數(shù)據(jù)編碼方法(數(shù)據(jù)編碼的常用技術(shù))

1.數(shù)據(jù)編碼的常用技術(shù)有哪些

物流信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)化是信息分類標(biāo)準(zhǔn)化工作的一個專業(yè)領(lǐng)域和分支，其核心是將信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，實現(xiàn)物流信息系統(tǒng)的自動數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換與資源共享，促進物流活動的社會化、現(xiàn)代化和合理化，在實踐中做到'貨暢其流'。

所謂信息分類編碼就是對大量的信息進行合理分類，然后用代碼加以表示。將信息分類編碼以標(biāo)準(zhǔn)的形式發(fā)布，就構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)信息分類編碼，或稱標(biāo)準(zhǔn)信息分類代碼。

人們通常借助代碼進行手工方式或計算機方式的信息檢索和查詢，特別是在用計算機方式進行信息處理時，標(biāo)準(zhǔn)信息分類編碼顯得尤為重要。統(tǒng)一的信息分類編碼是信息系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的前提。

美國從1945年起就開始研究標(biāo)準(zhǔn)信息分類編碼問題，1952年起正式著手物資編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作，經(jīng)過6年的時間完成了國家物資分類編碼。中國從1979年起著手制定有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)布了幾十個信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)，特別是干部、人事管理信息系統(tǒng)指標(biāo)體系分類與代碼，基本做到了數(shù)據(jù)元與分類代碼齊備，構(gòu)筑了一個較為完整的代碼體系。

[編輯本段]層次劃分 物流信息系統(tǒng)物流信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)體系總表分三個層次，第一層次為門類，第二層次為類別，第三層次為項目。整個標(biāo)準(zhǔn)體系分為三個門類。

第一門類為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)是制定標(biāo)準(zhǔn)時所必須遵循的、全國統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，是全國所有標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)基礎(chǔ)和方法指南，具有較長時期的穩(wěn)定性和指導(dǎo)性；第二門類為業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，它是針對物流活動（裝卸、搬運、倉儲、運輸、包裝和流通加工）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對物流信息系統(tǒng)建設(shè)具有指導(dǎo)意義；第三門類為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，它是伴隨人類社會技術(shù)進步（特別是通信和信息處理技術(shù)進步）而產(chǎn)生的專門領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，其中EDI（電子數(shù)據(jù)交換）應(yīng)用與商業(yè)貿(mào)易和政府審批（如報關(guān)等），它與物流活動密切相關(guān)，而GPS（全球定位系統(tǒng)）則是提供對運輸工具（含運輸物品）的動態(tài)實時跟蹤和導(dǎo)航的工具系統(tǒng)，也與物流活動密切相關(guān)。 物流信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)體系如下。

[編輯本段]基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)主要包括：《標(biāo)準(zhǔn)體系表編制原則和要求》GB/T13016-1991、《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 信息分類編碼的編寫規(guī)定》GB/T7026-1986、《信息分類編碼的維護方法和規(guī)定》，建議盡快制定國家標(biāo)準(zhǔn)、《信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)的管理規(guī)定》，建議盡快制定國家標(biāo)準(zhǔn)、《信息分類編碼標(biāo)準(zhǔn)的注冊規(guī)定》，建議盡快制定國家標(biāo)準(zhǔn)、《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則信息分類編碼的基本原則和方法》GB/T7027-1986、《文件格式分類與代碼編制方法》GB/T13959-1992、《國家標(biāo)準(zhǔn)制定程序的階段劃分及代碼》GB/T16733-1997、《事務(wù)特性表定義和原理》GB/T10091-1989、《數(shù)據(jù)處理校驗碼系統(tǒng)》GB/T17710-1999和 ISO7064-83、《信息分類編碼通用術(shù)語》GB/T10113-1988。 [編輯本段]業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn) 業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)分為六個類別：201物品分類編碼標(biāo)準(zhǔn)是描述和表征物品的分類代碼，其中不同的分類代碼標(biāo)準(zhǔn)適用于不同的場合；202參與方分類代碼標(biāo)準(zhǔn)用來標(biāo)識物流活動參與各方（如發(fā)貨人、收貨人和保險人等）；203位置分類編碼標(biāo)準(zhǔn)可實現(xiàn)對物理位置和地理位置的唯一標(biāo)識，如位置碼可標(biāo)識出倉庫、貨位等具體詳細物理位置；204運輸分類編碼標(biāo)準(zhǔn)主要針對車輛、船舶和集裝箱等進行標(biāo)識；205單證分類編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)單證，包括單證格式、單證指標(biāo)和編碼等；206時間和計量分類編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時間表示法和標(biāo)準(zhǔn)計量單位系統(tǒng)，是物流的基礎(chǔ)。

