通讯线路编码类型总结
无线通信工程—无线通信的信道编码总结
奇偶校验码 汉明码 BCH码
信
卷积码
非系统卷积码
道 编
正交码
码
系统卷积码
W-A码
正
m序列
交 编
岩垂码
码
L序列
扩散码
RS码
线性分组码
概述
– 基本概念 – 基本性质 – 伴随式译码 – 纠错能力和码限
举例
– 循环码 – BCH码和RS码
线性分组码----概述
基本概念
– 生成矩阵和校验矩阵
满足 v mG 的G矩阵称为生成矩阵；
位发生一个错误，即 e (0, ,0,eni ,0, ,0) 时，有
ST
T
Hv
HeT
(hnri1
,
hr2 ni
,
, hn0i )T
这就是说，当 v 的第i位发生一个错误时，S T 等于H矩阵的第i列。 反之，如果收到码字的伴随式 S T 等于H矩阵的第i列，我们就说
码字的第i位有错。
循环码的监督多项式或校验多项式。
线性分组码----循环码
循环码的伴随式译码
– 原理
设 s (sr1, sr2, s0 ) 对应的伴随多项式为
s(x) sr1xr1 sr2 xr2 s1x s0
则由 sT HrT HeT 知
k
sr1
h r k i r 1 ni
rnk 1,
i 1
将上式分别代入s(x)，得
k
s0 h0kirni r0 i 1
s(x) (rn1xn1 rn2xn2 r0 )g(x) (r(x))g(x) (e(x))g(x)
线性分组码----循环码
几种通信编码方式
1) 不归零制码（NRZ：Non-Return to Zero）原理：用两种不同的电平分别表示二进制信息“0”和“1”，低电平表示“0”，高电平表示“1”。
缺点： a 难以分辨一位的结束和另一位的开始；b 发送方和接收方必须有时钟同步；c 若信号中“0”或“1”连续出现，信号直流分量将累加。
2) NRZ-Inverted (NRZI)1改变：“1”为物理电平上的改变。
“0”为没有改变。
0改变：“0”为物理电平上的改变。
“1”为没有改变。
改变发生在当下位元的时钟脉冲前缘。
但是，NRZI 会有长串的0或1 位元出现，导致时脉回复有困难，可以使用一些编码技巧（例如游长限制）来解决。
曼彻斯特代码永远有时脉信号，但传输效率比NRZI 低。
NRZI 编码被用于磁带的录音、CD的刻录和标准USB的传讯。
3) 曼彻斯特码（Manchester），也称相位编码原理：每一位中间都有一个跳变，从低跳到高表示“0”，从高跳到低表示“1”。
优点：克服了NRZ码的不足。
每位中间的跳变即可作为数据，又可作为时钟，能够自同步。
缺点：带宽利用率低，只有50%。
如10M以太网，有效带宽是10M，但实际占用带宽却有20M.4) 差分曼彻斯特码（Differential Manchester）原理：每一位中间都有一个跳变，每位开始时有跳变表示“0”，无跳变表示“1”。
位中间跳变表示时钟，位前跳变表示数据。
优点：时钟、数据分离，便于提取。
5) MLT-3在100BASE-TX网络中采用MLT-3传输方式。
为Crescendo Communications公司（1993年被CIsco 公司并购）所发明的基带传输技术，相传Mario Mazzola、Luca Cafiero与Tazio De Nicolo三人共同开发此项技术，因此命名为“MLT-3”。
MLT-3在多种文献中解释为多阶基带编码3或者三阶基带编码。
就三阶而言，信号通常区分成三种电位状态，分别为：“正电位”、“负电位”、“零电位”。
线路编码知识
4B5B关闭窗口概念分析随着网络的普及、综合布线的应用日趋广泛，传输等级也愈来愈高，从3类到4类再到5类，到目前已有6类布线产品投放市场。
描述语定义这些等级的主要参数就是传输带宽(MHZ)。
与此同时，网络应用也层出不穷。
传输介质从10Base5(粗缆)、10Base2(细缆)、10BaseT(双绞线)、10BaseFL(光纤) 到100BaseTX(STP/UTP)、100BaseT4(4/5类UTP)、100BaseFX(光纤)，到目前千兆快速网业已出现。
用来描述这些应用得主要参数则是速率(Mbps)。
事实上，申农公式早已概括出带宽B和速率C 之间的关系：C=B×Log(1+SNR)式中B为信道带宽，所谓带宽是指能够以适当保真度传输信号的频率范围，其单位似Hz，它是信道本身国有的，与所载信号无关。
SNR为信噪比，它由系统的发收设备以及传输系统所处的电磁环境共同决定。
而速率C是一个计算结果，它由B和SNR共同决定，其单位为bps，在概念上表征为每秒传输的二进制位数。
可见，给定信道，则带宽B也随之给定，改变信噪比SNR可得到不同的传输速率C 。
MHz与Mbps 有着一对多的关系，即同样带宽可以传输不同的位流速率。
