通信原理第四次实验.docVIP

实验四：信道编码实验 一、实验目的 1．熟悉AMI / HDB3码AMI / HDB3码纠错能力1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G 3．汉明、交织、循环编码模块，位号：D 4．汉明、交织、循环码传输模块，位号：E 5．PCM/ADPCM编译码模块，位号：H 6．汉明、交织、循环译码模块，位号：F 7．20M双踪示波器1台 8．信号连接线4根 三、实验原理 (一) AMI/HDB3编译码实验 AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的＋1、－1、＋1、－1… 由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。 从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。 AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。 为了保持AMI码的优点而克服缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3码 HDB3码1，V-=1，B+=＋1，B-=－1）。 2．取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求： （1）各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，不引入直流成份）。 （2）V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号码，哪个是V码？以恢复成原二进制码序列）。 当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。 3．HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要满足极性交替出现的原则。 下面我们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。 二进制码序列: 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 HDB3码码序列:V+ -1 0 0 0 V- +1 0 –1 B+ 0 0 V 0 –1 +1 –1 0 0 0 V- B+ 0 0 V+ 0 –1 从上例可以看出两点： （1）当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V；当两个 取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V （2）V码破坏了传号码极性交替出现的原则，所以叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替出现的原则，叫非破坏点。 虽然HDB3码V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个码，再将所有－1变成＋1后便得到原消息代码。 图1 AMI／HDB3编译码电路原理 本模块是采用SC22103专用芯片实现AMI／HDB3编译码的。在该电路中，没有采用复杂的线圈耦合方法来实现AMI／HDB3码的变换，而是采用TL082对HDB3码SC22103的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3码AMI码K01选择。专用芯片的14、15脚为正向编码和负相编码输出，正负编码再通过相加器变换成AMI／HDB3码。译码模块中，译码电路接收正负电平的AMI／HDB3码，整流后获得同步时钟，并通过处理获得正向编码和负向编码，送往译码电路的SC22103专用芯片的11、13脚。正确译码之后21TP01与20P01的波形应一致，但由于HDB3码HDB3码4个码字有关，因而HDB3码纠错能力验证汉明码，信息位数，监督位数，可以纠一位错码，生成矩阵，编码情况见表格 1。 表格 1 Hamming编码表 信息位 监督位 信息位 监督位 0000 000 1000 111 0001 011 1001 100 0010 101 1010 010 0011 110 1011 001 0100 110 1100 001 0101 101 1101 010 0110 011 1110 100 0111 000 1111 111 2、汉明码译码