具體應(yīng)用如下： 物品分類編碼標(biāo)準(zhǔn)主要包括：《全國工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品（商品、物資）分類與代碼》GB/T7635-1987、《全國產(chǎn)品分類與代碼可運輸產(chǎn)品部分》將替代GB7635-87、《全國產(chǎn)品分類與代碼不可運輸產(chǎn)品部分》將替代GB7635-87、《中華人民共和國進出口商品分類和代碼》正在制定國家標(biāo)準(zhǔn)、《通用商品條碼》GB/T12904- 1998、《儲運單元條碼》GB/T16830-1997、《貨物類型、包裝類型和包裝材料代碼》GB/T16472-1996、《危險貨物品名表》 GB/T12268-1990、《危險貨物分類與品名編號》GB/T6944-1986、《中國煤炭編碼系統(tǒng)》GB/T16772-1997、《瓶裝壓縮氣體分類》GB/T16163-1996等。 參與方分類編碼標(biāo)準(zhǔn)主要包括：《全國組織機構(gòu)代碼編制規(guī)則》GB/T11714-1997 并采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO6523、《全國組織機構(gòu)代碼信息數(shù)據(jù)庫（基本庫）機讀格式規(guī)范》GB/T16987-1997、《位置碼》GB/T16828- 1997、《公民身份證號碼》GB/T11643-1998等。

位置分類編碼標(biāo)準(zhǔn)主要包括：《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》GB/T2260-1999、《縣以下行政區(qū)劃代碼編制規(guī)則》GB/T10 114 -1988、《中華人民共和國口岸及有關(guān)地點代碼》GB/T15514-1995、《中國及世界主要海運貿(mào)易港口代碼》GB/T7407-1987、《中華人民共和國鐵路車站站名代碼》GB/T13016-1991、《世界各國和地區(qū)名稱代碼》GB/T2659-1994并采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3166- 93、《城市道路交叉口、街坊、市政工程管線編碼規(guī)則》GB/T14395-1993、《位置碼》GB/T16828-1997、建議制定以下國家標(biāo)準(zhǔn)《中國機場名稱代碼》和《倉儲貨位分類代碼編碼規(guī)則》等。 運輸分類編碼標(biāo)準(zhǔn)主要包括：《集裝箱運輸。

2.數(shù)據(jù)編碼的基本內(nèi)容包括哪些

數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容是：

通過編碼可建立數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系，便于計算機識別和管理。地理信息系統(tǒng)中主要的數(shù)據(jù)編碼是服務(wù)于空間信息分析的地理編碼。

即為識別圖形點、線、面或格網(wǎng)位置及屬性而建立的編碼方法，包括拓撲編碼和坐標(biāo)編碼。

前者是表示空間數(shù)據(jù)位置相鄰邏輯關(guān)系的編碼方法；后者是表示空間數(shù)據(jù)位置在某一坐標(biāo)系統(tǒng)下的量度，可以是隱式的（對格網(wǎng)數(shù)據(jù)）或顯式的。

擴展資料：

常見編碼方案：

1、單極性碼

在這種編碼方案中，只適用正的（或負的）電壓表示數(shù)據(jù)。單極性碼用在電傳打字機接口以及PC機和TTY兼容的接口中，這種代碼需要單獨的時鐘信號配合定時，否則當(dāng)傳送一長串0或1時，發(fā)送機和接收機的時鐘將無法定時，單極性碼的抗噪聲特性也不好。