同时，Mbps是依赖于应用的；而MHz则与应用无关。
技术探讨如果要给与打一个形象的比喻，那么汽车时速与引擎转速恰到好处。
当给定旋转速度，在齿轮已知的情况下可以计算出汽车的速度。
在这个类比当中，齿轮起了一个桥梁的作用。
事实上，齿轮之于汽车和引擎就如编码系统之于速率和带宽。
编码是为计算机进行信息传输而被采用的。
通过对信息进行编码，许多技术上的问题，比如同步、带宽受限等都可以得到解决。
编码对于信息的可靠传输是至关重要的。
目前有两种基本的编码系列。
第一种是每N位添加一个同步位，以使同步成为可能(如当N=1时，为Manchester编码；当N=4时，为4B5B编码)，但这需要一个比原来更大的带宽。
第四章：线路编码
加扰二进制码 1B2B码 mBnB码 插入比特码
单极性信号
正值 01 0 11 0 1 1 0
光信号
双极性信号
正值 0 10 1 1 0 11 0
负值
电信号
单极性与双极性信号
简单的二电平码会带来如下问题：
• 在随机码流中，容易出现长串连“１”码或长串连“0”码， 这样可能造成位同步信息丢失，给定时提取造成困难或产生较 大的定时误差。
PI DI DI IB
二极管电流
连续的模拟信号叠加 在直流偏置电流上适当 选择电流偏置的大小， 是静态工作点位于LED 特性曲线的中点,减小光 信号的非线性失真。
调制深度m=Im/IB
Im:调制电流幅值
IB:偏置电流幅值
LED的模拟驱动与偏置电路
C 滤除直流,
U通过R1、R2：为三极管提 供偏置电压
1、 mBnB码分类 按WDS分类： A：零不均等码：叫做均等mBnB码
（ n>=m+2）码组内0、1的个数相等。（误 码校验方便）
例如：6B8B
B：1不均等码：m比特码只占用n比特码中不均 等为-1的码字。（0多，节省光功率）。 例如：5B7B
C：平衡不均等码：需要用两种模式。 2B3B 5B6B
(3) 允许的调制速率要高或响应速度要快， 以满足系统的 大传输容量的要求。
(4) 器件应能在常温下以连续波方式工作， 要求温度稳定 性好， 可靠性高，寿命长。
(5) 此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方便，价 格便宜。
LD LED各自特点：
LD 1.输出功率较大（几到几十mW） 2.带宽大，调制速率高 3.相干光 4.与光纤耦合度高 5.光谱窄 图 6.制造工艺难度大 成本高 7.P-I曲线线性好 图
现代通信技术-线路码型：单双极性NRZ码、单双极性RZ码
03.单/双极性NRZ/RZ码
波形示意图：
谢谢
02.单/双极性NRZ码
单极性NRZ码的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1， 其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。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。
双极性NRZ码的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，当0、 1符号等可能出现时无直流分量。而恢复信号的判决电平为零 值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。
注意：
单极性波形：该波形的特点是电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL、CMOS电路产 生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远 距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。 双极性波形：当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接 收端恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。 单极性归零波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。通常，归零波形使 用半占空码，即占空比为50%。从单极性RZ波形可以直接提取定时信息。与归零波形相 对应，单极性波形和双极性波形属于非归零(NRZ)波形，其占空比等于100％。 双极性归零波形：兼有双极性和归零波形的特点。使得接收端很容易识别出每个码元的 起止时刻，便于同步。
03.单/双极性RZ码
单极性RZ码的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。
