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第3章 数字数据和数字信号,数字数据通信(Digital Data Communication)指直接利用数字传输技术在数字设备之间传输数字数据。数字技术比模拟技术发展更快，数字设备很容易通过集成电路来实现，并与计算机相结合，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，数字设备的体积与成本的下降速度大大超过模拟设备。数字数据通信以数据帧为传输单位，通过检错编码和重发数据帧来检错和纠错，使用加密技术可有效增强通信的安全性。目前结合光纤的数字数据通信已经成为未来数字通信系统的主流。,本章主要介绍常用的数字编码，包括ASCII码、EBCDIC码、Unicode和UTF-8编码和其它汉字编码方式。常见的数字编码方法，包括单极性编码极化编码和双极性编码码型等。,数字通信系统包括数据通信系统都是以数字信号为载体传输信息，而数字信号可以是模拟信号经数字化处理后形成的编码信号，也可能来自数据终端设备（比如计算机）的原始数据信号，数字信号在一般情况下可以表示为一个数字序列：a-2,a-2,a0,a1,a2,简记an。An是数字序列的基本单元，成为码元。每个码元只能取离散的有限个值，例如在二进制中，只能取0活1两个值；在M进制中取0，1，2，M-1等M个值。,由于码元的取值有限，因此通常用不同幅度的电脉冲表示码元的不同取值。例如用幅度为A的矩形脉冲（高电平）表示1，用幅度为0的矩形脉冲（低电平）表示0.由此形成的二进制电脉冲序列被称为数字基带信号，这是因为他们占据的频带通常从直流和低频开始未经载波调制。因此，我们可以这样定义：频带分布在低频段（通常暴汗直流）且未经过调制的信号称为基带信号。从形式上看，基带信号有模拟和数字之分，具有高、低两种电平状态的电脉冲序列被称为数字基带信号，其特点是信号频带通常从直流和低频开始并且未经过载波调制；而未经调制的模拟信号可称为模拟基带信号。,首先我们介绍几个新的概念关于码型的几个名词*码型数字基带信号可以以不同形式的电脉冲出现，电脉冲的存在形式称为码型。*码型编码通常把数字信号的电脉冲表示过程称为码型编码或码型变换，由码型还原为原来数字信号的过程称为码型译码。*线路传输码型在有线信道中传输的数字基带信号又称为线路传输码型。,通常由信源编码输出地数字信号多为经自然编码的电脉冲序列（高电平表示1，低电平表示0，或者相反），这种经过自然编码的数字信号虽然是名副其实的数字信号，但却并不适合在信道中直接传输，或者说，数字通信系统一般不采用这样的数字信号进行基带传输，为什么？因为用这样的数字信号进行基带传输会出现很多问题，换句换说，就是他的码型不满足通信的要求。,我们先看看传输这种数字基带信号会遇到什么问题。（1）由于这种数字基带信号包含直流分量或低频分量，那么对于一些具有电容耦合电路的设备或者传输频带低端受限的信道，信号将可能传不过去。（2）自然编码后，有可能出现连“0”或连“1”数据，这时的数字信号会出现长时间不变的低电平或高电平，以致收信端在确定各个码元的位置时遇到困难。换句话说，收信端无法从接收到的数字信号中获取定时定位信息。（3）对收信端而言，从接收到的这种基带信号中无法判断是否包含有错码。以上3个问题足以说明经过自然编码的数字信号不适合直接在信道中传输。因此，人们需要寻求能够解决上述问题及其他问题的基带信号码型。,由于不同的码型具有不同的特性，因此在设计或选择适合于给定信道传输特性的码型时，通常要考虑一下的因素：（1）对于传输频带低端受限的信道，线路传输码型的频谱中应不含有直流分量。（2）信号的抗噪声能力要强。产生误码时，在译码中产生误码扩散的的影响越小越好。（3）便于从信号中提取位定时信息。（4）尽量减少基带信号频谱中的高频分量，以节省传输频带并减小串扰（5）对于采用分组形式传输的基带通信，收信端除了要提取位定时信息，还要恢复出分组同步信息，以便正确划分码组。（6）编译码的设备应尽量简单，易于实现。数字基带信号的码型种类很多，但没有一种码型能满足上述所有要求，在实际应用中，往往是根据需要全盘考虑，有取有舍，合理选择。下面个大家介绍一些目前广泛应用的重要码型。,第3章 数字数据和数字信号,3.1数字编码概述3.2 单极性编码3.3 极化编码3.4 双极性编码3.5 其它混合编码本 章 小 结,3.1数字编码概述,在数据通讯设备内部，由于各电路功能模块之间以及模块内部的元器件之间距离很短且工作环境可以通过各种措施加以保护，所以通常将原始的二进制并行或串行数据直接进行传输。