CN105187070B - 一种曼彻斯特编码信号解码方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曼彻斯特编码信号解码方法，包括：接收曼彻斯特编码信号；根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；根据所述码元的前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正；根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。本发明还相应公开了一种曼彻斯特编码信号解码装置。应用本发明技术方案，能够提高解码准确率。

Description

一种曼彻斯特编码信号解码方法和装置

技术领域

本发明涉及数据解码技术领域，特别是涉及一种曼彻斯特编码信号解码方法和装置。

背景技术

曼彻斯特编码(Manchester Encoding)是一种同步时钟编码技术，被广泛应用于网络数据传输。在本专利文献中，使用“曼彻斯特编码信号”来特指采用曼彻斯特编码规则进行编码，继而进行传输的数据。

曼彻斯特编码规则中，曼彻斯特编码信号中每一位数据的中间有一个跳变，由高电平向低电平跳变代表数据位“1”，由低电平向高电平跳变代表数据位“0”，该跳变作为数据的同时也提供时钟信号。传统技术中，曼彻斯特编码信号中一个数据序列“001101”如图1所示。

由此可知，曼彻斯特编码信号中每一位数据(码元)是由中间发生跳变的一对单电平组成。可以但不限于以64位曼彻斯特编码信号数据的码型图为例，如图2所示。曼彻斯特编码信号中每一位数据包括两个电平，中间跳变前的一个电平为头电平。若头电平持续时间为T，例如T可以为50μs，则64位曼彻斯特编码信号由64对T＝50μs的电平组成。那么，对于接收端而言，理论上所接收的信号为持续时间t＝T＝50μs或t＝2T＝100μs的高或低电平，接收端再根据曼彻斯特编码规则进行解码。然而在实际中，由于干扰、噪声等多种因素存在，接收端所接收的曼彻斯特编码信号会包含了毛刺电平，也会出现高电平压缩(低电平拉伸)或低电平压缩(高电平拉伸)现象，可能导致解码的错误。所谓毛刺电平，如图3所示，是指两高电平之间的低电平持续时间远远小于T，或者两低电平之间的高电平持续时间远远小于T。如图4，高电平压缩是指某一码元中，高电平持续时间略小于T，而低电平持续时间大于T。反之，低电平压缩是指低电平的持续时间小于T。

故，需要提供一种能够对包含毛刺电平以及出现高低电平压缩现象的曼彻斯特编码信号进行正确解码的方法。

发明内容

基于此，有必要提供一种曼彻斯特编码信号解码方法和装置，应用本发明技术方案，能够提高解码准确率。

一种曼彻斯特编码信号解码方法，包括：

接收曼彻斯特编码信号；

根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；根据所述码元的前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正；

根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。具体的，所述在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，包括：

在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置奇数N个采样点，所述N不小于3。优选地，所述N＝9。

具体地，所述根据所述码元的前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正的步骤包括：

在任一所述码元中，比较该码元的前后两个采样周期中的高电平采样点的个数多少，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号。

一种曼彻斯特编码信号解码装置，包括：

接收单元，用于接收曼彻斯特编码信号；

采样单元，根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；

修正单元，根据下列机制对所述曼彻斯特编码信号中进行修正：任一所述码元中，比较所述码元的前后两个采样周期中的高电平采样点的个数多少，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号。

解码单元，根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。

上述曼彻斯特编码信号解码方法及装置，在接收到曼彻斯特编码信号后，按照两种机制对信号进行修正，相比于传统技术，可以对毛刺电平或电平压缩现象进行处理，提高了解码准确率。

附图说明

图1为曼彻斯特编码信号的编码规则示意图；

图2为曼彻斯特编码信号的码型图；

图3为毛刺电平的示意图；

图4为高电平压缩或低电平压缩的示意图；

图5一个实施例中曼彻斯特编码信号解码方法的流程示意图；

图6为一个实施例曼彻斯特编码信号解码方法的应用场景示意图；

图7A和图7B为一个实施例中曼彻斯特编码信号解码方法的应用场景示意图；

图8为一个实施例中的曼彻斯特编码信号解码装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图5，一个实施例中，一种曼彻斯特编码信号解码方法，包括：

步骤501，接收曼彻斯特编码信号。

步骤502，根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的N个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平。

具体的，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置奇数N个采样点，N不小于3，例如可以取N＝9。在一个码元中，前一个采样周期内，取9个采样点(D01、D02···D09)将其平均10等分，后一个采样周期内，取9个采样点(D11、D12···D19)将其平均10等分。假设用R(Dmn)代表在采样点Dmn采集到的电平，若采样点Dmn的电平为高电平，则R(Dmn)＝1，否则R(Dmn)＝0。即前一个采样周期上，9个采样点中采集高电平的个数为Count0＝R(D01)+R(D02)+R(D03)+···+R(D09)。后一个采样周期上，9个采样点中采集高电平的个数为Count1＝R(D11)+R(D12)+R(D13)+···+R(D19)。