2、極性碼

在這種編碼中，分別用正和負電壓表示二進制數(shù)“0”和“1”。這種代碼的電平差比單極碼大，因而抗干擾特性好，但仍需另外的時鐘信號。

3、雙極性碼

信號在三個電平（正、負、零）之間變化。一種典型的雙極性碼就是信號反轉(zhuǎn)交替編碼。在AMI信號中，數(shù)據(jù)流遇到“1”時使電平在正和負之間交替翻轉(zhuǎn)，而遇到“0”時則保持零電平。

4、歸零碼

歸零碼（Return to Zero,RZ），即碼元中間信號回歸到零電平，比如從正電平到零電平的轉(zhuǎn)換表示碼元“0”，而從負電平到零電平表示碼元“1”。

5、雙相碼

雙相碼要求每一位中都要有一個電平轉(zhuǎn)換。因而這種代碼的最大優(yōu)點是自定時，同時雙相碼也有檢測錯誤的功能，如果某一位中間缺少了電平翻轉(zhuǎn)，則被認為是違例代碼。

6、非歸零電平編碼

非歸零電平編碼（Non-Return to Zero Level,NRZ-L），即不使用0電平，用正電平表示“1”，負電平表示“0”。

7、非歸零反相編碼

非歸零反相編碼（Non-Return to Zero Inverted,NRZ-I），即當(dāng)“1”出現(xiàn)時電平翻轉(zhuǎn)，當(dāng)“0”出現(xiàn)時電平不翻轉(zhuǎn)。這種代碼也叫差分碼。

8、曼徹斯特碼

曼徹斯特碼（Manchester），高電平到低電平的轉(zhuǎn)換邊表示"0"，低電平到高電平的轉(zhuǎn)換邊表示"1"，位中間的電平轉(zhuǎn)換邊既表示數(shù)據(jù)代碼，也作定時信號使用。曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中。

9、差分曼徹斯特碼

差分曼徹斯特碼（Differential Manchester），也叫做相位編碼（PE）；常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，“0”表示位的開頭有跳變，“1”表示位的開頭沒有跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。

10、多電平編碼：

碼元可取多個電平之一，每個碼元可代表幾個二進制位。

11、4B/5B編碼

這是兆位快速以太網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI,Fiber Distributed Data Interface）中采用的信息編碼方案。這種編碼的特點是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)流每4bit作為一個組，每四位二進制代碼由5位編碼表示，這5位編碼稱為編碼組（code group），并且由NRZI方式傳輸。

參考資料來源：搜狗百科-數(shù)據(jù)編碼

3.數(shù)據(jù)編碼的常見編碼

常見的數(shù)據(jù)編碼方案有：單極性碼、極性碼、雙極性碼、歸零碼、雙相碼、不歸零碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、多電平編碼、4B/5B編碼。

單極性碼：在這種編碼方案中，只適用正的（或負的）電壓表示數(shù)據(jù)。單極性碼用在電傳打字機接口以及PC機和TTY兼容的接口中，這種代碼需要單獨的時鐘信號配合定時，否則當(dāng)傳送一長串0或1時，發(fā)送機和接收機的時鐘將無法定時，單極性碼的抗噪聲特性也不好。

極性碼：在這種編碼中，分別用正和負電壓表示二進制數(shù)“0”和“1”。這種代碼的電平差比單極碼大，因而抗干擾特性好，但仍需另外的時鐘信號。

雙極性碼：信號在三個電平（正、負、零）之間變化。一種典型的雙極性碼就是信號反轉(zhuǎn)交替編碼（AMI）。在AMI信號中，數(shù)據(jù)流遇到“1”時使電平在正和負之間交替翻轉(zhuǎn)，而遇到“0”時則保持零電平。

歸零碼：（Return to Zero,RZ）碼元中間信號回歸到零電平，比如從正電平到零電平的轉(zhuǎn)換表示碼元“0”，而從負電平到零電平表示碼元“1”。