而在远程传输数据时，为便于同步，减少在传输介质中的传输损耗和提高抗环境干扰能力，需要将传输的数据进行编码。,3.1.1 ASCII码 ASCII，美国信息交换标准码，是标准的国际通用信息交换用代码。该码由7位二进制构成，为了保证传输可靠性，常在码字的尾部增加一位做奇偶检验用，这样可由识别该8位二进制码组中出现“1”的总个数为奇或偶来判定是否在传输中产生错误，以便采取相应的措施。常见的ASCII对照表有二进制方式、十进制方式、十六进制方式三种。表3-1是ASCII表的十进制方式对照表。,表3-1 ASCII对照表,3.1.2 EBCDIC码 EBCDIC码是一种8位的BCD码，其全称为扩充的二十过制交换码。就编码长度而言，这种编码所能表示字符的上限为256个，但事实上它目前仅对143个字符进行了定义。表3-2列出了EBCDIC码的定义情况。,表3-2 EBCDIC代码对照表,3.1.3 Unicode和UTF-8编码 ISO（国际化标准组织）将全世界所有的符号进行统一编码，称为Unicode编码。Unicode编码的字符占用两个字符的大小，对于ASCII码表示的字符，Unicode只是简单的在ASCII码原来的一个字节码值上增加一个所有位全为0的字节。Unicode使用两个字节编码，因此能表示的字符集最大为65536，另外Unicode中还保留两千多个数值未用于字符编码。由于Unicode编码的空间有限，只能包含各个地区常用的字符而非所有字符，因此，在相当长的一段时间里，本地化字符编码和Unicode编码将共存。,UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。UTF是 UnicodeTranslationFormat，即把Unicode转做某种格式的意思。UTF-8使用可变长度字节来储存Unicode字符，例如ASCII字母继续使用1字节储存，重音文字、希腊字母或西里尔字母等使用2字节来储存，而常用的汉字就要使用3字节。辅助平面字符则使用4字节。UTF-8使用14个字节的序列对Unicode代码点进行编码。,3.1.4 汉字编码方式 1.GB2312-80 GB2312-80是我国于1980年颁布的汉字编码标准，是目前国内所有汉字系统的统一标准。为了保持国际上的通用性和兼容性，汉字编码不能脱离国际标准的ASCII码，但由于7位的ASCII码最多只能表示128个不同的字符，而且已经被英文字符占用了，因此GB2312-80的国家标准采用了扩充编码的办法，使用16位二进制数表示一个汉字的编码。GB2312-80基本集收入汉字信息交换用的基本图形字符，采用一字一码的原则，具体包括一般符号，序号，数字，拉丁字母，日文假名，希腊字母，俄文字母，汉语拼音符号，汉语注音字母及简化汉字6763个，总计7445个图形字符。,2.GBK GBK是GB2312-80的扩展，使用了原来编码空间的一些空白，增加了一些汉字，因此向下兼容，是Windows中文系统的缺省字符集。它包含了20902个汉字，其所有字符都可以一对一映射到Unicode2.0。,3.BIG5码 BIG5码又被称为大五码，是中国港台地区使用的字符编码方式。TW-BIG5码将所有字分为两大群，即常用字区和次常用字区，每个字区分都采用笔画排序，同笔画的字依部首排序。TW-BIG5每个字由两个字节组成，第一个字节编码范围是0 xA1-0 xF9，第二个字节编码范围是0 x40-0 x7E和0 xA1-0 xFE，共计收入13868个字，其中包括5401个常用字、7652个次常用字、7个扩充字、以及808个其他符号。,3.2 单极性编码,数字编码只指的是用电压改变来指示比特位的变化。单极性编码只使用一个电压值代表二进制中的一个状态，而以零电压代表另一个状态。常见的单极性编码包括单极性归零码和单极性非归零码两个类型。,归零码（Return Zero code，RZ码）指的是在整个码元期间高电平只维持一段时间，其余时间返回零电平，即归零码的有电脉冲宽度比码元宽度窄(即占空比1），每个脉冲在还没有到一个码元终止时刻就回到零值。,非归零码（Not Return Zero code，NRZ码）指的是在整个码元期间电平保持不变。归零码与非归零码的差别在于脉冲时间与码元的全部时间的关系。若在一个码元的全部时间内发出或不发出电流则为不归零码。若发出的电流小于一个码元的全部时间则为归零码，即归零码是发出窄的脉冲。