三階高密度雙極性信號編譯碼的建模與仿真

摘要：提出了直接傳輸光通信系統中三階高密度雙極性信號編譯碼實現方法，分析了三階高密度雙極性信號編、譯碼規則，并用硬件描述語言構建了其編、譯碼模型，通過EDA技術實現仿真，驗證了其設計的有效性，對設計數字基帶通信系統有一定的參考價值。
關鍵詞：數字通信；三階高密度雙極性碼；編譯碼；硬件描述語言

數字基帶信號的傳輸是數字通信系統的重要組成部分之一。在數字通信中，有些場合可不經過載波調制和解調過程，而對基帶信號進行直接傳輸。采用AMI碼的傳號交替反轉，有可能出現四連零現象，不利于接收端的定時信號提取。而三階高密度雙極性碼因具有無直流成份，低頻成份少和連O個數最多不超過3個等明顯的優點，對定時信號的恢復十分有利，成為CCITT協會推薦使用的基帶傳輸碼型之一。本文使用硬件描述語言對數字通信系統中的三階高密度雙極性碼的編譯碼進行實用設計。

1 三階高密度雙極性碼的編、譯碼規則
1．1 三階高密度雙極性碼的編碼規則
三階高密度雙極性碼是AMI碼的改進型，稱為三階高密度雙極性碼，它克服了AMI碼的長連O串現象。
其編碼規則為先檢查消息代碼(二進制)的連O串情況，當沒有4個或4個以上連0串時，則這時按照AMI碼的編碼規則對消息代碼進行編碼；當出現4個或4個以上連O串時，則將每4個連0小段的第4個0變換成與前一非0符號(+1或一1)同極性的V符號，且必須保證相鄰V符號應極性交替(即+l記為+V，一1記為一V)；檢查相鄰V符號問的非O符號的個數是否為偶數，若為偶數，則再將當前的V符號的前一非0符號后的第1個0變為+B或一B符號，且B的極性與前一非O符號的極性相反，并使后面的非0符號從V符號開始再交替變化。
1．2 三階高密度雙極性碼的譯碼
三階高密度雙極性碼的譯碼是編碼的逆過程，其譯碼相對于編碼較簡單。從其編碼原理可知，每一個破壞符號V總是與前一非O符號同極性，因此，從收到的三階高密度雙極性碼序列中，容易識別V符號，同時也肯定V符號及其前面的3個符號必是連O符號，于是可恢復成4個連0碼，然后再將所有的一1變成+1后便得到原消息代碼。

2 三階高密度雙極性編碼的建模
三階高密度雙極性碼的建模思想：在消息代碼的基礎上，依據三階高密度雙極性編碼規則進行插入“V”符號和插入“B”符號的操作，且用2位二進制代碼分別表示。最后完成單極性信號變成雙極性信號的轉換，其編碼器模型如圖1所示。

2．1 插“V”模塊的實現
插“V”模塊是對消息代碼里的四連0串的檢測，即當出現四個連O串的時候，把第四個“0”變換成為符號“V”，用“11”標識，“1”用“01”標識，“O”用“00”標識，其模型如圖2所示。