數(shù)字基帶信號(hào):消息代碼的電波形。
一、二元碼
幅度取值只有兩種電平的碼型稱為二元碼。圖1給出了常用的幾種二元碼的波形圖。
圖1 幾種常用的二元碼波形
1. 單極性不歸零碼
在這種二元碼中用高電平和低電平(常為零電平)分別表示二進(jìn)制代碼的“1”和“0”,在整個(gè)碼元期間電平保持不變。一般記作nrz(l)。其波形如圖1(a)所示。
2. 雙極性不歸零碼
在這種二元碼中用正電平和負(fù)電平分別表示“1”和“0”,與單極性不歸零碼相同的是在整個(gè)碼元期間電平保持不變,因而這種碼型中不存在零電平。波形如圖1(b)所示。
3.單極性歸零碼
與單極性不歸零碼不同,發(fā)送“1”時(shí)在整個(gè)碼元期間高電平只持續(xù)一段時(shí)間,在碼元的其余時(shí)間則返回到零電平。常記作rz(l)。
有電脈沖寬度小于碼元寬度t,稱作占空比,一般使用半占空碼,即。其波形如圖1(c)所示。
4.雙極性歸零碼
雙極性歸零碼是用正極性的歸零碼表示“1”,用負(fù)極性的歸零碼表示“0”。雖然它存在三種取值,但它用脈沖的正負(fù)極性表示兩種碼的信息,因此仍屬于二元碼。波形如圖1(d)所示。
5.差分碼
這種碼不是用碼元本身的電平表示消息代碼,而是用相鄰碼元的電平的跳變和不變來(lái)表示“1”和“0”。圖中,以電平跳變表示1,以電平不變表示0,當(dāng)然上述規(guī)定也可以反過(guò)來(lái)。若用電平跳變表示“1”,稱為傳號(hào)差分碼,若用電平跳變表示“0”,則稱為空號(hào)差分碼。圖1(e)和(f)分別畫出傳號(hào)差分碼和空號(hào)差分碼,通常分別記作nrz(m)和nrz(s)。
差分碼電平與“1”和“0”之間不存在絕對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而是用電平的相對(duì)變化來(lái)傳輸信息,因此,它可以用來(lái)解決相移鍵控同步解調(diào)時(shí)因接收端本地載波相位倒置而引起的信息“1”和“0”的倒換問(wèn)題,所以得到廣泛應(yīng)用。由于差分碼中電平只具有相對(duì)意義,因而又稱為相對(duì)碼。
二、1b2b碼
原始的二元信息在編碼后都用一組兩位的二進(jìn)制碼來(lái)表示,通常將這類碼稱為1b2b碼。
1.雙相碼(biphase code)
雙相碼又稱manchester碼,即曼徹斯特碼。它是對(duì)每個(gè)二進(jìn)制代碼分別利用兩個(gè)具有2個(gè)不同相位的二進(jìn)制新碼去取代的碼。編碼規(guī)則之一是:
0→01(零相位的一個(gè)周期的方波)
1→10(π相位的一個(gè)周期的方波)
例如:
雙相碼的特點(diǎn)是只使用兩個(gè)電平。這種碼既能夠提供足夠的定時(shí)分量,又無(wú)直流漂移,編碼過(guò)程簡(jiǎn)單。但這種碼的帶寬是原碼的2倍。上述碼又稱為絕對(duì)雙相碼。與它對(duì)應(yīng)的另一種雙相碼稱為差分雙相碼。先把輸入的nrz(不歸零)碼變成差分碼,用差分碼實(shí)行絕對(duì)雙相碼編碼,此時(shí)的輸出碼,相對(duì)于輸入nrz波形,稱之為差分雙相碼。該碼在本地局域網(wǎng)中常被使用。
2.miller(密勒)碼
miller(密勒)碼又稱延遲調(diào)制碼,它可以看成是雙相碼的一種變形。編碼規(guī)則如下:“1”碼用碼元持續(xù)時(shí)間中心點(diǎn)出現(xiàn)的躍變來(lái)表示,即用“10”或“01”表示?!?”碼分兩種情況處理:對(duì)于單個(gè)“0”時(shí),在碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)躍變,且與相鄰碼元的邊界處也不躍變;對(duì)于連“0”時(shí),在兩個(gè)“0”碼的邊界處出現(xiàn)電平躍變,即“00”與“11”交替。為了便于理解,圖2(a)和(b)示出了代碼序列為11101001時(shí),雙相碼和密勒碼的波形。圖(a)是雙相碼的波形;圖(b)是密勒碼的波形。
3.cmi碼
cmi碼是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼的簡(jiǎn)稱,其編碼規(guī)則為:“1”碼交替用“11”和“00”表示;“0”碼用“01”表示,波形如圖2(c)所示。這種碼型有較多的電平躍變,因此含有豐富的定時(shí)信息。該碼已被ccitt推薦為pcm(脈沖編碼調(diào)制)四次群的接口碼型。在光纜傳輸系統(tǒng)中有時(shí)也用作線路傳輸碼型。
圖2 雙相碼、密勒碼cmi碼的波形
四、多元碼
數(shù)字信息中有多種符號(hào)時(shí),稱為多元碼。比如m元碼的數(shù)字信息中有m種符號(hào),相應(yīng)的必須有m種電平才能表示m元碼。一般認(rèn)為多元碼是m>2的m元碼。
在多元碼中,用一個(gè)符號(hào)表示一個(gè)二進(jìn)制碼組,則n位二進(jìn)制碼組要用元碼來(lái)傳輸。在碼元速率相同,即其傳輸帶寬相同的情況下,多元碼比二元碼的信息傳輸速率提高了倍。