实验二基带传输常用码的编码解码方法一、实验目的了解基带传输常用码的编码解码方法。
二、实验内容设定一个信息码串，产生常见的编码如单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零、AMI、HDB3码的时域波形；不考虑噪声影响，以采样电平为依据恢复出原始信息串。
三、实验原理1、单极性非归零。
它用正电平和零电平分别对应二进制码“1”和“0”，波形特点是电脉冲之间无间隔，极性单一。
2.双极性非归零。
用正负电平的脉冲分别代表二进制代码“1”和“0”。
其正负电平的幅度相等、极性相反。
3.单极性归零。
是单极性非归零波形的形式。
4.双极性归零。
是双极性非归零波形的形式，兼有双极性和归零波形的特点。
5.AMI。
全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”保持不变。
6.HDB3。
全称是三阶高密度双极性码。
编码规则是：1）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、-1交替；2）当连“0”个数超过3时，将每四个连“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；3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，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；4)B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；5）V码后面的传号码极性也要交替。
译码：从收到的符号序列中可以很容易的找到破坏点V，就可以断定V符号及前面的三个符号必须是连“0”符号，从而恢复四个连“0”码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。
四、实验内容(一)单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零时域波形。
实验代码：M=10000; %产生码元数L=10; %每码元复制32次dt=0.1; %采样间隔T=L*dt; %码元时间TotalT=M*T; %总时间t=0:dt:TotalT; %时间F=1/dt; %仿真频宽df=1/T otalT; %频率间隔f=-F/2:df:F/2-df; %频率N=M*L; %总长度ShowM=16; %显示码元数ShowN=ShowM*L;ShowT=(ShowN-1)*dt;Showt=0:dt:ShowT; %时间dutyradio=0.5; %占空比randwave=round(rand(1,M)); %产生二进制随机码,M为码元个数randwave(1:16)=[1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0];onessample=ones(1,L); %定义复制的次数L,L为每码元的采样点数rerandwave=randwave(onessample,:); %复制的第1行复制L次unipolarwave=reshape(rerandwave,1,L*M); %重排成1*L*M数组%单极性不归零码subplot(4,1,1);plot(Showt,unipolarwave(1:ShowN));axis([0 20 -1.2 1.2]);%双极性不归零码bipolarwave=unipolarwave*2-1; %转换成双极性的subplot(4,1,2);plot(Showt,bipolarwave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);%单极性归零码：unipolarzerowave=zeros(1,N);for i=1:dutyradio*L %dutyradio为占空比unipolarzerowave(i+[0:M-1]*L)=randwave;endsubplot(4,1,3);plot(Showt, unipolarzerowave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);%双极性归零码bipolarzerowave=unipolarzerowave*2-1; %转换成双极性的subplot(4,1,4);plot(Showt, bipolarzerowave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);生成图像如下：此次实验产生的二进制码型是1010010011010100（可以更改），从实验结果看，与理论值是一致的。
第一个图像是单极性不归零码，第二个图像是双极性不归零码，第三个图像是单极性归零码，第四个图像是双极性归零码。
可以看出，（1）单极性不归零码“1”的表示方法：用正电平表示。
“0”的表示方法：用零电平表示。
（2）双极性不归零码“1”的表示方法：用正电平表示。
“0”的表示方法：用负电平表示。
（3）单极性归零码“1”的表示方法：半个码元周期用正电平表示，半个码元周期用零电平表示。
“0”的表示方法：半个码元周期用负电平表示，半个码元周期用零电平表示。
（4）双极性归零码“1”的表示方法：半个码元周期用正电平表示，半个码元周期用零电平表示。
“0”的表示方法：半个码元周期用负电平表示，半个码元周期用零电平表示。
