NRZ,曼徹斯特編碼,差分曼徹斯特編碼

1、不歸零法編碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼數(shù)字信號(hào)和數(shù)位化編碼的數(shù)據(jù)之間存在著自然的聯(lián)系。數(shù)位化存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)為0和1的序列。由于數(shù)字信號(hào)能夠在兩個(gè)恒量之間交替變換，所以可以簡單地把0賦予其中的一個(gè)恒量，而把1賦予另一個(gè)恒量。這里恒量的具體取值并不重要。如果是電子信號(hào)的話，這兩個(gè)恒量數(shù)值相同，但符號(hào)相反。為了保持論述的普遍性，我們把它們分別稱為“高電平”和“低電平”。1.不歸零法編碼不歸零法（）可能是最簡單的一種編碼方案。它傳送一個(gè)時(shí)把電壓升高，而傳送一個(gè)1時(shí)則使用低電平。這樣，通過在高低電平之間作相應(yīng)的變換來傳送0和1的任何序列。指的是在一個(gè)比特位的傳送時(shí)間內(nèi)，電壓是保持不變的（比如說，不

2、回到零點(diǎn)）。下圖描述了二進(jìn)制串的傳輸過程。編碼雖然簡單，但卻存在一個(gè)問題。研究一下下圖中的傳輸。它正在傳送什么呢?恒姑包平L平+HU低電平丄你可以回答說是“一個(gè)0的序列”。是的，但到底有多少個(gè)0呢?對(duì)于這個(gè)問題，你會(huì)回答說這取決于一個(gè)比特位的持續(xù)時(shí)間。現(xiàn)在假設(shè)我們告訴你1毫米線段對(duì)應(yīng)于一個(gè)周期。那么你所要做的就是量出圖中線段的長度，并轉(zhuǎn)換為毫米。這一計(jì)算將告訴你線段中有多少個(gè)1毫米的分段，也就是0的個(gè)數(shù)。理論上這個(gè)方法是行得通的，但實(shí)際上卻不然。假設(shè)有個(gè)人用尺子畫出了一條包含10個(gè)01毫0米分段的線段。那么總共有多長呢?答案是1米，但由于在測(cè)量和實(shí)際繪制時(shí)出現(xiàn)的誤差，線段可能只是接近而不是剛剛

3、好一米長。因此，當(dāng)?shù)诙€(gè)人來測(cè)量這條線段時(shí)，他將得出一個(gè)比1000個(gè)分段稍微多點(diǎn)或少點(diǎn)的答案。即使第一個(gè)人很幸運(yùn)，他的測(cè)量準(zhǔn)確無誤，但第二個(gè)人度量時(shí)的不精確也將導(dǎo)致誤差。這會(huì)給數(shù)據(jù)傳輸帶來什么影響呢？當(dāng)一臺(tái)設(shè)備傳送一個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)時(shí)，它將在一定的周期內(nèi)，假定為，產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的信號(hào)。一個(gè)內(nèi)置的時(shí)鐘負(fù)責(zé)定時(shí)。接收設(shè)備必須知道信號(hào)的周期,這樣它才能在每個(gè)時(shí)間單元內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣。它也有一個(gè)負(fù)責(zé)定時(shí)的內(nèi)置時(shí)鐘。剩下的就是確保兩個(gè)時(shí)鐘使用同樣的下一個(gè)問題是：你家里所有的時(shí)鐘總是保持一致的嗎？我家可不是。不幸的是，任何物理設(shè)備都存在著設(shè)計(jì)上的局限性和缺陷。幾乎可以肯定任何兩個(gè)時(shí)鐘都存在著微小的差別，這使

4、得設(shè)備無法對(duì)傳輸信號(hào)作十分精確的采樣。就好象我們?cè)谛履甑牡谝惶煨Ｕ藘蓚€(gè)時(shí)鐘，但到了年底卻發(fā)現(xiàn)它們已經(jīng)有了輕微的差別。同樣地，管弦樂隊(duì)的音樂家們以同樣的速度同時(shí)開始演奏，但如果他們不看指揮，也不注意聽別人的拍子的話，他們的節(jié)奏將開始混亂。稍微的不和諧就將毀掉整個(gè)演奏，使它聽起來就象作者和他的同事們正在表演一樣。就象指揮家確保演奏者的同步一樣，通信設(shè)備也需要某種機(jī)制以使它們的定時(shí)保持一致。不變的信號(hào)不具備同步機(jī)制。但如果信號(hào)改變的話，這種改變就可以用來保持設(shè)備的同步。有些強(qiáng)制信號(hào)改變的編碼方案就是基于這個(gè)原因。2曼.徹斯特編碼曼徹斯特編碼（t用信號(hào)的變化來保持發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的同步。也有人

5、稱之為自同步碼（0。為了避免上面第二個(gè)圖中出現(xiàn)的情況，它用電壓的變化來分辨0和1。它明確規(guī)定，從高電平到低電平的跳變代表0，而從低電平到高電平的跳變代表1下圖給出了比特串的曼徹斯特編碼。如圖所示，信號(hào)的保持不會(huì)超過一個(gè)比特位的時(shí)間間隔。即使是0或1的序列，信號(hào)也將在每個(gè)時(shí)間間隔的中間發(fā)生跳變。這種跳變將允許接收設(shè)備的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。曼徹斯特編碼的一個(gè)缺點(diǎn)是需要雙倍的帶寬。也就是說，信號(hào)跳變的頻率是編碼的兩倍。這種編碼的一個(gè)變形稱為差分曼徹斯特編碼（d和曼徹斯特編碼一樣，在每個(gè)比特時(shí)間間隔的中間，信號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變。區(qū)別在于每個(gè)時(shí)間間隔的開始處。特將使信號(hào)在時(shí)間間隔的開始處發(fā)生跳變。而1將使信號(hào)保持它在前一個(gè)時(shí)間間隔尾部的取值。因此，根據(jù)信號(hào)初始值的不同，編特將使信號(hào)從高電平跳到低電平，或從低電平跳到高電平。下圖給出了比特串1編特編1編特的編差特分編曼1徹1斯編特特編碼。在這里，我們通過檢查每個(gè)時(shí)間間隔開始處信號(hào)有無跳變來區(qū)分特和1。檢測(cè)跳變通常更加可靠，特別是線路上有噪音干擾的時(shí)候。如果有人把連接的導(dǎo)線顛倒了，也就是把高低