,1.单极性非归零码 单极性非归零波形如图3-1所示，这是一种最简单、最常用的基带信号形式。这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，或者说，它在一个码元时间内用脉冲的有或无来对应表示0或1码。其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息。,图3-1 单极性非归零码,2.单极性归零编码 单极性归零码在每一码元的时间间隔内,当发1时,发出正电流,但是发电流的时间短于一个码元的时间,就是说,发一个窄脉冲；当发0时,仍然完全不发送电流。这样发1时有一部分时间不发电流,幅度降为回零电平。单极性归零码与单极性非归零码的区别是，有电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，所以称为归零波形。单极性归零波形可以直接提取定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。单极性归零码的波形如图3-2所示。,图3-2 单极性归零码,非归零编码的缺点是无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步。为保证收发双方的同步，必须在发送NRZ码的同时，用另一个信道同时传送同步信号。它的另一个缺点是当信号中“0”与“1”的个数不相等时，将存在直流分量，这是在数据传输中不希望存在的。,两个问题使得单极性编码较少采用：直流分量:单极性信号平均振幅不为零，含有直流分量，不能在没有处理直流分量能力的媒质（如微波）上传输同步:当连续0或连续1时电压不变，接收端无法知道每比特的开始和结束；而且传输时延会使时序失步，使连续0/1状态的数目被误识。通常需外加同步定时脉冲传送线路，从而使系统成本增加。,3.3 极化编码,极化编码使用一正一负两个电压值(即双极性）代表二进制比特值。比单极性编码平均电压值下降，减轻了直流分量，尤其是在双相位编码方法中，每个比特均含有正电压与负电压，彻底解决了直流分量问题。在极化编码各种变型中，只讨论三类最普遍的：非归零制 非归零电平编码非归零反相编码归零制:双极性归零码 双相位制曼彻斯特编码 用于以太(Ethernet)局域网差分曼彻斯特编码 用于令牌环(Token Ring)局域网中,极化编码_非归零编码(NRZ),3.3.1 非归零编码(NRZ)双极性的非归零编码只的是描述信号的0和1均可以由正电平和负电平来表示。1.非归零电平码（NRZ-L）非归零电平码指的是用正电平来描述信号1，用负电平来描述信号0。非归零电平码（NRZ-L）的码型如图3-3所示。,图3-3 非归零电平码,在采用NRZ-L的情况下，若线路上的电压为0，则说明当前线路上没有信号正在传输。NRZ-L编码思想简单，易于实现；但是不易提取同步信息，特别是在长0长1串时。2.非归零反相码（NRZ-I）非归零反相码指的是如果传输一个比特的起始时刻发生了电平跳变，那么这个比特就是二进制1，如果此刻没有发生电平跳变，那么这个比特就代表二制的0。实际上非归零反相码是差分码的一个实例。所谓差分码指的是一种以电平的跳转状况来表示数据时，在一个比特持续的时间内信号电平不出现跳变，而且这段时间内电平的值与数据信息不相关，而与数据信息相关的电平跳转只发生在比特传输的开始。非归零反相码的码型如图3-4所示。,图3-4 非归零反相码,非归零反相码解决了长1串的问题，但是对连续的长0串仍然无能为力。NRZ编码虽然简单,但其抗干扰能力比较差。另外,由于接收方不能正确判断开始与结束,从而收发双方不能保持同步,需要采取另外的措施来保证发送时钟与接收时钟的同步,需要另一个信道同时传送同步时钟信号。,3.3.2 归零编码 双极型归零码使用正、负二个电平分别来描述信号0和1，每个信号都在比特位置的中点时刻发生信号的归零过程,在每个码之间都有间隙产生。通过归零，使每个比特位（码元）都发生信号变化，接收端可利用信号跳变建立与发送端之间的同步。它比单极性和非归零编码有效。缺陷是每个比特位发生两次信号变化，多占用了带宽。图3-5所示的是双极性归零码的波形表示，其中1码发正的窄脉冲,0码发负的窄脉冲,两个码元的间隔时间可以大于每一个窄脉冲的宽度,取样时间是对准脉冲的中心。