曼切斯特编码解码原理

### 曼彻斯特编码与解码工作原理

#### 编码过程
曼彻斯特编码是一种自同步的二进制信号编码方式，在物理层用于数据传输。对于每一个比特位，其被分为两个相等的时间间隔。当发送的数据为`1`时，前半个周期高电平而后半个周期低电平；而当发送的数据为`0`时，则情况相反，即前半个周期低电平而后半个周期高电平[^2]。

这种特性使得接收端可以根据电压变化来判断接收到的信息是‘1’还是‘0’，从而实现了自动同步的功能，并且增强了对抗噪声的能力。

def manchester_encode(bit_stream):
    encoded_signal = []
    last_level = False  # Assume initial level is low
    
    for bit in bit_stream:
        if int(bit) == 1:
            encoded_signal.append(not last_level)
            encoded_signal.append(last_level)
        elif int(bit) == 0:
            encoded_signal.append(last_level)
            encoded_signal.append(not last_level)

        last_level = not last_level if int(bit)==1 else last_level
        
    return ['High' if i else 'Low' for i in encoded_signal]

print(manchester_encode('101'))

#### 解码过程
在解码过程中，接收方会依据上述规则反向操作：每当检测到一次高低或低高的跳变时就认为遇到了一个新的比特边界。如果先遇到的是从高到低的变化则该比特代表`1`; 若是从低到高的转变则对应着`0`。为了确保准确性，通常还需要考虑时钟恢复机制以保持正确的采样时刻。