matlab实现三元码编码（AMI码，HDB3码，B6ZS码）

       

目录

1、传号交替反转码（AMI）

2、HDB3码

3、B6ZS码

4、完整代码

        三元码指的是用信号幅度的三种取值表示二进制码，三种幅度的取值为：+A，0，-A，或记作+1，0，-1。

        下面将介绍三种三元码及其具体的matlab编码。

        编码之前先定义要编码的二进制码。

clc
clear
% 定义二进制信码
code = [1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1];
% 创建时间轴数据
t = 0:0.5:(length(code)*100-1)*0.5;

1、传号交替反转码（AMI）

        在AMI码中，二进制码0用0电平表示，二进制码1交替的用+1和-1的半占空归零码表示。

%AMI码
AMI=[];
flag = 1; % 初始极性为正，即第一个1出现时用1的半占空归零码表示
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1
        AMI = [AMI ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else
        AMI = [AMI zeros(1,100)]
    end
end

2、HDB3码

        HDB3的编码流程可以表示为以下三个步骤：
        1、找到取代节的位置，即出现4个连0码的地方

定义count_0计数连0的个数，每次遇到1或者一轮的取代节取代结束都将其归零，开启新一轮的计数。

        2、确定使用哪一种类型的取代节，选择的原则是保证相邻V脉冲之间的B脉冲个数为奇数。

定义count2V_1计数相邻V脉冲之间的B脉冲个数，遇到1加1，一轮的取代节取代结束将其归零，计算下一相邻V脉冲之间的B脉冲个数。

        3、确定取代节中B脉冲和V脉冲的极性，B脉冲的极性保持交替反转，V脉冲的极性跟着上一个B脉冲走。

定义count_1计算B脉冲的个数，B脉冲的个数包括二进制码中本来就包括的1以及生成的取代节中的1，所以如若取代节为B00V型，取代结束之后count_1还需加1。

        未出现连4个0情况时，HDB3码与AMI码相同。

%HDB3码
HDB3=[];
flag = 1; % 初始极性为正
count_0 = 0;%记录连0个数
count2V_1 = 0;%计算两个V之间1的个数，用于确定是B00V型还是000V型
count_1 = 0; %计算总的1的个数，用于确定B的极性
 
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1   %当不连0时，与AMI一样
         HDB3 = [HDB3 ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
         count_0 = 0; %连0个数清0,开启新一轮计数
         count_1 = count_1+1;%总的1的个数加1
         count2V_1 = count2V_1 + 1;%两个V之间1的个数加1
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else  %出现了0
        count_0 = count_0+1;
        if(count_0 < 4)  %仍然和AMI码一样
            HDB3 = [HDB3 zeros(1,100)]
        else   %出现了四个连零
            if mod(count2V_1 ,2 ) == 1 %奇数个，为000V类型,V的极性跟着上一个B走(10)
                HDB3 = [HDB3 ones(1,50) zeros(1,50)]
                count_0 = 0;  %连零个数清零
                count2V_1 = 0 %两个V之间1的个数清零，总的1的个数不清零
            else %偶数个，为B00V型,V的极性跟着上一个B走(-10)
                     if mod(count_1 ,2) == 0 %偶数个1，B的极性轮到1，V跟着B走
                         HDB3( (i-3)*100-99:(i-3)*100-50 ) = 1*ones(1,50)  %B
                         HDB3 = [HDB3 ones(1,50) zeros(1,50)]              %V
                         flag = -flag;
                         count_0 = 0;  %连零个数清零，开启新一轮连0计数
                         count2V_1 = 0 %两个V之间1的个数清零，总的1的个数不清零
                         count_1 = count_1 + 1;
                     else %奇数个1，B的极性轮到-1，V跟着B走
                         HDB3( (i-3)*100-99:(i-3)*100-50 ) = -1*ones(1,50)  %B
                         HDB3 = [HDB3 -1*ones(1,50) zeros(1,50) ]           %V
                         flag = -flag;
                         count_0 = 0;
                         count2V_1 = 0;
                         count_1 = count_1 +1;
                 end
            end
        end
    end
end

3、B6ZS码

        与HDB3码类似，当连0为3时，取代节为0VB。B脉冲的极性保持交替反转，V脉冲的极性跟着上一个B脉冲走。

%BNZS码
BNZS = []
count_0=0;
count_1=0;
flag =1;
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1  %当不连0时，与AMI一样
         BNZS = [BNZS ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
         count_0 = 0;        %连0个数清0
         count_1 = count_1+1;%总的1的个数加1
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else  %出现了0
        count_0 = count_0+1;
        if(count_0 < 3)
            BNZS = [BNZS zeros(1,100)]
        else %出现了3个连零，用0vb，接下来判断VB的极性
            if mod(count_1,2)==1 %奇数个1，V的极性跟着前一个B走，为正，00->10
                BNZS( (i-1)*100-99:(i-1)*100-50 ) = 1*ones(1,50)%V
                BNZS = [BNZS -1*ones(1,50) zeros(1,50)]         %B
                count_1 = count_1 +1;
                count_0=0;
            else%偶数个1
                BNZS( (i-1)*100-99:(i-1)*100-50 ) = -1*ones(1,50)
                BNZS = [BNZS ones(1,50) zeros(1,50)]
                count_1 = count_1 +1;
                count_0=0;
            end
        end
    end
end