双极性RZ每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之 间必定留有零电位的间隔。有利于同步脉冲的提取。
03.单/双极性NRZ/RZ码
线路码型： 单/双极性NRZ码 单/双极性RZ码
列举工业数据通信的编码方案 -回复
列举工业数据通信的编码方案-回复工业数据通信的编码方案是指在工业领域中用于将信息从一台设备传输到另一台设备的编码技术。
这些编码方案可以确保数据的稳定传输，并提高通信的可靠性和效率。
在工业数据通信中，有许多不同的编码方案可供选择，每种方案都有其独特的优势和适用性。
下面将一步一步回答列举的编码方案，讨论它们的工作原理以及在工业领域中的应用。
1. 脉冲编码调制(Pulse Code Modulation, PCM)：PCM是一种常用的数字编码方案，用于将模拟信号转换为数字信号，并在传输过程中进行编码和解码。
它将连续的模拟信号分割为离散的样本，并使用固定的位数表示每个样本的幅度。
PCM在工业自动化中广泛应用，特别是在工业控制系统中用于传输传感器数据和控制信号。
2. 调幅键控(Amplitude Shift Keying, ASK)：ASK是一种数字调制技术，可以通过调整载波的幅度来表示数字数据。
在工业数据通信中，ASK经常用于短距离无线传输和射频识别(RFID)等应用中。
ASK的优点是简单且成本低廉，但它对噪声和干扰较为敏感。
3. 频移键控(Frequency Shift Keying, FSK)：FSK是一种数字调制技术，它通过改变载波的频率来表示数字数据。
FSK在工业自动化中常用于远距离无线传输，例如在工厂中采集传感器数据并将其传输到控制中心。
与ASK相比，FSK对噪声和干扰具有更好的抗干扰性能。
4. 相移键控(Phase Shift Keying, PSK)：PSK是一种数字调制技术，它通过改变载波的相位来表示数字数据。
PSK在工业数据通信中被广泛应用，例如在数字通信系统中用于传输数据和语音。
PSK的优点是能够在有噪声和干扰的环境中实现可靠的数据传输。
5. 正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)：OFDM是一种多载波调制技术，它将高速数据信号分成多个低速子载波进行传输。
线路编码
(1) P码为奇校验码时， “1”码的个数为奇数， 例如：
m+1 个码内
mB码为： 100 000 001 110…… mB1P码为： 1000 0001 0010 1101…… 当检测得m+1个码内“１”码为奇数时，则认为无误码。
(2) P码为偶校验码时， “１”码的个数为偶数，
m+1 个码内
例如：
其他的mBnB码编译码电路原理相同，只是电路复杂程度 有所区别而已。
4.3.3 插入码
插入码是把输入二进制原始码流分成每m比特(mB)-一组， 然后在每组mB码末尾按一定规律插入一个码，组成m+1个码为 一组的线路码流。 根据插入码的规律，可以分为mB1C码、 mB1H码和mB1P码。
1.
mB1C码的编码原理是，把原始码流分成每m比特(mB)一组， 然后在每组mB码的末尾插入1比特补码，这个补码称为C码， 所以称为mB1C码。补码插在mB码的末尾，连“0”码和连“1” 码的数目最少。
线路编码
在光纤通信系统中，从电端机输出的是适合于电缆传输的 双极性码。光源不可能发射负光脉冲，因此必须进行码型变换， 以适合于数字光纤通信系统传输的要求。
数字光纤通信系统普遍采用二进制二电平码，即“有光脉 冲”表示“１”码， “无光脉冲”表示“0”码。
简单的二电平码会带来如下问题：
• 在码流中，出现“１”码和“0”码的个数是随机变化的， 因而直流分量也会发生随机波动(基线漂移)， 给光接收机的判 决带来困难。
当然禁用WDS=±4和±6的码字。 表4.4示出根据这个规则 编制的一种5B6B码表，正组和负组交替使用。 表中正组选用 20 个 WDS=0 和 12 个 WDS=+2 ， 负 组 选 用 20 个 WDS=0 和 12 个 WDS=-2。
现代通信技术-线路码型：AMIHDB3码
具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一 规律性进行宏观监测； 编译码简单，以降低通信延时和成本。
02.AMI码
码型特点：
1）全称是传号交替反转码。 2）它采用极性编码方式的变形，其中“0”码仍与零电平对 应，而“1”码则用+1、-1交替变换。
编码规则：
消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“-1”； 0”(空号)保持不变。
《现代通信技术》课程
AMI/HDB3码
线路码型：