(二) AMI、HDB3码时域波形实验代码：M=10000; %产生码元数L=20; %每码元复制32次dt=0.001; %采样间隔T=L*dt; %码元时间TotalT=M*T; %总时间t=0:dt:TotalT; %时间F=1/dt; %仿真频宽df=1/TotalT; %频率间隔f=-F/2:df:F/2-df; %频率N=M*L;ShowM=16; %显示码元数ShowN=ShowM*L;ShowT=(ShowN-1)*dt;Showt=0:dt:ShowT; %时间dutyradio=0.5; %占空比randwave=round(rand(1,M)); %产生二进制随机码,M为码元个数randwave(1:16)=[1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0];onessample=ones(1,L); %定义复制的次数L,L为每码元的采样点数rerandwave=randwave(onessample,:); %复制的第1行复制L次unipolarwave=reshape(rerandwave,1,L*M); %重排成1*L*M数组subplot(3,1,1);plot(Showt,unipolarwave(1:ShowN)); %绘制单极性码，便于与AMI码和HDB3码对照ylabel('单极性码');xlabel('时间(s)');axis([0 ShowT -0.2 1.2]);%AMI码生成方法amiwave=zeros(1,N);lastcode=1;for i=0:M-1if (randwave(i+1)==1) %有跳变if (lastcode==1)amiwave(i*L+1:i*L+L)=-1;lastcode=-1;elseamiwave(i*L+1:i*L+L)=1;lastcode=1;endelseamiwave(i*L+1:i*L+L)=0;endendsubplot(3,1,2);plot(amiwave); %绘制AMI码ylabel('AMI码');xlabel('时间(s)');axis([0 ShowN -1.2 1.2]);%解决HDB3码连续4个0及4个0以上的问题hdb3wave=zeros(1,N);lastcode=1; %上一个1状态vonevcount=0; %相邻V之间连1数目zerocount=0; %连零数目for i=0:M-1 %if (randwave(i+1)==1) %有跳变if (lastcode==1)hdb3wave(i*L+1:i*L+L)=-1;lastcode=-1;vonevcount=vonevcount+1;elsehdb3wave(i*L+1:i*L+L)=1;lastcode=1;vonevcount=vonevcount+1;endelsezerocount=zerocount+1;if (zerocount==4)if (mod(vonevcount,2)==1) %相邻V之间有奇数个1 if (lastcode==1) %插入000+Vhdb3wave(i*L+1:i*L+L)=1;else %插入000-Vhdb3wave(i*L+1:i*L+L)=-1;endvonevcount=0;elseif (lastcode==1) %插入-B00-Vhdb3wave((i-3)*L+1:(i-3)*L+L)=-1;hdb3wave(i*L+1:i*L+L)=-1;lastcode=-1;else %插入+B00+Vhdb3wave((i-3)*L+1:(i-3)*L+L)=+1;hdb3wave(i*L+1:i*L+L)=1;lastcode=1;endvonevcount=0;endzerocount=0;elsehdb3wave(i*L+1:i*L+L)=0;endendendsubplot(3,1,3);plot(hdb3wave); %绘制HDB3码ylabel('HDB3码');xlabel('时间(s)');axis([0 ShowN -1.2 1.2]);生成图像如下：此次实验产生的二进制码型是1000010000100000（可以更改），从实验结果看，与理论值是一致的。
第一个图像是单极性不归零码，第二个图像是AMI码，第三个图像是HDB3码。
可以看出，（1）单极性不归零码“1”的表示方法：用正电平表示。
“0”的表示方法：用零电平表示。
（2）AMI码“1”的表示方法：用正电平与负电平交替表示。
“0”的表示方法：用零电平表示。
（3）HDB3码“1”的表示方法：与AMI码一样，用正电平与负电平交替表示。
“0”的表示方法：当连续的0个数少于3个时，表示方法与AMI一样；当连续的0个数多于3个时，每4个0用B00V取代，其中，V必须要与前一个相邻的非零脉冲的极性相同，且两个V 码极性要相反，B可以取正电平、负电平、零电平，以使V的取值满足要求。
五、实验心得这次实验主要是关于基带传输常用码的编码解码方法，主要内容包括单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零、AMI、HDB3码的编解码。
通过实验，我对于这几种码型之间的区别与联系有了进一步的了解，之前用硬件实现过单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零、AMI、HDB3码的编解码。
通过此次实验，我明白了软件仿真与硬件实现的统一性，同一问题既可以用软件来实现，也可以用硬件来实现。