实验16线路编译码Word下载.docx

1、图 16-2 AMI 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 1B1T 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

2、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 H

3、DB3 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。2V 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-；

4、而当上述两个要求不能同时满足时，如此改用 B00VB+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1HDB3+1-1B+V+V-图 16-3 HDB3 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 B00V2V 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

5、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 AMIHDB3 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

6、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 64k3TP3：双极性信号正极输出；3TP4：双极性信号

7、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

8、 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

9、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

10、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

11、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0 0 0 +V -B 0 0 -V +B 0 0 +V -B 0 0 -V +B3） 将基带数据设置为“01000码：AMI码为-1000+1000-1000+1000HDB3码也为-1000+1000-1000+10004） 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+1-15） 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。