.4.4.4.教学过程设计问题导入：上一节课我们讲到了AMI码，提问：AMI码的优缺点是什么？我们一起来复习：（1）AMI码就是传号交替反转码。交替反转指的是消息码中的“1”（传号）交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”（空号）保持不变。（2）优缺点：优点：无直流成分，高、低频成分较少缺点：当消息码中出现长串的连“0”时，接收端无法提取位定时信号。那么如何解决AMI中长串连“0”问题呢，人们提出了许多种类的改进AMI码，其中广泛为人们所接收的一种改进AMI码就是HDB3码。1111、HDBHDBHDBHDB3333码的定义HDB3（3ndOrderHighDensityBipolar）码的全称是三阶高密度双极性码。它是对AMI码进行的一种改进码型。改进目的：�保持AMI码的优良特性，无直流成分；�解决AMI码中出现的长串连“0”码，无法提取位定时信号的问题。讨论：1）如何保持AMI码的优良特性呢？2）HDB3码是如何解决AMI码的长串连“0”码问题？2222、HDBHDBHDBHDB3333码的编码规则�检查消息码中“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；�连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；�V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则，所以V称为破坏脉冲)，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；�B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；�V码后面的传号码极性也要交替。具体编码时，我们如何利用以上编码规则呢？下面介绍两种方法。方法1111：1）先将消息码变换成AMI码，然后检查AMI码的连“0”串情况，当无3个以上连“0”码时，则这时AMI码就是HDB3码。2）如果有4个连0，则每4个连0分成1小组，称为一个“破坏节”3）将破坏节的第4个0用“+1”或“-1”替换掉，称之为V比特。V取“+1”或“-1”的法则是：�第一个破坏节的V要保证与前一个非0比特同号�以后，相邻的破坏节中的V要反号提问：接收端如何区别哪个是原有的信息1，哪个是后加的V变来的1呢？4）如果一个破坏节中的V与前一个非0比特同号，则不用再对这个破坏节进行任何动作。5）如果一个破坏节中的V与前一个非0比特反号，则将这个破坏节中的第1个0替换成“+1”或“-1”，称之为B比特，B取“+1”或“-1”的法则是与本破坏节的那个V比特同号例1111：某消息码为0100001100001010时，求其HDB3码。解：根据编码步骤：101000011000010102)AMI0+10000-1+1000000-10+103400+1-1+1-10+104)000000V����������第一个破坏节第二个破坏节）消息码：码:)寻找个连：的确定30+1-1+1-10+105)B0+1-B+--1000+V000-V000+V00-V0+0-1+110106HDB0+1-1+1100+1-0010-1��������������������第一个破坏节第二个破坏节第一个破坏节第二个破坏节： 的确定：）码：方法2222（一种较简单的方法）：(1)查找替换：将消息码每4个连0划分成一组），用破坏节000V或B00V代替。当两个相邻的V码中间有�奇数个1码时，用000V代替一组连0码，�偶数个1码时，用B00V代替一组连0码。消息码中的其他码保持不变。(2)加符号：对1）中得到的1码、破坏脉冲V及调节脉冲B加符号。原则是：V与第一个的非0码符号相同，V与B的符号相同，其它符号都满足交替变换规律。(3)1值替代：V和B用1值替代。例2222：某消息码为0100001100001010时，求其HDB3码。解：根据方法2得，000000000100001100001010100111000V10102)011110103)B000+1V0��������������������第一组第二组第一组第二组消息码：)找连组：替代： 加符号：3-1+1+10-104)HDB0+100+V-B00-V000+1-1+-11+10-1000-1����������第一组第二组码：小结：刚才我们学习了HDB3码的编码方法。编码看似有些复杂，但注意其中的方法技巧，编码并不难。这里边希望大家注意HDB3码与AMI码的编码区别。接着我们介绍HDB3码的译码规则。3333、HDBHDBHDBHDB3333码的译码规则提示：由编码规则可知，HDB3码中新增了原来消息码中没有的１码，那么如何区分原有的１和新加的１呢？从破坏节上考虑：1）根据极点相同（V和前一个非0码、V和B极性相同）这一特点就可以很容易找到破坏点V。从而知道此处应该是４个连续的0符号；2）把所有1的符号去掉就恢复了原始信息了。例3333：请例2中HDB3码为0+1000+1-1+1-100-1+10-10进行译码。解：根据译码步骤译码：3000+100-100000HDB0+1-1+110101)0+1+1-1+110102000400+10-1+10-1+--1-1+-0010+-103+-000001码： 找极性相同点： )确定个连： )去掉号：1110104010000110000100001000 ）消息码： 小结：上面我们已经讲了HDB3码编码译码原理，也举了具体的实例，那么大家思考一下HDB3对AMI码的改进的地方在哪？HDB3码对消息码中连0个数进行了检测，当连0个数大于3时会给出了一定的提示。4444、HDBHDBHDBHDB3333码的特点由编译码规则，我们可以总结得出这么以下3个方面的特点：1111）B脉冲和V脉冲都符合极性交替的规则，因此这种码型无直流成分；2222）具有一定的自检错能力因为该码中信号的正负电平交替出现，同时信号中连0电平数最多为3，若接收信号破坏了上述规则说明传输过程中出现误码。3333）最重要的是，HDB3码解决了AMI码遇到连0串很难提取位定时信号的问题。5555、HDBHDBHDBHDB3333码在数字通信系统中的应用根据信息传输的知识知道，直流成分不能承载信息，所以传送直流分成就是浪费功率。那么要求选用的传输码型尽量无直流成分。另外，在数字通信系统中，位定时信息的提取也是一个很重要的实际问题，因为任何消息都是通过一连串码元序列传送的，所以接收时需要知道每个码元的起止时刻，以便在恰当的时刻进行取样判决恢复出原来的消息。HDB3正好满足数字通信系统中的这样的要求，所以是应用最广泛的传输码型。例如�广播电视传输系统�会议电视系统�地震数据采集记录系统总结：HDB3码编码时，将消息码中4个连0用破坏节B00V表示，同时又要不违反AMI的极性交替反转原则。译码时，关键点是找到极性相同点确定四个连0。6666、作业P1756-7