参考教材为樊昌信主编的《通信原理（第 7 版）》
课本摘句
HDB3 码全称为三阶高密度双极性码（High Density Bipolar 3）。它是 AMI 码的一种改进，保持了 AMI 码没有直流成分且高、低频
分量少、能量集中的优点外克服了其缺点，使连续 “$0$” 的个数小于等于 $3$。其编码规则如下：
- 先检查消息码的连 “$0$” 个数。当连 “$0$” 数目小于等于 $3$ 时，则与 AMI 码的编码规则一样。
- 当连 “$0$” 数目超过 $3$ 个时，则将每 $4$ 个连 “$0$” 化作一小节，用 “$000V$” 替代。$V$ 取值为 $+1$、$-1$，与其前一个相邻的非 $0$ 脉冲的极性相同。因为这破坏了极性交替的规则，所以 $V$ 称为破坏脉冲。
- 相邻的 $V$ 码的极性必须交替。当 $V$ 码取值能满足 2. 中的要求但是不能满足此要求时，则将 “$0000$” 用 “$B00V$” 替代。 $B$ 的取值与后面的 $V$ 脉冲抑制，用于解决此问题。因此，$B$ 称为调节脉冲。
- $V$ 码后面的传号码极性也要交替。
编码规则
虽然课本给出了一个详尽的编码规则，但是这个描述对我来说还是太抽象了，并且这个描述的代码实现很困难：因为你可能要不停地更改已经编码过的值以解决规则中的冲突。所以，在这里我想从另一个角度描述 HDB3 的编码规则，具体地说就是：
- 依次读取消息码中的符号序列，“$1$”的处理与 AMI 编码规则一致。
- 当连续 “$0$” 数目超过 “$3$” 个时，则将每 $4$ 个连 “$0$” 化作一小节，用 “$000V$” 或 “$B00V$” 替代。具体替代的类型取决于该小节前非零脉冲（即非零符号）的个数（“$1$”“$B$”“$V$” 都是非零脉冲）：如果非零脉冲的个数为奇数，则用 “$000V$” 替代；否则用 “$B00V$”。
- “$V$” 的极性与前一个非零脉冲相同，“$B$” 的极性与前一个非零脉冲相反。
上述规则给出了一个在代码实现上更简单的 HDB3 编码方法，至于它是否与课本中的规则一致我没法给出严格的证明，但是 “it works”。此外，我认为上述对 “$V$”“$B$” 极性的判断能更好地解释其符号的由来（Violation & Bipolar）。
代码实现
以下是 HDB3 编码的 rust 实现（r 门！），因为 rust 的模式匹配非常适合这种输入输出有限取值的模型。
// 原始输入符号
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
pub enum InputBit {Zero, // 0One, // 1
}// HDB3 编码后的符号
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
pub enum HDB3Symbol {PosB, // +BNegB, // -BPosV, // +VNegV, // -VPosOne, // +1NegOne, // -1Zero // 0
}/// HDB3 编码函数
/// input 为 InputBit 数组的切片
/// pos_bias 决定第一个非零脉冲的编码是否为 +1
pub fn encode(input: &[InputBit], pos_bias: bool) -> Vec<HDB3Symbol> {use HDB3Symbol::*;let mut output: Vec<HDB3Symbol> = Vec::with_capacity(input.len());let mut zero_count = 0;// 上一个脉冲的极性let mut pos_pulse = !pos_bias;let mut pulse_count = 0;for &bit in input {match bit {InputBit::One => {// clear zero_countwhile zero_count > 0 {output.push(Zero);zero_count -= 1;}let value = if pos_pulse { NegOne } else { PosOne };output.push(value);pulse_count += 1;pos_pulse = !pos_pulse;},InputBit::Zero => {zero_count += 1;if zero_count == 4 {// 奇数脉冲，000V模式if pulse_count & 1 == 1 {output.append(&mut [Zero].repeat(3));}// 偶数脉冲，B00V模式else {// bipolar pulselet insert_b = if pos_pulse { NegB } else { PosB };output.push(insert_b);pulse_count += 1;pos_pulse = !pos_pulse;output.append(&mut [Zero].repeat(2));}// violation pulselet insert_v = if pos_pulse { PosV } else { NegV };output.push(insert_v);pulse_count += 1;zero_count = 0;}}}}output
}