用Matlab编程实现HDB3码的编码、解码过程,并画出1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0的原码、HDB3编码和解码图形
时间: 2024-01-02 13:02:57 浏览: 27
好的,我会尽力回答你的问题。首先,让我们来了解一下HDB3编码的原理。
HDB3编码是一种高密度双极性3零编码,它可以在传输数据时保持数据流的直流分量不变,并且具有良好的噪声抗干扰能力。HDB3编码的规则如下:
1. 用0替换每个连续的4个0。
2. 用B00V或B000V替换每个连续的4个1。其中B代表一个不为0的信号,V代表与前一个非零信号极性相反的信号。
下面,我们就来看看如何用Matlab实现HDB3编码和解码过程,并画出原码、HDB3编码和解码图形。
编码过程:
```matlab
% 原码
signal = [1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0];
% HDB3编码
count = 0;
for i = 1:length(signal)
% 用0替换每个连续的4个0
if signal(i) == 0
count = count + 1;
if count == 4
signal(i-3:i) = [0 0 0 0];
if mod(sum(signal(1:i-4)), 2) == 0
signal(i-7:i-4) = [0 0 0 -1];
else
signal(i-7:i-4) = [0 0 0 1];
end
count = 0;
end
% 用B00V或B000V替换每个连续的4个1
else
count = 0;
if i >= 8 && signal(i-3:i) == [1 1 1 1]
if mod(sum(signal(1:i-4)), 2) == 0
signal(i-3:i) = [1 0 0 -1];
else
signal(i-3:i) = [1 0 0 1];
end
end
end
end
% 绘制原码和HDB3编码图形
subplot(2,1,1)
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'b', 'LineWidth', 2);
axis([-0.5 length(signal)-0.5 -1 2]);
title('原码');
subplot(2,1,2)
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'r', 'LineWidth', 2);
axis([-0.5 length(signal)-0.5 -1 2]);
title('HDB3编码');
```
解码过程:
```matlab
% HDB3解码
count = 0;
for i = 1:length(signal)
% 检测是否出现B00V或B000V编码
if i >= 4 && signal(i-3:i) == [1 0 0 -1] || signal(i-3:i) == [1 0 0 1]
if count == 0
count = 1;
else
signal(i-3:i) = [1 1 1 1];
count = 0;
end
% 检测是否出现4个连续的0
elseif signal(i) == 0
count = count + 1;
if count == 4
if i+3 <= length(signal) && all(signal(i+1:i+3) == [0 0 0])
signal(i-3:i) = [1 1 1 0];
count = 0;
else
error('HDB3解码失败');
end
end
else
count = 0;
end
end
% 绘制HDB3解码图形
figure;
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'g', 'LineWidth', 2);
axis([-0.5 length(signal)-0.5 -1 2]);
title('HDB3解码');
```
最后,我们将原码、HDB3编码和解码图形绘制在同一张图上:
```matlab
% 原码
signal = [1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0];
% HDB3编码
count = 0;
for i = 1:length(signal)
% 用0替换每个连续的4个0
if signal(i) == 0
count = count + 1;
if count == 4
signal(i-3:i) = [0 0 0 0];
if mod(sum(signal(1:i-4)), 2) == 0
signal(i-7:i-4) = [0 0 0 -1];
else
signal(i-7:i-4) = [0 0 0 1];
end
count = 0;
end
% 用B00V或B000V替换每个连续的4个1
else
count = 0;
if i >= 8 && signal(i-3:i) == [1 1 1 1]
if mod(sum(signal(1:i-4)), 2) == 0
signal(i-3:i) = [1 0 0 -1];
else
signal(i-3:i) = [1 0 0 1];
end
end
end
end
% HDB3解码
count = 0;
for i = 1:length(signal)
% 检测是否出现B00V或B000V编码
if i >= 4 && signal(i-3:i) == [1 0 0 -1] || signal(i-3:i) == [1 0 0 1]
if count == 0
count = 1;
else
signal(i-3:i) = [1 1 1 1];
count = 0;
end
% 检测是否出现4个连续的0
elseif signal(i) == 0
count = count + 1;
if count == 4
if i+3 <= length(signal) && all(signal(i+1:i+3) == [0 0 0])
signal(i-3:i) = [1 1 1 0];
count = 0;
else
error('HDB3解码失败');
end
end
else
count = 0;
end
end
% 绘制原码、HDB3编码和解码图形
figure;
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'b', 'LineWidth', 2);
hold on;
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'r', 'LineWidth', 2);
stairs(0:length(signal)-1, [0 signal], 'g', 'LineWidth', 2);
axis([-0.5 length(signal)-0.5 -1 2]);
legend('原码', 'HDB3编码', 'HDB3解码');
```
运行上述代码,即可得到原码、HDB3编码和解码图形。