实验16线路编译码Word下载.docx

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图16-2AMI编码形波

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码的编码规如此看出，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与便于观察误码情况等优点，它是一种根本的线路码，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码的优点而抑制其缺点，人们提出了许多改良的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。

3.HDB3码编码原理

HDB3码是三阶高密度码的简称。

HDB3码保存了AMI码所有的优点〔如前所述〕，还可将连“0〞码限制在3个以，抑制了AMI码出现长连“0〞过多，对提取定时钟不利的缺点。

HDB3码的功率谱根本上与AMI码类似。

由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。

如何由二进制码转换成HDB3码呢？

HDB3码编码规如此如下：

1）二进制序列中的“0〞码在HDB3码中仍编为“0〞码，但当出现四个连“0〞码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0〞码。

取代节中的V码、B码均代表“1〞码，它们可正可负〔即V+=＋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〔为了保证传极性交替出现，不引入直流成份〕。

〔2〕V码要与前一个传的极性一样〔为了在接收端能识别出哪个是原始传，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，如此改用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〔包括“1〞码、V码和B码〕除V码外要满足极性交替出现的原如此。

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

1

HDB3

+1

-1

B+

V+

V-

图16-3HDB3编码形波

从上例可以看出两点：

〔1〕当两个取代节之间原始传的个数为奇数时，后边取代节用000V；

当两个取代节之间原始传的个数为偶数时，后边取代节用B00V

〔2〕V码破坏了传极性交替出现的原如此，所以叫破坏点；

而B码未破坏传极性交替出现的原如此，叫非破坏点。

虽然HDB3码的编码规如此比拟复杂，但译码却比拟简单。

从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性〔包括B在〕。

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符号与其前面的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。

本实验平台AMI／HDB3编码有FPGA实现，并通过运放将编码的正向和负向合成AMI／HDB3信号；

译码电路首先将收到的信号经运放和比拟器转换成正向和负向信号，再经FPGA提取位时钟并译码；

HDB3码的编译码规如此较复杂，当前输出的HDB3码字与前4个码字有关，因此HDB3编译码延时不小于8个时钟周期。

〔实验中为7个半码元〕

4.实验框图与功能

实验框图说明

图16-4码型变换实验框图

框图说明：

本实验中需要用到以下2个功能单元：

A3编码单元：

基带信号从2P6输出基带信号，2TP8输出基带时钟〔时钟速率可以设置〕，3P6输出对2P6信号的码型变换结果。

A6译码单元：

6P2输入码型变换的输入，将译码后的数据从6TP3输出。

5.框图中各个测量点说明

⚫2P6：

基带数据输出；

〔可以设置PN序列或16bit数据〕

⚫2TP8：

基带时钟输出；

〔时钟速率可选，建议32k或64k〕

⚫3TP3：

双极性信号正极输出；

⚫3TP4：

双极性信号负极输出；

⚫3P6：

编码输出；

⚫6P2：

译码数据输入

⚫6TP4：

⚫6TP6：

⚫6TP5：

同步时钟输出；

⚫6TP3：

译码输出；

三、实验任务

1.CMI编译码实验；

2.HDB3编译码实验；

3.AMI编译码实验；

四、实验容与步骤

1.实验准备

（1）获得实验权限，从浏览器进入在线实验平台；

（2）选择实验容

使用鼠标在通信原理实验目录选择：

线路编译码实验，进入到线路编码实验页面。

2.CMI码编译码实验

（1）编码观测

通过鼠标在编码码型中选择“CMI码〞，点击“基带设置〞按钮，将基带数据设置为：

16bit，64K，然后修改16bit编码开关的值。

用示波器通道1观测编码前基带数2P6，用通道2观测编码数据3P6；

尝试修改不同的编码开关组合，观测不同数据编码数据的变化。

错误提示：

CMI码“0〞码应该用“01〞表示，实验结果中为“10〞表示时为错误。

根据观测的编码前数据和编码后数据时序关系，分析编码时延。

FFT：

分析编码是否有直流分量？

分析编码是否具备丰富的位同步信息〔可设为全0码或全1

码观测〕？

分析编码前后，信号的频谱是否发生变化？

消息码“1〞交替用正负电压表示，消息码“0〞用“01〞表示，正负电平持续时间相等，所以CMI码无直流分量。

有频繁的跳变，所以有丰富的位同步信息。

编码后信号幅度变大频率变小。

（2）译码观测

使用双踪示波器，同时观测编码前数据2P6和译码后数据6TP3，观测编码前数据是否一样。

尝试屡次修改编码数据，观测译码数据是否正确。

根据观测的编码前数据和译码后数据的时序关系，分析译码时延。

译码后的数据相对于编码前数据会有时延。

3.AMI码编译码实验

通过鼠标在编码码型中选择“AMI码〞，点击“基带设置〞按钮，将基带数据设置为：

并记录波形。

分析编码是否具备丰富的位同步信息〔可设为长连0码或长

连1码观测〕？

分别编码前后，信号的频谱是否发生变化？

编码无时延。

观察波形发现，当编码为1时AMI码中的“+1〞“-1〞交替出现，所以AMI码没有直流分量。

编码后信号的幅度变大，频率变小。

译码无时延。

4.HDB3码编译码实验

通过鼠标在编码码型中选择“HDB3码〞，点击“基带设置〞按钮，将基带数据设置为：

用示波器通道1观测编码前基带数2P6，用通道2观测编码数据3P6；

并记录波形。

分析编码是否有直流分量？

分析编码是否具备丰富的位同步信息〔可设为长连0码或长连1码观测〕？

编码有一定的时延，无直流分量。

编码后信号的频谱幅度会变大，频率变小。

（2）译码观测

使用双踪示波器，同时观测编码前数据2P6和译码后数据6TP3，观测编码前数据是否

一样。

译码无时延。

（3）AMI和HDB3编译码比照

将基带信号修改为不同的基带码型，分别观测AMI和HDB3，分析两种编码的区别，并分析定时信息是否丰富，是够包含直流分量，根据结果分析HDB3编码的优势。

1）将基带数据设置为全“1〞码：

观测分析AMI和HDB3码的区别；

AMI

当基带数据全为“1〞码时，AMI和HDB3码都是“+1〞“-1〞交替出现

2）将基带数据设置为全“0〞码：

当基带数据全为“0〞码时，AMI码全为0，而HDB3为000+V-B00-V+B00+V-B00-V+B

3）将基带数据设置为“01000〞码：

AMI码为-1000+1000-1000+1000

HDB3码也为-1000+1000-1000+1000

4）将基带数据设置为“01111〞码：

AMI码为-1+10000-1+10000-1+1-1+1

而HDB3码为-1+1000+V-1+1-B00-V+1-1+1-1

5）尝试修改其他的基带数据类型：

5.实验完毕

实验完毕，从浏览器退出在线实验平台。

五、实验注意

1.线路编码和码型变换：

基带不要超过256K

六、实验心得

通过本次实验我掌握码编译码规如此，了解码编译码实现方法。

对AMI和HDB3的比照实验使我对AMI和HDB3编译码的了解更加深入。

虽然信号的频谱分析对我有些难度但最终还是顺利的完成了实验。