目 录
01
02
线路码型选择原则 AMI码 HDB3码
03
01.线路码型选择原则
不含直流，且低频分量尽量少；
应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；
功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带； 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；
02.AMI码
优点和不足：
1）不含直流成分，高、低频分量少，位定时频率分量虽然为0； 2）只要将基带信号经全波整流变为单极性归零波形，便可提取位定时信号；
3）AMI码的编译码电路简单，便于利用传号极性交替规律观察误码情况；
码型不足：
当原信码出现连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难；
03.HBD3码
HDB 码保持了AMI码的优点外，同时还将连“0”
码限制在3个以内，故有利于位定时信号的提取；
码型特点
A律PCM四次群以下的接口码型均为HDB 码；
03.HBD3码
（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与-1交替；
（2）连“0”数目超过3时，将每4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(这破坏了极性交替的规则，所以 V称为破坏脉冲)，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；
线路编码和crc校验编码
线路编码和crc校验编码线路编码（Line Coding）和CRC（Cyclic Redundancy Check）校验编码是在数字通信中常用的两种编码技术。
1. 线路编码（Line Coding）：-定义：线路编码是将数字信号映射到模拟信号的过程。
它是一种将数字比特流转换为模拟信号的技术，用于在传输介质上表示数字数据。
-目的：主要用于数字通信系统中，确保数据在传输过程中的正确性和可靠性。
-常见类型：-非归零编码（Non-Return-to-Zero，NRZ）：使用两个电平表示二进制位0 和1。
-归零编码（Return-to-Zero，RZ）：将信号在每个比特周期的中间返回到零电平。
-曼彻斯特编码：在每个比特周期的中间发生电平变化，有助于时钟同步。
-差分曼彻斯特编码：基于曼彻斯特编码，但通过电平的变化来表示二进制位的值。
- 4B/5B 编码：将4位数据编码成5位，以确保不会出现太多连续的零或连续的一。
2. CRC 校验编码（Cyclic Redundancy Check）：-定义：CRC 是一种循环冗余校验的技术，通过在数据中附加冗余信息（校验码），以检测在传输过程中的错误。
-目的：用于检测和纠正数据传输中的错误，特别是在数字通信和存储中。
-工作原理：将发送的数据附加上一个CRC 校验码，接收方通过计算接收到的数据的CRC 校验码，然后与接收到的CRC 校验码进行比较，以判断是否有错误发生。
-常见标准：CRC 校验常用于以太网、无线通信（如Wi-Fi）等通信协议中。
这两种编码技术通常一起使用，以确保在数字通信中的数据完整性和可靠性。
线路编码用于将数字数据转换为适合传输的信号形式，而CRC 校验编码用于在传输过程中检测和纠正错误。
无线通信网络中的信道编码技巧
无线通信网络中的信道编码技巧在无线通信网络中，信道编码是一种重要的技术，用于提高数据传输的可靠性和效率。
它通过在传输过程中引入冗余信息来纠正和检测错误，以最大限度地减少错误传输和丢失。
本文将介绍几种常见的信道编码技巧，包括卷积码、纠错码和调制编码。
1. 卷积码卷积码是一种流水线编码技术，它将输入信息流分割成一系列短序列，并通过在每个分段中添加冗余信息来增强数据的可靠性。
卷积码通常由一个或多个滑动窗口寄存器和一个组合逻辑门组成。
输入数据位经过滑动窗口寄存器，并与门电路进行逻辑操作，生成输出编码位。
卷积码具有较强的纠错能力和较低的复杂度，因此被广泛应用于无线通信中。
2. 纠错码纠错码是一种通过添加冗余信息来检测和纠正传输错误的编码技术。
它基于错误检测和纠正算法，可以在接收到有误的数据时自动纠正错误。
常见的纠错码包括海明码和Reed-Solomon码。
海明码通过添加校验位来实现错误检测和纠正，而Reed-Solomon码则使用插值和多项式除法来实现更高级别的纠错能力。
3. 调制编码调制编码是一种将数字数据转换为模拟信号的编码技术。
调制技术可以将数字信号转换为适合在无线通信信道上传输的模拟信号。