,图3-5 双极性归零码,双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决 比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用因此可以经常保持正确的比特同步即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛,3.3.3 双相位编码 双相位编码指的是使用两种电平的自同步编码，每个比特位间隙中信号出现一次电平跳变（相位改变），但不归零。正因为每个码元都发生信号跃迁，故传输效率几乎减小了一半。这种编码方式又叫裂相码。常见的双相位编码包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。,1.曼彻斯特编码 曼彻斯特编码的规则是:将每个比特的周期分为前与后两部分;通过前传送该比特的反码,通过后传送该比特的原码。每个比特的中间有一次跳变,它既可以作为位同步方式的内带时钟,又可以表示二进制数据。当表示数据时,由高电平到低电平的跳变表示0,由低电平到高电平的跳变表示1,位与位之间有或没有跳变都不代表实际的意义。图3-6是曼彻斯特编码的波形。,图3-6 曼彻斯特编码 曼彻斯特编码的优点一是自带时钟信号,不必另发同步时钟信号,二是不含直流分量。,2.差分曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码是糅合差分码和裂相码的编码方式，在这种编码内，每个1信号都发生相邻的交替反转过程，而每个0作为跟随信息。差分曼彻斯特编码每个比特的中间有一次跳变,它作用是只作为位同步方式的内带时钟,不论由高电平到低电平的跳变,还是由低电平到高电平的跳变都与数据信号无关。,二进制数据0,1是根据两比特之间有没有跳变来区分的。编码规则是：码元为1，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样；但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相反。不论码元是或，在每个码元的正中间时刻，一定要有一次电平的转换。差分曼彻斯特编码需要较复杂的技术，但可以获得较好的抗干扰性能。图3-7是差分曼彻斯特编码一个例子。,图3-7 差分曼彻斯特编码,比特中点位置上出现跳变，但这不表示数据信息1一比特起始时刻不出现电平跳变0一比特起始时刻出现电平跳变,差分曼彻斯特编码中，比特间隙中的信号跳变只表示同步信息，不同比特通过在比特开始位置有无电平反转来表示。在比特开始位置电平跃迁代表0，否则为1。曼彻斯特编码中，比特位中的信号跳变同时是同步信息和比特编码。密勒码较好地解决了带宽问题。曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码是数据通信中最常用的数字数据信号编码方式。它们明显的缺点都是效率较低,由于在每个比特中间都有一次跳变,所以时钟频率是信号速率的2倍。,3.4 双极性编码,双极性编码中采用三阶信号像归零编码一样，也使用正、负、零三个电平。但与归零编码不同的是，0电平代表比特值，表示二进制0，正负电平交替表示比特值1。主要用来解决单极性码中的长1和长0问题和极化编码带宽问题。,双极性编码,常用的双极性编码,1.双极性信号交替反转码（AMI）AMI码指的是用零电平代表二进制0，交替出现的正负电压表示1。信号交替反转码用交替变换的正、负电平表示比特1的方法使其所含的直流分量为零。,(1)零电平代表二进制0，交替出现的正负电压表示1。(2)信号交替反转码用交替变换的正、负电平表示比特1的方法使其所含的直流分量为零(3)AMI实现了两个目标：一是直流分量为零；二是可对连续的比特1可进行同步。(4)但对一连串的比特0并无同步确保机制。(5)为解决比特0的同步，两种AMI的变型B8ZS和HDB3被研究出来，前者在北美使用，后者用于日本和欧洲。,2.双极性8零替换编码（B8ZS）在AMI编码中，当连续出现8个比特0时，强行加入称为扰动的人工信号变化。根据连续0的前导比特1之极性，采用两种改变比特模式的编码方式之一。如果前导1是正电平，则8个0被编码为0，0，0，正，负，0，负，正。当前导1为负电平时，比特的编码模式为0，0，0，负，正，0，正，负。极性的表示如图3-9所示。,图3-9 B8ZS极性表示,例3.1 采用B8ZS码对数据进行编码，假设序列中第一个比特1的极性为正。解：根据B8ZS编码的8零替换规则，得到数据的波形如图3-10所示。,图3-10 B8ZS编码波形,8零替换码在一定程度上解决了为长0串提供同步信息的问题。