C语言实现HDB3编码与译码

HDB₃码

AMI码存在出现长的连0串的缺点，为了克服AMI码的缺点，人们设计了HDB₃码。HDB₃码的编码规则如下：

把原二进制序列变成AMI码，检查AMI码的连0情况，当无3个以上连0码时，AMI码就是HDB₃码。（我感觉实际应用时可以不要转AMI码这一步）
当出现4个或4个以上的连0码时，则将每4个连0小段的第4个0变成非0码，这个非0码用符号V表示。原来二进制序列中所有的1码称为信码，用符号B表示。B码与V码的正负必须满足两个条件：①B码和V码各自都应该保持极性交替变换（确保编好的码中没有直流成分）；②V码必须与前一个B码同极性，如果不能满足这个条件，则将4个连0码的第1个0码变成与V码同极性的补信码，补信码用符号B’表示，同时要做出调整以保持B码与B’码保持极性交替变换。

例如：

原二进制序列：0 1 0 0 0 0 1 HDB₃码：0 1 0 0 0 1 -1 特殊情况：原二进制序列：0 0 0 0 0 0 0 0 HDB₃码：1 0 0 1 -1 0 0 -1

C语言HDB₃编码

/*** @description: Encode the source code as HDB3 code.* @param: hdb3   is a pointer to HDB3 code.*         source is a pointer to source code.*         len    is sequence length.* @return: none*/
void HDB3_Encoding(char *hdb3, const char *source, int len)
{   unsigned int i = 0;unsigned int cnt_0 = 0; //记录连续0的个数char last_b = 0;        //记录上一个信码（含B及B'）极性，初始化为0保证第一个信码极性为+1char last_v = -1;       //记录上一个V码极性，初始化为-1保证第一个V码极性为+1for(i = 0; i < len; i++){if(!source[i]){//源码为0cnt_0++;if(cnt_0 >= 4){//连续0的个数大于4cnt_0 = 0;*(hdb3+i) = (last_v&0x80)?1:-1;//保证V码极性交替变化last_v = *(hdb3+i);//更新last_vif((last_v != last_b)){//如果当前V码与前一个信码极性不同，则增加同极性的补信码*(hdb3+i-3) = last_v;last_b = last_v;//更新last_b}}else{*(hdb3+i) = 0;}}else{//源码为1cnt_0 = 0;if(!last_b){//如果是第一个为1的源码，则对应HDB3码的信码极性为+1*(hdb3+i) = 1;last_b = 1;}else{*(hdb3+i) = (last_b&0x80)?1:-1;//保证信码极性交替变化last_b = *(hdb3+i);//更新last_b}}}
}

C语言HDB₃译码

/*** @description: Decode HDB3 code.* @param: hdb3   is a pointer to HDB3 code.*         source is a pointer to source code.*         len    is sequence length.* @return: none*/
void HDB3_Decoding(char *source, const char *hdb3, int len)
{unsigned int i = 0;unsigned int cnt_0 = 0; //记录连续0的个数char polarity = 0;      //记录前一个信码（含B及B'）极性for(i = 0; i < len; i++){if(!(*(hdb3+i))){//HDB3码为0，译码结果一定是0cnt_0++;*(source+i) = 0;}else{//HDB3码为1或-1if((*(hdb3+i) == polarity)&&(cnt_0 >= 2)){//如果当前HDB3码极性与前一个信码极性相同且连续0的个数大于等于2个//则当前HDB3码是V码，译码结果为0*(source+i) = 0;if(cnt_0 == 2){//如果连续0的个数等于2个，则前一个信码是补信码，译码结果为0*(source+i-3) = 0;//修改补信码处的译码结果}}else{//当前HDB3码是信码（含B及B'），译码结果是1*(source+i) = 1;polarity = *(hdb3+i);//记录信码极性}cnt_0 = 0;}}
}

将HDB₃码的编、译码函数编译成Matlab可以调用的.mexw64文件后，用Matlab绘制的波形图如下图所示，可见译码结果与原二进制序列相同。

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