常见的调制编码技术包括振幅移键调制（ASK）、频率移键调制（FSK）和相移键调制（PSK）。
调制编码可以提高数据的抗干扰能力和传输效率，使得无线通信信道更加稳定可靠。
4. 自适应编码自适应编码是一种根据通信信道的特性和环境状态自动调整编码方式和参数的技术。
它可以根据信道的质量和干扰噪声的情况进行动态调整，以最大限度地提高传输效果。
自适应编码常用于具有时变信道条件的无线通信系统，例如移动通信和卫星通信。
通过自适应编码，可以实现更高的编码效率和较低的误码率。
在无线通信网络中，信道编码技巧的应用可以提高数据传输的可靠性和效率。
卷积码、纠错码和调制编码等技术在无线通信中得到广泛应用，并不断得到改进和优化。
自适应编码的引入使得通信系统可以根据实时信道状况进行动态调整，进一步提高了通信的可靠性和性能。
通讯线路编码类型总结
通讯线路编码类型总结通信线路的编码就像商品的包装，商品包装的目的是使商品更适合运输，在运输过程中不受损，同样，线路编码的目的就是使编码后的二进制数据更适合线路传输。
常用的光接口码型有NRZ、NRZI；电接口码型有HDB3、BnZS、CMI、Manchester、MLT-3。
NRZ码：NRZ即Non-Return to Zero Code,非归零码，光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此码型。
NRZ是一种很简单的编码方式，用0电位和1点位分别二进制的“0”和“1”，编码后速率不变，有很明显的直流成份，不适合电接口传输。
NRI编码如下图所示：NRZI码：NRZI即Non-Return to Zero Inverted，非归零反转码，光接口100Base-FX使用此码型。
编码不改变信号速率。
NRZI编码规则：1).如果下一个输入二进制位是“1”，则下一个编码后的电平是当前电平跳变后的电平；2).如果下一个输入二进制位是“0”，则编码后的电平与当前保持一致。
NRZI编码如下图所示：NRZ和NRZI都是单极性码，即都只有正电平和零电平，没有负电平，所以NRZ和NRZI码中有很多直流成份，不适合电路传输，并且NRZ和NRZI 编码本身不能保证信号中不包含长连“0”或长连“1”出现，不利于时钟恢复。
MLT-3码：MLT-3即Multi-Level Transmit -3，多电平传输码，MLT-3码跟NRZI码有点类型，其特点都是逢“1”跳变，逢“0”保持不变，并且编码后不改变信号速率。
如NRZI码不同的是，MLT-3是双极性码，有”-1”、“0”、“1”三种电平，编码后直流成份大大减少，可以进行电路传输，100Base-TX采用此码型。
MLT-3编码规则：1).如果下一输入为“0”，则电平保持不变；2).如果下一输入为“1”，则产生跳变，此时又分两种情况。
(a).如果前一输出是“＋1”或“－1”，则下一输出为“0”；(b).如果前一输出非“0”，其信号极性和最近一个非“0”相反。
通信原理中各种编码方式总结
带宽
二进制幅移键 控(2ASK)
其中α为滚降系数
二进制移频键 控（2FSK）
二进制绝对调 相（2PSK）
多进制绝对移 相(MPSK)
其中α为滚降系数
2
BM PSK
2 fs
Ts
通信原理中各种调制方式总结
连续波调制中幅度调制方式、角度调制方式总结：
调制方式
带宽
WAM 2Wm
标准调幅（AM） (W m 为原基带信号带宽)
双边带抑制载
WDSB 2Wm
波调制（DSB） (W m 为原基带信号带宽)
单边带调制 (SSB)
WSSB Wm
(W m 为原基带信号带宽)
残留边带调幅 (VSB)
(SO
/ NO )NBFM
3A2
K
2 f
f
noWm3
2 (t)
(SO
/
NO )WBFM
3A2
K
2 f
f
noWm3
2 (t)
输入信噪比
(Si
/ Ni ) AM
[ A02 f 2 (t)] 4n0 fm
f 2 (t) (Si / Ni )DSB 4n0 fm
f 2 (t) (Si / Ni )SSB/VSB n0 fm
(Si / Ni )SSB/VSB
f 2 (t) n0 fm(Si/ Ni )NBFM
A2 2n0Wm
A2 (Si / Ni )WBFM 2n0
脉冲调制中脉冲数字调制总结
调制方式
带宽
脉冲编码调制 (PCM)
输出信噪比
输入信噪比
增量调制(△M)
总和增量调制 (△-Σ)
连续波调制中数字调制方式总结
4.3节常用的线路编码
nBmB码
有2n 种组合
n个比特
m>n
编码（映射）
有2m种
组合
m位二进制码
2n 个可用码组
¾在光纤通信系统中，常选择
m=n+1，得到1B2B码，2B3B码，
禁用码组
3B4B码及5B6B码等。
¾其中5B6B码已实用化，用于 三次群和四次群光纤通信系统。
2m 种组合
3
nBmT码
