数字数据的电信号编码方法

在数字通信系统中，为了让数字信号（即比特信号）可以通过传输介质来进行传输，则必须要将数字信号编码为相应的电信号（电脉冲信号）。目前，数字数据信号的电信号编码方式主要有以下几种：

（1）非归零编码NRZ（Non Return Zero）：NRZ编码的原理如图2.12所示，其中，以低电平表示0，高电平表示1。NRZ编码的主要缺点是无法判断一位的开始与结束，例如：无法从持续的高电平中解析出1的个数，因此，为了保证收发双方的同步，还必须在发送NRZ码的时候，用另一个信道同时传送同步信号。

图2.12 三类编码的波形

（2）曼彻斯特编码（Manchester）：曼彻斯特编码又称裂相码、双向码，是一种用电平跳变来表示1或0的编码方法，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。由于曼彻斯特码在每个时钟位都必须有一次变化，因此，其编码的效率仅可达到50%左右。曼彻斯特码的编码原理如图2.12所示，其中：每比特的周期T分为前T/2与后T/2两部分，通过前T/2传送该比特的反码，通过后T/2传送该比特的原码。

曼彻斯特编码方法主要具有以下的优点：1个比特的中间有一次电平跳变，两次电平跳变的时间间隔可以是T/2或T；利用电平跳变可以产生收发双方的同步信号；曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，该跳变既可作为时钟信号，又可作为数据信号。因此，发送曼彻斯特编码信号时无须另发同步信号。

（3）差分曼彻斯特编码（Difference Manchester）：差分曼彻斯特编码是在曼彻斯特编码基础上的一种改进方法，虽然保留了曼彻斯特编码作为“自含时钟编码”的优点，仍将每比特中间的跳变作为同步之用，但是每比特的取值则根据其开始处是否出现电平的跳变来决定。差分曼彻斯特码的编码原理如图2.12所示，其中，每比特的中间跳变仅做同步之用；每比特的值是根据其开始边界是否发生跳变来决定的：若一个比特开始处出现电平跳变，表示传输二进制0，而不发生跳变则表示传输二进制1。

差分曼彻斯特编码的主要优点为：比曼彻斯特编码的变化要少，因此更适合于传输高速的信息，被广泛用于宽带高速网中。