无论选择哪种模式，替换后的序列中均会出现两次相邻非零电平同极的现象。接收端正是通过检测这个特征来确定被替换序列的位置，以便把它还原成连续的8个比特0。B8ZS编码的一个缺点是对于长度不足八个0的比特串仍然使用AMI编码方式处理，所以是达不到B8ZS编码要求的。,3.高密度双极性3零编码（HDB3）HDB3码的编码时，先把消息代码变成AMI码，当出现4个或4个以上连0码时进行处理，根据相邻的两个4零串中所夹的1个个数地方奇偶性来进行替换。当所夹的比特1个数为奇数时，用000D代替0000；当所夹的比特1个数为偶数时，用100D代替0000；通常把D称为破坏点，其中所有的0仍然使用0电平表示，改变的1与前边最近的1相反，D与前边最近的1相同。,HDB3码接收端通过比较最近的两个比特1的极性来确定需还原的序列的位置.HDB3码的译码比较简单，同时它对定时信号的恢复是极为有利的。HDB3是CCITT推荐使用的码之一。例3.2 试写出将数据编制成HDB3码的过程，假设位于这段数据序列首部的比特1极性为正，且其前继数据是4个连续的比特0。解：根据HDB3编码的4零替换规则，得到数据的波形如图3-11所示。,图3-11 HDB3编码波形,双极性编码,例3.3：试写出将数据编制成HDB3码的过程，假设位于这段数据序列首部的比特1极性为正，且其前继数据是4个连续的比特0。,双极性编码,高密度双极性3零码,3.5 其它混合编码,除了单极性双极性和极化编码三个基本的类型外，在数据通信领域存在其它的编码方式，本节将对这些编码方式做详细的讲述过程。,3.5.1 密勒码 Miller码也称延迟调制码，是一种变形双向码。其编码规则：对原始符号“1”码元起始不跃变，中心点出现跃变来表示，即用10或01表示。对原始符号“0”则分成单个“0”还是连续“0”予以不同处理；单个“0”时，保持0前的电平不变，即在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变。,密勒码也是一种利用电平的跳变表示数据信息的码型，用来解决裂相码带宽太宽的问题。1-比特中点的电平跳转0-比特中点没有出现电平跳转连续两个0时，后边的0改变极性。,3.5.2 多电平码 多电平码是一种以M个电平状态表示由n个比特组成的码元的编码（其中n与M的关系是nlog2M）。较为常见的多电平码有自然码和格雷码。一般地，多电平码所需的M个电平是以0电平为中心对称等距设置的。表3-4列出了在四电平自然码和四电平格雷码中电平与码元之间的对应关系：,表3-4 四电平自然码和格雷码,多电平码的优点是提高了传输效率和频带利用率。在输入比特率一定的情况下，M的取值越大频带利用率就越高。在发送功率一定的情况下，M越大抗噪声干扰的能力就越低。鉴于此M的取值一般不宜超过16。例3.3 分别采用四电平自然码和四电平格雷码对数据进行编码。解：对照表3-4可得四电平码自然码的波形如图3-13所示。,图3-13 四电平码自然码,对照表3-4可得四电平码自然码的波形如图3-14所示。,图3-14 四电格雷码,3.5.3 双二进制码双二进制码是一种通过电平状态表示数据信息的码型。编码方法:(1)1无电压状态；(2)0用正、负电平交替表示二进制的0，(3)当两个比特0之间出现奇数个比特1时，则位置靠后的那个比特0需改变电平极性。双二进制码的缺点是对连续出现的长0和长1串的处理能力都比较差。,例3.4 绘制数据的双二进制编码波形图。解：根据双二进制编码的规则，得到数据的双二进制编码波形如图3-15所示。,图3-15 双二进制编码,本 章 小 结,ASCII，美国信息交换标准码，由7位二进制构成，为了保证传输可靠性，常在码字的尾部增加一位做奇偶检验用.常见的ASCII对照表有二进制方式、十进制方式、十六进制方式三种。EBCDIC码是一种8位的BCD码，其全称为扩充的二十过制交换码。这种编码所能表示字符的上限为256个，但事实上它目前仅对143个字符进行了定义。,Unicode编码是ISO（国际化标准组织）将全世界所有的符号进行统一编码，Unicode使用两个字节编码，因此能表示的字符集最大为65536。UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。UTF-8使用可变长度字节来储存Unicode字符。常用的汉字编码方式包括GB2312-80、GBK、BIG5，GB2312-80是常用的简体汉字编码标准，GBK是GB2312-80的扩展码，BIG5繁体字符编码方式。