雙相碼：雙相碼要求每一位中都要有一個電平轉(zhuǎn)換。因而這種代碼的最大優(yōu)點是自定時，同時雙相碼也有檢測錯誤的功能，如果某一位中間缺少了電平翻轉(zhuǎn)，則被認為是違例代碼。

非歸零電平編碼（Non-Return to Zero Level,NRZ-L）：不使用0電平，用正電平表示“0”，負電平表示“1”。

非歸零反相編碼（Non-Return to Zero Inverted,NRZ-I）：當(dāng)“1”出現(xiàn)時電平翻轉(zhuǎn)，當(dāng)“0”出現(xiàn)時電平不翻轉(zhuǎn)。這種代碼也叫差分碼。

曼徹斯特碼（Manchester）：高電平到低電平的轉(zhuǎn)換邊表示0，低電平到高電平的轉(zhuǎn)換邊表示1，位中間的電平轉(zhuǎn)換邊既表示數(shù)據(jù)代碼，也作定時信號使用。曼徹斯特編碼用在以太網(wǎng)中。

差分曼徹斯特碼（Differential Manchester）：也叫做相位編碼（PE）；常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，“0”表示位的開頭有跳變，“1”表示位的開頭沒有跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。

多電平編碼：碼元可取多個電平之一，每個碼元可代表幾個二進制位。

4B/5B編碼：百兆位快速以太網(wǎng)的光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI,Fiber Distributed Data Interface）中采用的信息編碼方案。這種編碼的特點是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)流每4bit作為一個組，每四位二進制代碼由5位編碼表示，這5位編碼稱為編碼組（code group），并且由NRZI方式傳輸。

4.數(shù)字數(shù)據(jù)在數(shù)字信道傳輸時為什么要進行編碼

在一般情況下，用振幅恒定載波的存在與否來表示兩個二進制字。

ASK方式的編碼效率較低，容易受增益變化的影響，抗干擾性較差。在音頻電話線路上，一般只能達到 1 200 b/s的傳輸速率。

（2） 頻移鍵控（FSK）法：FSK(Frequency Shift Keying)是使用載波頻率附近的兩個不同頻率來表示兩個二進制值。FSK比ASK的編碼效率高，不易受干擾的影響，抗干擾性較強。

在音頻電話線路上的傳輸速率可以大于1 200 b/s。(3) 相移鍵控（PSK）法：PSK(Phase Shift Keying)是使用載波信號的相位移動來表示二進制數(shù)據(jù)。

在PSK方式中，信號相位與前面信號序列同相位的信號表示 0，信號相位與前面信號序列反相位的信號表示 1。PSK方式也可以用于多相的調(diào)制，例如在四相調(diào)制中可把每個信號序列編碼為兩位。

PSK方式具有很強的抗干擾能力，其編碼效率比FSK還要高。在音頻線路上，傳輸速率可達 9 600 b/s。

2. 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 常用的數(shù)字信號編碼有不歸零 NRZ (Non Return to Zero)碼、差分不歸零DNRZ 碼、曼徹斯特（Manchester）碼及差分曼徹斯特（Differential Manchester）碼等。1) NRZ碼NRZ碼是用信號的幅度來表示二進制數(shù)據(jù)的，通常用正電壓表示數(shù)據(jù)“1”，用負電壓表示數(shù)據(jù)“0”，并且在表示一個碼元時，電壓均無需回到零，故稱不歸零碼。

NRZ碼的特點是一種全寬碼，即一位碼元占一個單位脈沖的寬度。全寬碼的優(yōu)點：一是每個脈沖寬度越大，發(fā)送信號的能量就越大這對于提高接收端的信噪比有利；二是脈沖時間寬度與傳輸帶寬成反比關(guān)系，即全寬碼在信道上占用較窄的頻帶，并且在頻譜中包含了碼位的速度。

