【数字基带信号】基于matlab三阶高密度双极型码【含Matlab源码 990期】

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二、三阶高密度双极型码简介

要了解HDB3码的编码规则，首先要知道AMI码的构成规则，AMI码就是把单极性脉冲序列中相邻的“1”码(即正脉冲)变为极性交替的正、负脉冲。将“0”码保持不变，把“1”码变为+1、-1半占空归零码表示的交替的脉冲。如：

NRZ码：1　0　0　0　0　1　0　0　0　0　1　1　0　0　0　0　1　1
AMI码：-1　0　0　0　0　+1 0　0　0　0 -1　+1 0　0　0　0　-1 +1

HDB3码是一种AMI码的改进型，它的编码原理可简述为，在消息的二进制代码序列中：
(1)当连“0”码的个数不大于3时，HDB3编码规律与AMI码相同，即“1”码变为“+1”、“-1”交替脉冲；
(2)当代码序列中出现4个连“0”码或超过4个连“0”码时，把连“0”段按4个“0”分节，即“0000”，并使第4个“0”码变为“1”码，用V脉冲表示。这样可以消除长连“0”现象。为了便于识别V脉冲，使V脉冲极性与前一个“1”脉冲极性相同。这样就破坏了AMI码极性交替的规律，所以V脉冲为破坏脉冲，把V脉冲和前3个连“0”称为破坏节“000V”；
(3)为了使脉冲序列仍不含直流分量，则必须使相邻的破坏点V脉冲极性交替；
(4)为了保证前面两条件成立，必须使相邻的破坏点之间有奇数个“1”码。如果原序列中破坏点之间的“1”码为偶数，则必须补为奇数，即将破坏节中的第一个“0”码变为“1”，用B脉冲表示。这时破坏节变为“B00V”形式。B脉冲极性与前一“1”脉冲极性相反，而B脉冲极性和V脉冲极性相同。

如：
NRZ码：　　1　0　0　0　0　1　0　0　0　0　1　1　0　0　0　0　1　1
AMI码：　　-1　0　0　0　0　+1 0　0　0　0 -1 +1 0　0　0　0 -1 +1
HDB3码：　-1　0　0　0 -V +1 0　0　0 +V -1 +1 –B 0　0 -V +1 -1

虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出:每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性(包括B在内)。这就是说，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如此, HDBn是一样推的. 主要是破坏节的长度不同
这里记录一个自己理解的小概念
归零与不归零:
比如都是表示 “1”
像这种,在整个码元期间电平保持不变的就是不归零
像这种在一个码元期间内发生变化的,比如先低后高,或者先高后低的就是归零的

三、部分源代码

x=[1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0];% 输入原码
y=x;% 输出y初始化
num=0;% 计数器初始化
for k=1:length(x)if x(k)==1num=num+1;                % "1"计数器if num/2 == fix(num/2) % 奇数个1时输出-1,进行极性交替y(k)=1;elsey(k)=-1;endend
end% HDB3编码
num=0;  % 连零计数器初始化
yh=y;  % 输出初始化
sign=0; % 极性标志初始化为0
V=zeros(1,length(y));% V脉冲位置记录变量
B=zeros(1,length(y));% B脉冲位置记录变量
for k=1:length(y)if y(k)==0num=num+1;  % 连“0”个数计数if num==4   % 如果4连“0”num=0;    % 计数器清零yh(k)=1*yh(k-4); % 让0000的最后一个0改变为与前一个非零符号相同极性的符号V(k)=yh(k);        % V脉冲位置记录if yh(k)==sign     % 如果当前V符号与前一个V符号的极性相同yh(k)=-1*yh(k); % 则让当前V符号极性反转,以满足V符号间相互极性反转要求yh(k-3)=yh(k);  % 添加B符号,与V符号同极性B(k-3)=yh(k);   % B脉冲位置记录V(k)=yh(k);     % V脉冲位置记录yh(k+1:length(y))=-1*yh(k+1:length(y));% 并让后面的非零符号从V符号开始再交替变化endsign=yh(k);          % 记录前一个V符号的极性endelsenum=0;                % 当前输入为“1”则连“0”计数器清零end
end                         % 编码完成
% re=[x',y',yh',V',B'];     % 结果输出: x AMI HDB3 V&B符号% HDB3解码

四、运行结果

五、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 沈再阳.精通MATLAB信号处理[M].清华大学出版社，2015.
[2]高宝建,彭进业,王琳,潘建寿.信号与系统——使用MATLAB分析与实现[M].清华大学出版社，2020.
[3]王文光,魏少明,任欣.信号处理与系统分析的MATLAB实现[M].电子工业出版社，2018.