taurus

版权声明：转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明
http://taurusboy.blogbus.com/logs/33405448.html

SRD短距离无线通讯的几种常用的编解码方法

  随着无线通讯应用的日益普及，SRD应用随之增多。在应用中会遇到无线通讯相关的很多设计问题，比如调制方式，基带的编码方式，网络匹配，天线设计等等。这里笔者但就SRD（SHORT RANGE DISTANCE）无线产品应用中必须面对的基带数据编解码方式，搜集几种常用的方式，供大家参考。
  SRD应用中编码方式有以下几种：
1．曼切斯特编码及反曼切斯特编码
2. 差分曼切斯特编码
3．双相位编码
4．PWM编码方式
5．拆分编码方式
  
一、编码方式
1． 曼切斯特编码—Manchester Code
曼切斯特编码 （也称为相位编码，简称PE），是一个线性码，该编码在每个数据位时间段内至少有一次电平跳变。因此 它也是自我时钟同步，意味着接收方可以在接收编码数据位同时可恢复时钟信号。
 
图1—曼切斯特、反曼切斯特编码
original data = clock XOR Manchester value
  0 0 0
  0 1 1
  1 0 1
  1 1 0

特点：
1） 每个数据位以固定时间单位被发送。
2） 曼切斯特编码，数据位‘0’，表示为HIGH 到 LOW 的电平跳变； 数据位‘1’，表示为LOW 到 HIGH 的电平跳变。
反向曼切斯编码，数据位‘0’，表示为LOW 到 HIGH 的电平跳变； 数据位‘1’，表示为HIGH 到 LOW 的电平跳变。
3） 电平跳变在每个数据位时间宽度的中间进行。
4） 在数据位的起始点跳变是没有数据意义的。
2. 差分曼切斯特编码
  差分曼切斯特编码在前面1）节基础上稍微改变一下。编码规则如下：
1） 当前发送数据位是“1”，则当前信号的前半部分信号同上一次信号发射的后半部分信号，即在数据位的开始不需要信号转变，仅在数据位时间的中间转变一次。
2） 当前发送数据为“0”，则当前信号的前半部分信号与上一次信号发射的后半部分信号相反，即在数据位的开始先转变一次，随后在数据位时间中间点再转变一次。

 
特点：
1） 噪音环境具有很低误码。
2） 重要的特性是只需信号的转变，同时不需判断信号极性。

3. 双极性编码方式
双极性编码方式
1） 在BIPHASE 0 模式下，数据位“1”，信号与上次发送的信号相反。数据“0”，信号在起始处与上次发送的信号相反，而且在信号周期的中间，信号再转变一次。
2） BIPHASE 1 模式下，数据位“0”，信号与上次发送的信号相反。数据“1”，信号在起始处与上次发送的信号相反，而且在信号周期的中间，信号再转变一次。

 


4. PWM 编码方式
 PWM 编码方式如下：数据位“1”、“0”在数据位周期内采用不同MARK,SPACE 比例来表示。
下图示意一个PWM编码。
1） 数据位“1”， 在数据位周期内采用比例3：1的占空比，3X”MARK”: 1X”SPACE”.
2） 数据位“0”， 在数据位周期内采用比例1：3的占空比，1X”MARK”: 3X”SPACE”.
 


5. 拆分编码方式
  拆分编码法，采用把一个数据字节分成两部分，奇数位部分、偶数位部分或高、低半字节，每位的数据按标准曼切斯特进行编码，“1”—》10；“0” ---01 。组合后的数据为两个字节。采用这种编码方式主要借用UART的格式进行数据发送。

奇偶拆分法： 
b7b6b5b4b3b2b1b0.--> 
odd_b=(data &0xaa) |(~(data&0xaa>1)); // b1,3,5,7
even_b=(data&0x55)<1;
even_b=(~ even_b &0x55)|( even_b &0x55); // b0,2,4,6
  return ( (odd_b<<8)|even_b);
 
 举例：
0XC7=0b11000111-> 1x0x0x1x.->10010110
  x1x0x1x1->10011010.

半字节拆分法：
高半字节（msb nibble）、低半字节(lsb nibble)。
b7b6b5b4 b3b2b1b0
举例： 
 0x34高半字节0X3 –〉0X01011010
  低半字节 0X4 –〉0X01100101
编码表如下：

Nibble = 0 -> 01010101 , 0X55
Nibble = 1 -> 01010110, 0X56
Nibble = 2 -> 01011001, 0X59
Nibble = 3 -> 01011010, 0X5A
Nibble = 4 -> 01100101, 0X65
Nibble = 5 -> 01100110, 0X66
Nibble = 6-> 01101001, 0X69
Nibble = 7 -> 01101010, 0X6A
Nibble = 8 -> 10010101, 0X95
Nibble = 9 -> 10010110, 0X96
Nibble = A -> 10011001, 0X99
Nibble = B -> 10011010，0X9A
Nibble = C -> 10100101, 0XA5
Nibble = D -> 10100110, 0XA6
Nibble = E -> 10101001, 0XA9
Nibble = F -> 10101010, 0XAA



参考文献：
1） WIKIPEDIA, http://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_coding
  2）