信道编码实验指导书 - 图文

HDB3编解码实验

一、实验目的

1、熟悉HDB3编解码的原理；

2、观察HBD3码编码和解码的结果，结合原理进一步理解编解码的过程； 3、学习通过软件编程实现HDB3编解码实验

二、实验电路及工作原理

1、HDB3码简介

CCITT建议，HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，为PCM系统欧洲系列时分多路复接一次群2.048Mbit/s，二次群8.488Mbit/s，三次群34.368Mbit/s的线路接口型。它将信息符号‘1’变换成“+1”或“-1”的线路码，将连“0”数限制为小于等于3，当信息符号出现4个连“0”时用特定码取代。用于HDB3码将连“0”减少到至多3个，所以它的功率谱与信源统计无关，这对于接收端定时提取十分有利。此项实验问软件编程实现。 数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分之一。在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。为使基带信号能适合在基带信道中传输，通常要经过基带信号变化，这种变化过程事实上就是编码过程。于是，出现了各种各样常用码型。不同码型有不同的特点和不同的用途。

作为传输用的基带信号归纳起来有如下要求：1 希望将原始信息符号编制成适合与传输用的码型；2 对所选码型的电波形，希望它适宜在信道中传输。可进行基带传输的码型较多。 AMI码

AMI码称为传号交替反转码。其编码规则为代码中的0仍为传输码0，而把代码中1交替地变化为传输码的+1-1+1-1，、、、。 举例如下。 消息代码：0 1 1 1 0 0 1 0 、、、 AMI 码：0 +1 -1 +1 0 0 -1 0 、、、或 0 -1 +1 -1 0 0 +1 0 、、、 AMI码的特点：

无直流成分且低频成分很小，因而在信道传输中不易造成信号失真。 编码电路简单，便于观察误码状况。

由于它可能出现长的连0串，因而不利于接受端的定时信号的提取。 HDB3码

这种码型在数字通信中用得很多，HDB3码是AMI码的改进型，称为三阶高密度双极性码。它克服了AMI码的长连0传现象。

2、HDB3编码的原理

先将二进制序列中的“0”码变成“0”而把序列的“1”交替的变换为+1、-1。再检

查序列中是否有四个或４个以上的连“0”，若有，则将每四个连“0”小段的第四个0变换成与前一个非“0”码（指的是+1和-1）同级型的码，由于极性不定，不妨称之为V码，为了保持无直流分量的特性，则须将V码也交替变换，但这样不能保证+极性的 码和-极性的码的数目是一样的，因为当两个V码之间有偶数个非“0”码时，就会+极性和-极性数目不等 ，所以还要再将该小段的第一个“0”码变换成+B码或-B码（B符号的极性与前一个非“0”码的符号极性相反，并让后面的非“0”的极性再从V符号开始交替变换。至此编码完成。

HDB3码的编码规则： （1）、将消息代码变换成AMI码； （2）、检查AMI码中的连0情况，当无4个以上的连0传时，则保持AMI的形式不变；若出现4个或4个以上连0时，则将1后的第4个0变为与前一非0符号（+1或-1）同极性的符号，用V表示（+1记为+V，-1记为-V，检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数，若为偶数，则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化。

举例如下：

代码 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 HDB3码 +1 0 -1 0 +1 -1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1 0 0 +1 -1 V、B -V +B +V （3）、HDB3码的特点如下：

基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分； 连0串符号最多只有3个，利于定时信息的提取； 不受信源统计特性的影响。

本设计的思想并不像前面HDB3编码原理介绍的那样首先把消息代码变换成为AMI码，然后进行V符号和B符号的变换，而是在消息代码的基础上，依据HDB3编码规则进行插入“V”符号和插入“B”符号的操作，最后完成单极性信号变成双极性信号的变换。

插“ V ” 插“ B ” 单 / 双极性变换

HDB3码的编码器模型框图

最终编码输出两路并行信号，两个信号的组合来实现对双极性的三种信号的表示。表板输出的两路信号TP09、TP10分别为1、0,0、0，0、1时代表负，零，正。，在TP02可以观察到双极性的编码。实现电路如下图：

3、译码原理：

（1）把原来的取代节（4个连零）找到即可，若3连“0”前后非零脉冲同极性，则将最后一个非零元素译为零，如+1000+1 就应该译成“10000”，否则不用改动；若2连 “0”前后非零脉冲极性相同，则两零前后都译为零，如-100-1，就应该译为0000，否则也不用改动.

（2）再将所有的-1变换成+1后，就可以得到原消息代码。

解码实现方法：通过硬件电路把双极性的信号通过两阶比较器输出，对应0,1信号，然后按照以上规则译码即可。电路如下图：

然后向CPLD输入两路的并行信号，通过背部的解码电路进行解码；

HDB3码的CPLD顶层原理图：

三、实验内容及步骤

拨码开关的识别：SW01、SW02

拨上为“0”，拨下为“1”。

1、将SW02拨到你想要输入的8位数据；

2、将SW01拨到“0001”，选择HDB3编解码；

3、打开试验箱的电源，然后代开试验模块的电源，给CPLD上电，使其开始工作。 4、用示波器观察TP06的发送数据的码元信号波形，TP13为时钟信号的波形输出，观察码元指示灯L1、L2??L8的显示是否与所拨的码元信号相同；

5、观察TP09和TP10的编码得到的两路并行信号的波形。观察TP02的HDB3的编码波形，记录HDB3 的编码输出波形，并分析HDB3的编码规则；

6、观察TP03处的HDB3的译码输出波形是否与码元信号相同，并分析HDB3的解码算法；

7、改变输入的码元数据观察实验现象，并记录实验结果； 假设输入数据为：10010000

在TP06处的波形和TP13处的时钟信号如图：

编码输出的信号：TP09处和TP10处的波形如图：

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