有2n 种 组合
n个比特
10
原则四
¾具有内在的检错能力，即线路编码采用的码型 具有一定的规律性，接收端可以通过这种规律 性来监测码元在信道上传输是否出现错码。
二进制 比特:
1
0
1
1
1
0
0
1
0
线路编 码:
1
0
-1
1 -1
0
0
1
0
接收码 元
1
0
-1 -1 -1
0
0
1
0
不符合规律
存在错码
11
原则五
¾对于某些线路码型，信道中产生的单个错码会 扰乱一段译码过程，从而导致译码输出信息中 出现多个错误。这种现象称为“误码增殖”。 线路码设计时，我们希望“误码增殖”越小越 好。
差分双 +A
相码
0
−A
由负到正表示比特“0” 由正到负表示比特“1”
有跳变则表示比特“0” 无跳变则表示比特“1”
注意：对于比特0和1对应的波形定义，不同教材定义规则会 有差异。
5
CMI码编码规则
CMI码的编码规则是
比特“0” 比特“1”
“0 1”
交替地编为“1 1”和“00”
26. 无线通信中的编码技术有哪些？
26. 无线通信中的编码技术有哪些？26、无线通信中的编码技术有哪些？在当今高度互联的世界中，无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机通话到无线网络连接，从卫星通信到物联网设备之间的信息交换，无线通信无处不在。
而在无线通信系统中，编码技术起着至关重要的作用，它能够提高通信的可靠性、效率和安全性。
那么，无线通信中的编码技术都有哪些呢？首先，我们来了解一下信道编码技术。
信道编码的主要目的是通过在发送的信息中添加冗余信息，来对抗信道中的噪声和干扰，从而提高信息传输的可靠性。
其中，卷积码是一种常见的信道编码方式。
卷积码具有较强的纠错能力，其编码过程是通过移位寄存器和模 2 加法器实现的。
在接收端，通过维特比译码算法可以有效地对卷积码进行译码。
另一种重要的信道编码技术是Turbo 码。
Turbo 码是一种接近香农极限的编码方式，具有非常出色的纠错性能。
它通过将两个或多个简单的卷积码并行级联，并在其间加入交织器，从而实现了优异的纠错能力。
Turbo 码在第三代移动通信（3G）以及后续的无线通信标准中得到了广泛应用。
低密度奇偶校验码（LDPC 码）也是一种性能卓越的信道编码技术。
LDPC 码的校验矩阵具有低密度的特点，这使得其译码算法的复杂度相对较低。
LDPC 码在卫星通信、数字电视等领域都有着出色的表现。
除了信道编码，信源编码也是无线通信中的重要编码技术。
信源编码的主要任务是去除信源中的冗余信息，以提高传输效率。
例如，脉冲编码调制（PCM）是一种早期的信源编码技术，它将模拟信号转换为数字信号。
在语音通信中，常用的信源编码技术有线性预测编码（LPC）。
LPC 通过分析语音信号的线性预测系数来对语音进行编码，大大降低了语音信号的传输带宽。
此外，还有一种叫做矢量量化（VQ）的信源编码技术。
VQ 将输入信号矢量与一组预先定义的矢量进行比较，并选择最接近的矢量进行编码，从而实现数据压缩。
在无线通信的安全领域，加密编码技术起着关键作用。
《光纤通信》_第6讲_通信系统线路码
光纤通信系统中常用线路码型
光端机的接口有电接口和光接口之分，电接口 码型应选择与PCM终端机的接口码型一致，如 AMI，HDB3等 ，光接口用于光端机和光缆线路的 连接，其最适宜采用的仍为二元码。由于二元码的 缺陷通常对于由电端机输出的信号码流，在未对 LD调制以前，一般要先扰码或者进行码型变换， 常用的线路码型有：
光纤通信系统线路码
一般概念
PCM HBD3 码型变换 单极性 驱动电路
电端机
设备
光源 线路码
原则：1.能限制传号“1”的概率，节省发射功率； 2.能给接收机提供足够的定时信息； 3.能对光电端机进行不中断业务的误码检测； 4.能提供辅助信号和区间通信信道等。
通过增加线路码率的冗余度实现。 意义：a.实现不间断业务的误码监测； b.可与主信号传送勤务通信； c.平衡码流，不发生长连“0”或“1”。
这样形成的6个4B 码组都是两个“1”两个 “0”均等码，即两种模 式的公用码；而000用 0100（负模式）和1011 （正模式）交替表示，
光纤通信系统线路码
电缆数字通信系统中常采用的线路码型：
三阶高密度双极性码 HBD3 特点：1. 连“0”控制在三个以下；
2. 有+1/0/-1三个电平，极性交替出现； 3. 没有直流分量的漂移。
原码 0 1 1 0 0 0 1 0
HBD3
光纤通信的基本码型：单极性不归零码 NRZ
单极性归零码 RZ 原码 0 1 1 1 0 0 0 1 0 RZ
