通信原理实验-汉明码编译

实验十五汉明编码和译码实验

一、实验前的准备

（1）预习帧成形及其传输电路的构成；预习自定义帧结构的帧同步系统电路的构成。

（2）熟悉实验指导书附录B和附录C中实验箱面板分布及测试孔位置，定义本实验相关模块的跳线状态。

（3）实验前重点掌握的内容：汉明码的编码规则、汉明码的纠错能力。

二、实验目的

1.掌握汉明码编译码原理

2.掌握汉明码纠错检错原理

3.通过纠错编解码实验，加深对纠错编解码理论的理解

三、实验仪器

（1）ZH5001A通信原理综合实验系统一台

（2）20MHz双踪示波器一台

四、基本原理

汉明编码模块实验电路工作原理描述如下：

1、输入数据：汉明编码输入数据可以来自ADPCM1模块的ADPCM码字，或

来自同步数据端口数据、异步端口数据、CVSD编码数据、m序列。选择ADPCM码字由工作方式选择开关SWC01中的ADPCM状态决定，当处于ADPCM状态时（插入跳线器），汉明编码器对ADPCM信号编码；否则处于非ADPCM状态时（拔除跳线器），输入编码数据来自开关KC01所设置的位置，分别为同步数据端口数据、异步端口数据、CVSD编码数据、m序列。

2、m序列发生器：m序列用于测试汉明编码规则，输出信号与开关KWC01位

置表3.4.2所示：

3、编码使能开关：此开关应与接收端汉明译码器使能开关同步使用，该开关处

于使能状态（H_EN短路器插入），汉明码编码器工作；否则汉明码编码器不工作。需注意：汉明码编码器不工作时，ADPCM和CVSD话音数据无法通话，这是因为编码速率与信道速率不匹配。

4、错码产生：错码产生专门设计用于测量汉明译码器的纠错和检错性能。输出

错码与开关KWC01位置参见表3.4.3所示：

错码可以用示波器从错码指示端口监测。

汉明编码模块各测试点定义：

1、T PC01：输入数据

2、T PC02：输入时钟

3、T PC03：编码模块输出数据（56Kbtps/BPSK/DBPSK）

4、T PC04：编码模块输出时钟（56KHz/BPSK/DBPSK）

5、T PC05：错码指示（无加错时，该点为低电平。）

汉明译码模块实验电路工作原理描述如下：

1、输入信号选择开关：开关KW01、KW01用于选择输入信号和时钟是来自解

调器信道或直接来自汉明编码模块。当KW01、KW01设置在1_2位置（CH：左端），则输入信号来自信道；开关KW01、KW01设置在2_3位置（LOOP：

右端），则输入信号来自汉明编码模块。

2、汉明译码器：主要由串/并变换器、校正子生成器、3/8译码器和纠错电路

构成。该电路专门由一个CPLD（EPM7128）实现。

3、汉明译码使能开关：SW03中H_EN与发端编码使能开关同步使用。

汉明译码模块各测试点定义：

1、T PC01：输入时钟（56KHz BPSK/DBPSK）

2、T PC02：输入数据（56Kbtps BPSK/DBPSK）

3、T PC03：检测错码指示

4、T PC04：输出时钟

5、T PC05：CVSD数据输出

6、T PC06：同步数据输出

7、T PC07：m序列输出

8、T PC08：异步数据输出

ADPCM

CVSD m 序列

SWC01

图3.4.4 汉明编码模块电路功能组成框图

时钟

图3.4.5 汉明译码模块电路功能组成框图

时钟输出时钟

错码指示

同步数据

序列

异步数据

信道

信道

终端终端

数据

AS CVSD

五、 实验内容

准备工作：

（1）首先通过菜单将调制方式设置为BPSK 或DBPSK 方式；将汉明编码模块

内工作方式选择开关SWC01中，编码使能开关插入（H_EN ），ADPCM 数据断开（ADPCM ）；将输入数据选择开关KC01设置在m 序列（DT_M ）

00：M_SEL2和M_SEL1拔下），此时m 序列输出为1/0码。

（2）将汉明译码模块内输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在LOOP 位置（右端），输入信号直接来自汉明编码模块；将译码器使能开关KW03设置在工作位置0N （左端）。

1. 编码规则验证

（1）用示波器同时观测编码输入信号TPC01波形和编码输出波形TPC05，观

测时以TPC01同步，观测是否符合汉明编码规则（参见表3.4.1所示）。注意此时输入、输出数据速率不同，输入数据速率为32Kbps ，输出数据速率为56Kbps 。

输入序列为0101，输出序列为0101100，查表知符合汉明码编码规则

（2）设置m序列方式为（10：M_SEL2插入、M_SEL1拔下），此时m序列输出为11/00码（参见表3.4.2所示）。用示波器同时观测编码输入信号TPC01

波形和编码输出波形TPC05，观测时以TPC01同步，观测是否符合汉明

编码规则。

输入序列为1100，输出序列为1100010，查表知符合汉明码编码规则

2.译码数据输出测量

（1）用示波器同时观测汉明编码模块的编码输入信号TPC01波形和汉明译码模块译码输出m序列波形TPW07，观测时以TPC01同步。测量译码输出

数据与发端信号是否保持一致。

观测到译码输出数据与发端信号一致，但稍有延时

3.译码同步过程观测

将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的编码使能开关插入（H_EN）；ADPCM数据有效（ADPCM）。将汉明译码模块的输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在2_3位置（右端），输入信号直接来自汉明编码模块。

（1）用示波器检测汉明译码模块内错码检测指示输出波形TPW03。将汉明编码模块内工作方式选择开关SWC01的编码使能开关断开（H_EN），使汉

明译码模块失步，观测TPC03变化；将编码使能开关插入（H_EN），观

测汉明译码的同步过程，记录测量结果。

失步后编译出错并能检测出，重新插入编码使能开关后无错。