三阶高密度双极性信号编译码的建模与仿真

摘要：提出了直接传输光通信系统中三阶高密度双极性信号编译码实现方法，分析了三阶高密度双极性信号编、译码规则，并用硬件描述语言构建了其编、译码模型，通过EDA技术实现仿真，验证了其设计的有效性，对设计数字基带通信系统有一定的参考价值。
关键词：数字通信；三阶高密度双极性码；编译码；硬件描述语言

数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分之一。在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。采用AMI码的传号交替反转，有可能出现四连零现象，不利于接收端的定时信号提取。而三阶高密度双极性码因具有无直流成份，低频成份少和连O个数最多不超过3个等明显的优点，对定时信号的恢复十分有利，成为CCITT协会推荐使用的基带传输码型之一。本文使用硬件描述语言对数字通信系统中的三阶高密度双极性码的编译码进行实用设计。

1 三阶高密度双极性码的编、译码规则
1．1 三阶高密度双极性码的编码规则
三阶高密度双极性码是AMI码的改进型，称为三阶高密度双极性码，它克服了AMI码的长连O串现象。
其编码规则为先检查消息代码(二进制)的连O串情况，当没有4个或4个以上连0串时，则这时按照AMI码的编码规则对消息代码进行编码；当出现4个或4个以上连O串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一非0符号(+1或一1)同极性的V符号，且必须保证相邻V符号应极性交替(即+l记为+V，一1记为一V)；检查相邻V符号问的非O符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或一B符号，且B的极性与前一非O符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
1．2 三阶高密度双极性码的译码
三阶高密度双极性码的译码是编码的逆过程，其译码相对于编码较简单。从其编码原理可知，每一个破坏符号V总是与前一非O符号同极性，因此，从收到的三阶高密度双极性码序列中，容易识别V符号，同时也肯定V符号及其前面的3个符号必是连O符号，于是可恢复成4个连0码，然后再将所有的一1变成+1后便得到原消息代码。

2 三阶高密度双极性编码的建模
三阶高密度双极性码的建模思想：在消息代码的基础上，依据三阶高密度双极性编码规则进行插入“V”符号和插入“B”符号的操作，且用2位二进制代码分别表示。最后完成单极性信号变成双极性信号的转换，其编码器模型如图1所示。

2．1 插“V”模块的实现
插“V”模块是对消息代码里的四连0串的检测，即当出现四个连O串的时候，把第四个“0”变换成为符号“V”，用“11”标识，“1”用“01”标识，“O”用“00”标识，其模型如图2所示。