（2） 1不均等性：m比特码只占用n比特码中不 均等值为±1的码字，当n为奇数时，可采用这 种码，如5B7B码用的是d=-1的码字。5比特码 字的数目为25＝32，7比特码字中d＝－1的数 目有C47=35，满足 25 ＜ C47。由于5B7B码中的 “0”多于“1”，所以这种码型可以节省发射光 功率。
线路编码
6.4.5脉冲同步与 脉冲同步与HDB3n编码 脉冲同步与 编码
中继器或接收机通常需要脉冲同步，根据所做的符合判决，来确 1/ T0 保在正确时刻进行采样。理论上讲，在 Hz 处有谱线存在的线路 编码（如单极性RZ和双极性OOK）本身就具有脉冲同步功能，因为 再生时钟信号所需要做的就是用滤波器或锁相环将该谱线提取出来。 不具有这类谱线的其他线路编码通常经过诸如整流等处理来产生时 钟信号（参见稍后的图6—26到图6—29）。实际PCM系统中经常使 用的双极性RZ（BRZ）线路编码就是这种情况。 虽然BER信号整流后就会得到单极性RZ信号，从而在 1/ T0 Hz处 产生一条谱线。但在实际当中，如果发送连零长串就会出现一个问 题，即在这种情况下，可能会因为脉冲定时锁相环的失锁而导致不 能实现脉冲同步，如图6—30所示。为了防止出现这种情况，许多 BER系统都改用密度双极性（HDBn）编码，此时，当连零的数量超 过n时，就会被一个特殊的代码所取代。对于多路复用比特率为2、8 和34Mbit/s的PCM系统而言，ITU-T提出的建议（G.703）是采用
n=3 (HDB3)的码（参见19.2节）。在HDB3中，连续的四个零会被 000V或100V取代，这里的V表示二进制数1，但所选择的符合必须违 反交替传号的规则，这样检测到的才是全零码的特殊序列，如图 6—12所示。而且，连续违反（V）脉冲的极性也是交替变化的，以 避免引入直流分量（采用两个可能的特殊000V 和100V就可以达到 这一目的，究竟选择哪一个码取决于从最后一个插入的码开始的1 的个数）。HDB的谱较BER信号变化不大（图6—11），HDB3有时也 称为B4ZS,表示四个零被取代的双极性信令。
如果符号是等概率的，则有极性二进制信令也具有判决门限为0 V 的优势，这意味着在接收机中无须自动增益控制（AGC）。
第6讲_通信系统线路码
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mB1H码的基本结构如图所示
图中C为mB中最后一个信号码的补码，S为
多余比特码，可以在特定的mB1H码中按照各
自的帧结构，组成辅助信号插入到S码位中去。 C码和S码位插入的辅助信号统称为H码。
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我国采用的有8B1H、4B1H及1B1H码。下面 以 8B1H为例详细说明。 8B1H 码： 8B1H 码是对二元信号序列进行(m＋1）/m
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编码时，对于3B码的8种组合，除000、 111外其余码凡含有两个“0”的，形成4B码时 补一个“1” ，凡含有两个“1”的，形成4B码 时补一个“0”。 这样形成的6个4B 码组都是两个“1”两个 “0”均等码，即两种模 式的公用码；而000用 0100（负模式）和1011 （正模式）交替表示， 111用0010（负模式）和 1101（正模式）交替表 示。
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mBnB编译码器
待变换的信号码流 → PROM的地址码 → 输出与地 址对应的并行4B码→已变换的 4B码流(C线决定组别)。
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mBnB编译码器
译码器与编码器基本相同，只是除去组别
控制部分。译码时，把送来的已变换的4B码流
，每4比特并联为一组，作为PROM的地址， 然后读出3B码，再经过并–串变换还原为原来 的信号码流。 其他的mBnB码编译码电路原理相同，只
第六讲
光纤通信系统线路编码
光纤通信系统线路码
从信源或编码器输出的信号一般为NRZ码，但 是在进行数字传输时要考虑传输信道的特点。为使 终端信息比特与信道相匹配，需要把NRZ码变换为 适合于信道传输的数字信号，这个过程称为线路编 码。 线路编码的主要功能之一是，根据香农 (Shannon)信道编码理论，把冗余度引入到信号码流 中，以尽量减少由于信道干扰效应而引起的差错。 从理论上讲，只要包括所引入的冗余度在内的信号 码率小于信道容量，就可以实现任何程度的无误数 字数据传输（无误程度取决于引入冗余度的大小） 。
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通讯线路编码类型总结
