基于MATLAB的数字基带信号的各种码型的产生

单极性非归零码

单极性非归零码使用电平1来表示二元信息中的“1”，用电平0来表示二元信息中的“0”，电平在整个码元的时间里不变单极性非归零码的优点是实现简单，但由于含有直流分量，对在带限信道中的传输不利，另外当出现连续的0或连续的1时。电平长时间保持一个值，不利于提取时间信息以便获得同步。

function y = snrz(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性非归零码输出

%输入x为二进制码，输出y为编出的单极性非归零码

t0 = 300;

t = 0:1/t0:length(x);

for i = 1:length(x)     %计算码元的值

if(x(i) == 1)       %如果信息为1

for j = 1:t0    %改码元对应的点值为1

y((i-1)*t0+j) = 1;

end

else

for j = 1:t0    %反之，信息为0，码元对应点值取0

y((i-1)*t0+j) = 0;

end

end

end

y = [y,x(i)];

M = max(y);

m = min(y);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);grid;

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);

%使用title命令标记各码元对应的二元信息
title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1');
ylabel('单极性非归零码');

单极性归零码

单极性归零码输入信息为1时，给出的码元前半时间为1，后半时间为0，输入0则完全相同。单极性归零码部分解决了传输问题，直流分量减小，但遇到连续长0时同样无法给出定时信息。

function y = srz(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的单极性归零码输出

%输入x为二进制码，输出y为编出的单极性归零码

t0 = 300;

t = 0:1/t0:length(x);   %给出相应的时间序列

for i = 1:length(x)     %进行码型变换

if(x(i) == 1)       %若输入信息为1

for j = 1:t0/2

y(t0/2*(2*i-2)+j) = 1;  %定义前半时间值为1

y(t0/2*(2*i-1)+j) = 0;  %定义后半时间值为0

end

else

for j = 1:t0/2          %反之，输入信息为0

y(t0*(i-1)+j) = 0;   %定义所有时间值为0

end

end

end

y = [y,x(i)];

M = max(y);

m = min(y);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);grid;

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);

%使用title命令标记各码元对应的二元信息
title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1');
ylabel('单极性归零码');

双极性非归零码

%双极性非归零码与单极性非归零码类似，区别仅在于双极性使用电平-1来表示信息0

function y = dnrz(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的双极性非归零码输出

%输入x为二进制码，输出y为编出的双极性非归零码

t0 = 300;

t = 0:1/t0:length(x);

for i = 1:length(x)

if(x(i) == 1)

for j = 1:t0

y((i-1)*t0+j) = 1;

end

else

for j = 1:t0

y((i-1)*t0+j) = -1;

end

end

end

y = [y,x(i)];

M = max(y);

m = min(y);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);grid;

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);

%使用title命令标记各码元对应的二元信息
title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1');
ylabel('双极性非归零码');

双极性归零码

双极性归零码比较特殊，它使用前半时间1后半时间0来表示信息1；采用前半时间-1后半间0来表示信息0.因此它具有三个电平，严格来说是一种三元码。双极性归零码包含了丰富的时间信息，每一个码元都有一个跳变沿，便于接收方定时。同时对随机信号，信息1和0出现的概率相同，所以此种码元几乎没有直流分量。

function y = drz(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的双极性归零码输出

%输入x为二进制码，输出y为编出的双极性归零码

t0 = 300;

t = 0:1/t0:length(x);

for i = 1:length(x)

if(x(i) == 1)

for j = 1:t0/2

y(t0/2*(2*i-2)+j) = 1;  %定义前半时间值为1

y(t0/2*(2*i-1)+j) = 0;  %定义后半时间值为0

end

else

for j = 1:t0/2              %反之，输入信息0

y(t0/2*(2*i-2)+j) = -1; %定义前半时间值为-1

y(t0/2*(2*i-1)+j) = 0;  %定义后半时间值为0

end

end

end

y = [y,x(i)];                       %给序列y加上最后一位，便于作图

M = max(y);

m = min(y);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);grid;

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);

AMI码

AMI码全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的1交替的变换为+1和-1，而0保持不变。

AMI码的优点是没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处；编解码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况；

AMI码的缺点是当原码出现长连0时，信号电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。

function y = ami(x)

%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的AMI码输出

%输入x为二进制码，输出y为编出的AMI码

t0 = 300;

t = 0:1/t0:length(x);

m = 1;  %符号标记

for i = 1:length(x)     %计算码元的值

if(x(i) == 1) m=-m;      %如果信息为1

for j = 1:t0    %改码元对应的点值为1

if(m == -1)

y((i-1)*t0+j) = +1;

else y((i-1)*t0+j) = -1;

end

end

else

for j = 1:t0    %反之，信息为0，码元对应点值取0

y((i-1)*t0+j) = 0;

end

end

end

y = [y,x(i)];

M = max(y);

m = min(y);

subplot(2,1,1);

plot(t,y);grid;

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);

%使用title命令标记各码元对应的二元信息
title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1');
ylabel('AMI码');

本次操作激励t=[1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1];

以下是生成的信号波形图：