,单极性编码只使用一个电压值代表二进制中的一个状态，而以零电压代表另一个状态。常见的单极性编码包括单极性归零码和单极性非归零码两个类型。极化编码使用一正一负两个电压值(即双极性）代表二进制比特值。极化编码每个比特均含有正电压与负电压，彻底解决了直流分量问题。,非归零反相码（NRZ-I）指的是如果传输一个比特的起始时刻发生了电平跳变，那么这个比特就是二进制1，如果此刻没有发生电平跳变，那么这个比特就代表二制的0。双极型归零码使用正、负二个电平分别来描述信号0和1，每个信号都在比特位置的中点时刻发生信号的归零过程。,双相位编码指的是使用两种电平的自同步编码，每个比特位间隙中信号出现一次电平跳变（相位改变），但不归零。常见的双相位编码包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。曼彻斯特编码的规则是当表示数据时,由高电平到低电平的跳变表示0,由低电平到高电平的跳变表示1,位与位之间有或没有跳变都不代表实际的意义。,差分曼彻斯特编码是糅合差分码和裂相码的编码方式，在这种编码内，每个1信号都发生相邻的交替反转过程，而每个0作为跟随信息。差分曼彻斯特编码每个比特的中间有一次跳变,它作用是只作为位同步方式的内带时钟,不论由高电平到低电平的跳变,还是由低电平到高电平的跳变都与数据信号无关。,双极性编码中采用三阶信号，像归零编码一样，也使用正、负、零三个电平。常用的双极性编码包括双极性信号交替反转码（AMI）、双极性8零替换编码（B8ZS）和高密度双极性3零编码（HDB3）。AMI码指的是用零电平代表二进制0，交替出现的正负电压表示1。信号交替反转码用交替变换的正、负电平表示比特1的方法使其所含的直流分量为零。,B8ZS编码指的是，在AMI编码中，当连续出现8个比特0时，根据连续0的前导比特1之极性，采用两种改变比特模式的编码方式之一。如果前导1是正电平，则8个0被编码为0，0，0，正，负，0，负，正。当前导1为负电平时，比特的编码模式为0，0，0，负，正，0，正，负。HDB3码的编码时，先把消息代码变成AMI码，当出现4个或4个以上连0码时进行处理，根据相邻的两个4零串中所夹的1个个数地方奇偶性来进行替换。当所夹的比特1个数为奇数时，用000D代替0000；当所夹的比特1个数为偶数时，用100D代替0000。,密勒码也是一种利用电平的跳变表示数据信息的码型，它的编码方式如下，连续的0和连续的1都要发生信号状态的变化，1在信号比特的T/2上发生电平跳转，第一个0将同步其前面的1的后T/2状态，并延续到一个周期T。多电平码是一种以M个电平状态表示由n个比特组成的码元的编码。较为常见的多电平码有自然码和格雷码。,双二进制码是一种通过电平状态表示数据信息的码型。它的编码方法是，用无电压状态表示1，用正、负电平交替表示二进制的0，当两个比特0之间出现奇数个比特1时，则位置靠后的那个比特0需改变电平极性。,数字基带信号传输与码间串扰,1.数字基带信号传输系统的组成,发送滤波器(信道信号形成器)：用于对经过码型编码后的基带信号(传输码，一般为矩形脉冲，频谱很宽，不适宜于传输)频带进行压缩，产生适合信道传输的基带波形。,讨论基带信号的传输问题：,信道：传输基带信号的媒质。信号在其中传输一般会产生波形失真。信道中的噪声一般是均值为零的高斯白噪声。接收滤波器：接收信道传来的信号，滤除信道噪声和干扰，使输出波形有利于抽样判决。抽样判决器：对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。同步提取：从接收信号中接收同步信息。,再生基带信号与输入信号比较，时间上有延迟。利用同步信号即位定时脉冲判决该脉冲是0还是1。第7个码发生了误差。,(b)的波形（双极性归0码）不适合于在信道中传输。(C)是适合于信道中传输的经码型及波形变换后的信号。(b)(c)比较，波形已发生延迟。,误码是由接收端抽样的错误判决造成的，主要原因：1.码间串扰2.信道的加性噪声数字通信的基带传输系统中,码间串扰是造成输出误码的主要原因。,码间串扰根本原因是系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾。对本码元采样判决时，其采样值是本码元值与前后几个邻近脉冲拖尾的叠加。,可能判为1,习题1、绘制信号的曼彻斯特编码波形图。2、绘制信号的双极性信号交替反转码（AMI）波形图。3、绘制信号的双极性8零替换编码（B8ZS）波形图。4、绘制信号的四电平自然码和四电平格雷码波形图。,