通信线路的编码就像商品的包装，商品包装的目的是使商品更适合运输，在运输过程中不受损，同样，线路编码的目的就是使编码后的二进制数据更适合线路传输。
常用的光接口码型有NRZ、NRZI；电接口码型有HDB3、BnZS、CMI、Manchester、MLT-3。
NRZ码：
NRZ即Non-Return to Zero Code,非归零码，光接口STM-NO、
1000Base-SX、1000Base-LX采用此码型。
NRZ是一种很简单的编码方式，用0电位和1点位分别二进制的“0”和“1”，编码后速率不变，有很明显的直流成份，不适合电接口传输。
NRI编码如下图所示：
NRZI码：
NRZI即Non-Return to Zero Inverted，非归零反转码，光接口
100Base-FX使用此码型。
编码不改变信号速率。
NRZI编码规则：
1).如果下一个输入二进制位是“1”，则下一个编码后的电平是当前电平跳变后的电平；
2).如果下一个输入二进制位是“0”，则编码后的电平与当前保持一致。
NRZI编码如下图所示：
NRZ和NRZI都是单极性码，即都只有正电平和零电平，没有负电平，所以NRZ和NRZI码中有很多直流成份，不适合电路传输，并且NRZ和NRZI 编码本身不能保证信号中不包含长连“0”或长连“1”出现，不利于时钟恢复。
MLT-3码：
MLT-3即Multi-Level Transmit -3，多电平传输码，MLT-3码跟NRZI码有点类型，其特点都是逢“1”跳变，逢“0”保持不变，并且编码后不改变信号速率。
如NRZI码不同的是，MLT-3是双极性码，有”-1”、“0”、“1”三种电平，编码后直流成份大大减少，可以进行电路传输，100Base-TX采用此码型。
MLT-3编码规则：
1).如果下一输入为“0”，则电平保持不变；
2).如果下一输入为“1”，则产生跳变，此时又分两种情况。
(a).如果前一输出是“＋1”或“－1”，则下一输出为“0”；
(b).如果前一输出非“0”，其信号极性和最近一个非“0”相反。
MLT-3编码如下所示：
AMI码：
AMI即Alternate Mark Inversion，信号交替反转码，AMI类型的编码有HDB3、B3ZS、B8ZS等。
AMI编码规则：输入的“0”仍然是0，输入的“1”交替的变换为+1、-1。
AMI编码如下图所示：
AMI能保证编码后无直流分量，但AMI本身无法保长连“0”和长连“1”出现。
这就出现HDB3、B3ZS、B8ZS，这三种编码成功弥补了AMI码的这种缺陷。
HDB3码：
HDB3即High Density Bipolar of order 3 code，三阶高密度双极性码。
编码规则：
1).当原码没有四个以上连“0”串时，AMI码就是HDB3码。
2).当出现四个以上连“0”串时，将第四个“0”变成与其前面一非“0”同极性的符号，由于这个符号破坏了极性交替反转的规则，因此叫做破坏符号，用V符号表示(+1为+V，-1为-V)，相邻的V符号也需要极性交替。
3).当V符号之间有奇数个非“0”时，是能满足交替的，如为偶数，则不能满足，这时再将该小段的第一个“0”变成“＋B”或“－B”，B符号与前一个非“0”符号相反，并让后面的非“0”符号从V符号开始交替变化。
HDB3码如下图所示：
换一种更好记的方法：两V码之间原始码个数为为奇数时，用000V代替0000，为偶数时，用B00V代替0000，B00V之后，原始极性码必须与V码极性相反。
如下图所示：
B3ZS码：
B3ZS即Bipolar with three-zero substitution，三阶双极性码，T3线路用此编码。
编码规则与HDB3相同，只是编码后能允许最多连“0”的个数从HDB3的三个减小到两个。
B3ZS码如下所示：
B8ZS码：
B8ZS即Bipolar with eigth-zero substitution，八阶双极性码，如果源码中没有8个或以上连“0”串时，这时AMI码就是B8ZS码，如果有8个或以上连“0”时，将8个“0”替换成“000VB0VB”，其他规则同HDB3码。
T1线路采用此编码。
如下所示：
CMI码：
CMI即Code Mark Inversion，信号反转码。
编码规则：输入的“1”交替用-1和+1表示，“0”用电平从-1到+1的跳变表示，也就是一个上升沿。
E4和SMT-1e线路采用此编码，编码后信号速率被提高，其实是以牺牲带宽来换取传输特性。
如下图所示：
Manchester码：
使用电平从+1到-1的变化表示“0”，使用电平从-1到+1的变化表示“1”,编码效率低，只有50％，同CMI一样，是拿带宽换取传输特性，10Base-T使用此编码。
如下图所示：
各种链路与码型对应表：。