步骤503，根据所述码元的前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正。

具体地，在任一所述码元中，比较该码元的前后两个采样周期中的高电平采样点的个数多少，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号。

如图6、图7A和图7B，通过判断同一码元的前一个采样周期上采样点采集高电平的个数Count0和后一个采样周期上采样点采集高电平的个数Count1的大小，若Count0＞Count1，则同一码元的前一个采样周期所代表的电平为高电平，后一个采样周期所代表的电平为低电平，否则前一个采样周期所代表的电平为低电平，后一个采样周期所代表的电平为高电平。这样可以对码元高低电平的拉伸或压缩现象进行修正，并过滤其中可能出现的毛刺现象。

步骤504，根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。

曼彻斯特编码规则为公知技术，修正后的数据信号仅包含了高低电平跳转的码元信号，进行解码就可以得到曼彻斯特编码信号对应的原始信号。

上述实施例中的曼彻斯特编码信号解码方法可以通过程序代码来实现，程序代码可以但不限于是C++等代码。在该程序代码中，其主要步骤包括Step1至Step5。

Step1：确定代表第一个数据的码元的第一个单电平时间开始的起始点作为解码的起始点。用变量WaveVar[loop].level代表解码后信号数据中第loop个电平的高低，初始状态loop为零。

Step2：从解码起始点开始，每隔T/10的时间读取该时间点的电平高低(T为曼彻斯特编码中码元的一个单电平的时间长度)，依次读取10次，并将前9次读取的结果依次保存到变量R[0][1]、R[0][2]···R[0][9]中，以第10次的时间点作为起始点，每隔T/10的时间读取时间点的电平高低，依次读取10次，并将前9次读取的结果依次保存到变量R[1][1]、R[1][2]···R[1][9]中，以第10次的时间点作为下一个数据解码的起始点。若其中出现所读取的电平为空，则表明该时间点没有电平存在，解码已结束。

Step3：计算码元第一个电平的高低和第二个电平的高低。即计算前一个采样周期中前9次采样点采集高电平的个数Count0，(Count0为R[0][1]、R[0][2]···R[0][9]的总和)，计算后一个采样周期中前9次采样点采集高电平的个数Count1，(Count1为R[1][1]、R[1][2]···R[1][9]的和)。

Step4：判断Count0和Count1的大小，若Count0大于Count1，则码元第一个电平为高电平，第二个电平为低电平。即记录WaveVar[loop].level的数据为1，然后loop增加1，记录WaveVar[loop].level的数据为0。否则，则码元第一个电平为低电平，第二个电平为高电平。即记录WaveVar[loop].level的数据为0，然后loop增加1，记录WaveVar[loop].level的数据为1。

Step5：loop增加1，重新执行Step2。

参见图8，提供了一种曼彻斯特编码信号解码装置，包括：

接收单元，用于接收曼彻斯特编码信号；

采样单元，根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；

修正单元，根据下列机制对所述曼彻斯特编码信号中进行修正：

任一所述码元中，比较该码元的前后两个采样周期中的高电平采样点的个数多少，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号；

解码单元，根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。

上述实施例中的曼彻斯特编码信号解码方法及装置，在接收到曼彻斯特编码信号后，根据同一个码元中前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正，相比于传统技术，可以对毛刺电平或电平压缩现象进行处理，提高了解码准确率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种曼彻斯特编码信号解码方法，其特征在于，所述方法包括：

接收曼彻斯特编码信号；

根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；

根据所述码元的前后两个采样周期内的高电平采样点的个数对所述曼彻斯特编码信号进行修正，包括：在任一所述码元中，比较该码元的前后两个采样周期中的高电平采样点的个数多少，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号；

根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，包括：

在每一所述码元的前后两个采样周期中均匀地设置奇数N个采样点，所述N不小于3。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述N＝9。

4.一种曼彻斯特编码信号解码装置，其特征在于，所述装置包括：

接收单元，用于接收曼彻斯特编码信号；

采样单元，根据所述曼彻斯特编码信号的理论头电平持续时间确定采样周期，在每一码元的前后两个采样周期中均匀地设置相同数目的多个采样点，并获取每个采样点对应的高、低电平；

修正单元，根据下列机制对所述曼彻斯特编码信号中进行修正：任一所述码元中，若前一采样周期的高电平采样点个数大于后一采样周期，则将该码元信号的前一采样周期修正为高电平信号，将后一采样周期修正为低电平信号，反之则将前一采样周期修正为低电平信号，将后一采样周期修正为高电平信号；

解码单元，根据曼彻斯特编码规则，对修正后的数据信号进行解码。