NRZ碼的主要缺點是：當(dāng)數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)0 或1時，接收端很難以分辨1個信號位的開始或結(jié)束，必須采用某種方法在發(fā)送端和接收端之間提供必要的信號定時同步。同時，這種編碼還會產(chǎn)生直流分量的積累問題，這將導(dǎo)致信號的失真與畸變，使傳輸?shù)目煽啃越档?，并且由于直流分量的存在，使得無法使用一些交流耦合的線路和設(shè)備。

因此，一般的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。（2） DNRZ碼DNRZ碼是一種NRZ碼的改進形式，它是用信號的相位變化來表示二進制數(shù)據(jù)的，一個信號位的起始處有跳變表示數(shù)據(jù)“1”，而無跳變表示數(shù)據(jù)“0”。

DNRZ碼不僅保持了全寬碼的優(yōu)點，同時提高了信號的抗干擾性和易同步性。近年來，越來越多的高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用了DNRZ碼，成為主流的信號編碼技術(shù)，在FDDI、100BASE-T及100VG-AnyLAN等高速網(wǎng)絡(luò)中都采用了DNRZ編碼。

其原因是在高速網(wǎng)絡(luò)中要求盡量降低信號的傳輸帶寬，以利于提高傳輸?shù)目煽啃院徒档蛯鬏斀橘|(zhì)帶寬的要求。而DNRZ編碼中的碼元速率與編碼時鐘速率相一致，具有很高的編碼效率，符合高速網(wǎng)絡(luò)對信號編碼的要求。

同時，為了解決數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)0 或1時所帶來的信號編碼問題，通常采用兩級編碼方案，第一級是預(yù)編碼器，對數(shù)據(jù)流進行預(yù)編碼，使編碼后的數(shù)據(jù)流不會出現(xiàn)連續(xù) 0 或連續(xù) 1，常用的預(yù)編碼方法有4B5B、5B6B等；第二級是DNRZ編碼，實現(xiàn)物理信號的傳輸。這種兩級編碼方案的編碼效率可達到 80%以上。

例如，在4B5B編碼中，每4位數(shù)據(jù)用5位編碼來表示，即4位數(shù)據(jù)就會增加 1 位的編碼開銷，編碼效率仍為80%。(3) 曼徹斯特碼 在曼徹斯特碼中，用一個信號碼元中間電壓跳變的相位不同來區(qū)分數(shù)據(jù)“1”和“0”，它用正的電壓跳變表示“0”；用負的電壓跳變表示“1”。

因此，這種編碼也是一種相位碼。由于電壓跳變都發(fā)生在每一個碼元的中間，接收端可以方便地利用它作為位同步時鐘，因此這種編碼也稱為自同步碼。

10Mb/s 以太網(wǎng)（Ethernet）采用這種曼徹斯特碼。（4） 差分曼徹斯特碼 差分曼徹斯特碼是一種曼徹斯特碼的改進形式，其差別在于：每個碼元的中間跳變只作為同步時鐘信號；而數(shù)據(jù)“0”和“1”的取值是用信號位的起始處有無跳變來表示，若有跳變則為“0”；若無跳變則為“1”。

這種編碼的特點是每一位均用不同電平的兩個半位來表示，因而始終能保持直流的平衡。這種編碼也是一種自同步編碼。

令牌環(huán)（Token-Ring）網(wǎng)采用這種差分曼徹斯特編碼。這兩種曼徹斯特編碼主要用于中速網(wǎng)絡(luò)（Ethernet為 10 Mb/s;Token-Ring最高為16 Mb/s）中，而高速網(wǎng)絡(luò)并不采用曼徹斯特編碼技術(shù)。

其原因是它的信號速率為數(shù)據(jù)速率的兩倍，即對于 10 Mb/s的數(shù)據(jù)速率，則編碼后的信號速率為 20 Mb/s，編碼的有效率為 50%。對于 100 Mb/s的高速網(wǎng)絡(luò)來說，200 Mb/s的信號速率無論對傳輸介質(zhì)的帶寬的要求，還是對傳輸可靠性的控制都未免太高了，將會增加信號傳輸技術(shù)的復(fù)雜性和實現(xiàn)成本，難以推廣應(yīng)用。