4、完整代码

clc
clear
% 定义二进制信码
code = [1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1];
% 创建时间轴数据
t = 0:0.5:(length(code)*100-1)*0.5;
 
 
% 单极性非归零码：1的时候为1，0的时候为0
NRZ3 = [];%存储单极性非归零码
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1
        %使用方括号拼接两个向量[]
        NRZ3 = [NRZ3 ones(1, 100)];%为了和t长度一样，一次的跨度也要为100
    else
        NRZ3 = [NRZ3 zeros(1, 100)];
    end
end
 
%AMI码
AMI=[];
flag = 1; % 初始极性为正
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1
        AMI = [AMI ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else
        AMI = [AMI zeros(1,100)]
    end
end
 
%HDB3码
HDB3=[];
flag = 1; % 初始极性为正
count_0 = 0;%记录连0个数
count2V_1 = 0;%计算两个V之间1的个数，用于确定是B00V型还是000V型
count_1 = 0; %计算总的1的个数，用于确定B的极性
 
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1   %当不连0时，与AMI一样
         HDB3 = [HDB3 ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
         count_0 = 0; %连0个数清0,开启新一轮计数
         count_1 = count_1+1;%总的1的个数加1
         count2V_1 = count2V_1 + 1;%两个V之间1的个数加1
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else  %出现了0
        count_0 = count_0+1;
        if(count_0 < 4)  %仍然和AMI码一样
            HDB3 = [HDB3 zeros(1,100)]
        else   %出现了四个连零
            if mod(count2V_1 ,2 ) == 1 %奇数个，为000V类型,V的极性跟着上一个B走(10)
                HDB3 = [HDB3 ones(1,50) zeros(1,50)]
                count_0 = 0;  %连零个数清零
                count2V_1 = 0 %两个V之间1的个数清零，总的1的个数不清零
            else %偶数个，为B00V型,V的极性跟着上一个B走(-10)
                     if mod(count_1 ,2) == 0 %偶数个1，B的极性轮到1，V跟着B走
                         HDB3( (i-3)*100-99:(i-3)*100-50 ) = 1*ones(1,50)  %B
                         HDB3 = [HDB3 ones(1,50) zeros(1,50)]              %V
                         flag = -flag;
                         count_0 = 0;  %连零个数清零，开启新一轮连0计数
                         count2V_1 = 0 %两个V之间1的个数清零，总的1的个数不清零
                         count_1 = count_1 + 1;
                     else %奇数个1，B的极性轮到-1，V跟着B走
                         HDB3( (i-3)*100-99:(i-3)*100-50 ) = -1*ones(1,50)  %B
                         HDB3 = [HDB3 -1*ones(1,50) zeros(1,50) ]           %V
                         flag = -flag;
                         count_0 = 0;
                         count2V_1 = 0;
                         count_1 = count_1 +1;
                 end
            end
        end
    end
end
 
%BNZS码
BNZS = []
count_0=0;
count_1=0;
flag =1;
for i = 1:length(code)
    if code(i) == 1  %当不连0时，与AMI一样
         BNZS = [BNZS ones(1, 50)*flag zeros(1,50)]
         count_0 = 0;        %连0个数清0
         count_1 = count_1+1;%总的1的个数加1
        if flag==1
           flag=-1;
        else
           flag=1;
        end
    else  %出现了0
        count_0 = count_0+1;
        if(count_0 < 3)
            BNZS = [BNZS zeros(1,100)]
        else %出现了3个连零，用0vb，接下来判断VB的极性
            if mod(count_1,2)==1 %奇数个1，V的极性跟着前一个B走，为正，00->10
                BNZS( (i-1)*100-99:(i-1)*100-50 ) = 1*ones(1,50)%V
                BNZS = [BNZS -1*ones(1,50) zeros(1,50)]         %B
                count_1 = count_1 +1;
                count_0=0;
            else%偶数个1
                BNZS( (i-1)*100-99:(i-1)*100-50 ) = -1*ones(1,50)
                BNZS = [BNZS ones(1,50) zeros(1,50)]
                count_1 = count_1 +1;
                count_0=0;
            end
        end
    end
end
 
figure(1)
subplot(4,1,1)
plot(t, NRZ3, 'LineWidth', 2)
axis([0 (length(code)*100-1)*0.5 -1 1.5])
title('单极性非归零码')
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
grid on;
 
subplot(4,1,2)
plot(t, AMI, 'LineWidth', 2)
axis([0 (length(code)*100-1)*0.5 -1 1.5])
title('AMI码')
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
grid on;
 
subplot(4,1,3)
plot(t, HDB3, 'LineWidth', 2)
%stairs(0:length(HDB3)-1,HDB3);
axis([0 (length(code)*100-1)*0.5 -1 1.5])
title('HDB3码')
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
grid on;
 
 
subplot(4,1,4)
plot(t, BNZS, 'LineWidth', 2)
axis([0 (length(code)*100-1)*0.5 -1 1.5])
title('BNZS码')
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
grid on;

具体实现：

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