信道编码课题

信道编码——码型变换

一、目的

1、了解传号反转码（CMI），双相码（BHP）,延迟调制码（MILLER）等基带信号波形特点。

2、掌握传号反转码（CMI），双相码（BHP）,延迟调制码（MILLER）的编码规则。

3、掌握传号反转码（CMI），双相码（BHP）,延迟调制码（MILLER）的译码规则。

二、内容

1、用示波器观察掌握传号反转码（CMI），双相码（BHP）,延迟调制码（MILLER）的波形。

2、用示波器观察传号反转码（CMI），双相码（BHP）,延迟调制码（MILLER）译码输出波形。

三、基本原理

编码系统使用数字信源模块和可编程逻辑器件模块。

1．CMI，BHP,MILLER编译码

CMI,BHP,MILLER码的编码原理框图如图1、图2。在可编程逻辑器件单元中，有以下测试点及输出点：

∙ GCLK1(83) 4.433MHz时钟输入点

∙ IO－12 位同步输入点

∙ IO－11 NRZ输入点

∙ IO－79 CMI编码输出

∙ IO－74 BHP编码输出

∙ IO－73 MILLER编码输出

∙ IO－63 CMI译码输出

∙ IO－81 BHP译码输出

∙ IO－76 MILLER译码输出

图3为各个码型的对应关系，注意，输出信号中除CMI编码输出外皆有一定延迟。

CMI码即为传号翻转码，“1”交替地用“00”和“11”来表示，而“0”则固定用“01”来表示，因此把信号从1位（bit）变成了2位（bit），属于二电平的NRZ 的1B2B码型，这种码的特点是：（1）没有直流分量；（2）定时信号容易被提取，由

波形可知。只要将负跳变取出即可作为定时信号；（3）有一定的纠错能力，因为在CMI码序列中只会有01和交替出现00或11，不会出现10或连续出现00或11，若出现就是错码。因此在低速的系统中选为传输码型。

图1

CMI的编码实现：在BS上升沿对NRZ取样，是1则输出一个BS周期的1或0，选择标准是与上一个采样值为1时输出的值相反，即上一次输出1则这一次输出0，反之亦然；采样值为0则将BS的一个周期取反后输出。

CMI码为“00”或“11”时对应NRZ的1，为“01”时对应NRZ的“0”，由此可知，在BS信号的上升沿和下降沿分别采样，对应CMI与NRZ的关系就可以将CMI译码为NRZ。注意，实际操作时为了避免采样出现冒险，使用延迟后的BS信号采样。

BHP码又称双相码、反相码或Manchester码。它时用分别持续半个码元周期的正负电平组合表示信码“1”，用分别持续半个码元周期的负正电平组合表示信码“0”。双相码的主要特点是不管信码的统计特性如何，在每个码元周期中点都存在电平跳变，因此比较容易提取定时信号，而且因为每个周期中正负电平各占一半，所以没有直流分量。但是它的脉冲最小宽度时码元周期的一半，所以它占用的带宽比相同周期的不归零码大一倍。

BHP码的编码很简单，只要将NRZ码与BS的反相信号相异或即可。而它的译码需要用两倍BS频率的信号对其采样，“01”对应NRZ的“0”，“10”对应NRZ的“1”。

Miller码又称延迟调制码，其编码规则为：信码“1”用“01”或“10”交替表示，信码“0”用“00”或“11”交替表示。它的主要特点是：(1)由编码规则可知，当信码序列出现“101”时，Miller码出现最大脉冲宽度为两个码元周期，而信码出现连“0时，它的最小脉冲宽度为一个码元周期，这一性质可用于进行误码检测。（2）比较双相码与Miller码的码型，可以发现后者时前者经过一级触发器得来。

由上述特点可知Miller码的编码过程：将NRZ编码为BHP码，再由BHP码经过

一级触发器即得Miller码。Miller码得解码方法与BHP码相同，只要将判决条件改为NRZ与Miller码的对应关系即可。

图15－2

图15-3

四、步骤

1．打开可编程逻辑模块的电源（在数字终端模块的右下角，JTAG插座右边），下载光盘上CPLD下载目录下的“codec.pof”。关闭可编程逻辑器件单元电源，将数字信源模块的NRZ-OUT，BS-OUT和CLK用导线分别连接到可编程逻辑器件单元的IO－11，IO－12和GCLK1（83）上，打开数字信源和可编程逻辑器件单元的电源，用示波器观察各种码型编译码的信号波形。

（1）波器的CH1接在可编程逻辑器件模块的IO－11上，CH2依次接在IO－79， IO －74， IO－73上，依次观察CMI，BHP和Miller码，并总结出这三种码型与NRZ 码的关系。注意，BHP和Miller编码输出相对NRZ码输入有延迟，但不超过一个码元周期。

（2）示波器的CH1依次接在可编程逻辑器件模块的IO－79，IO－74，IO－73上，CH2对应依次接在IO－63， IO－81， IO－76上，依次观察CMI，BHP和Miller码与其解码输出之间的对应关系，并总结出这三种码型与NRZ码的关系。注意，译码输出相对编码输出有延迟，但不超过一个码元周期。

五、报告要求

1．设输入的NRZ码为：01001101001100110100010001010101，分别求出其对应的CMI，BHP，Miller码，并画出波形图。

2．设输入的CMI，BHP，Miller码为：01001101001100110100010001010101，分别求出其对应的NRZ码，并画出波形图。

3. 遇到过哪些问题，是如何解决的？