1、漢明碼系統實驗一 實驗目的 通過糾錯編解碼實驗，加深對糾錯編解碼理論的理解；二 實驗內容 糾錯編解碼 三 實驗儀器 1.JH5001通信原理綜合實驗系統2. 20Mhz cs-4125A雙蹤示波器四 實驗原理差錯控制編碼的基本作法是：在發送端被傳輸的信息序列上附加一些監督碼元，這些多余的碼元與信息之間以某種確定的規則建立校驗關系。接收端按照既定的規則檢驗信息碼元與監督碼元之間的關系，一旦傳輸過程中發生差錯，則信息碼元與監督碼元之間的校驗關系將受到破壞，從而可以發現錯誤，乃至糾正錯誤。通信原理綜合實驗系統中的糾錯碼系統采用漢明碼（7，4）。所謂漢明碼是能糾正單個錯誤的線性分組碼。它有以下特點：碼

2、長n=2m-1最小碼距d=3信息碼位k=2n-m-1糾錯能力t=1監督碼位r=n-k這里m位2的正整數，給定m后，既可構造出具體的漢明碼（n，k）。漢明碼的監督矩陣有n列m行，它的n列分別由除了全0之外的m位碼組構成，每個碼組只在某列中出現一次。系統中的監督矩陣如下圖所示：其相應的生成矩陣為：漢明譯碼的方法，可以采用計算校正子，然后確定錯誤圖樣并加以糾正的方法。圖 1和圖 2給出漢明編碼器和譯碼器電原理圖。表 1 （7，4）漢明編碼輸入數據與監督碼元生成表4位信息位a6, a5, a4, a33位監督碼元a2, a1, a04位信息位a6, a5, a4, a33位監督碼元a2, a1, a0

3、0000000100010100010111001110001011010100110011101101100001001111100010010110011010010110001111010001110101111111表 1為（7，4）漢明編碼輸入數據與監督碼元生成表。編碼輸出數據最先輸出是a6bit，其次是a5、a4，最后輸出a0位。漢明編譯碼模塊實驗電路功能組成框圖見圖 4和圖 5所示。漢明編碼模塊實驗電路工作原理描述如下：1、 輸入數據：漢明編碼輸入數據可以來自ADPCM1模塊的ADPCM碼字，或來自同步數據端口數據、異步端口數據、CVSD編碼數據、m序列。選擇ADPCM碼字由工作

4、方式選擇開關SWC01中的ADPCM狀態決定，當處于ADPCM狀態時（插入跳線器），漢明編碼器對ADPCM信號編碼；否則處于非ADPCM狀態時（拔除跳線器），輸入編碼數據來自開關KC01所設置的位置，分別為同步數據端口數據、異步端口數據、CVSD編碼數據、m序列。2、 m序列發生器：m序列用于測試漢明編碼規則，輸出信號與開關KWC01位置表 2所示：3、 編碼使能開關：此開關應與接收端漢明譯碼器使能開關同步使用，該開關處于使能狀態（H_EN短路器插入），漢明碼編碼器工作；否則漢明碼編碼器不工作。需注意：漢明碼編碼器不工作時，ADPCM和CVSD話音數據無法通話，這是因為編碼速率與信道速率不匹配

5、。4、 錯碼產生：錯碼產生專門設計用于測量漢明譯碼器的糾錯和檢錯性能。輸出錯碼與開關KWC01位置參見表 3所示：錯碼可以用示波器從錯碼指示端口TPC03監測。漢明編碼模塊各測試點定義：1、 TPC01：輸入數據2、 TPC02：輸入時鐘3、 TPC03：錯碼指示（無加錯時，該點為低電平。） 4、 TPC04：編碼模塊輸出時鐘（56KHz/BPSK/DBPSK）5、 TPC05：編碼模塊輸出數據（56Kbtps/BPSK/DBPSK）漢明譯碼模塊實驗電路工作原理描述如下：1、 輸入信號選擇開關：開關KW01、KW02用于選擇輸入信號和時鐘是來自解調器信道或直接來自漢明編碼模塊。當KW01、KW

6、02設置在1_2位置（CH：左端），則輸入信號來自信道；開關KW01、KW02設置在2_3位置（LOOP：右端），則輸入信號來自漢明編碼模塊。2、 漢明譯碼器：主要由串/并變換器、校正子生成器、3/8譯碼器和糾錯電路構成。該電路專門由一個CPLD（EPM7128）實現。3、 漢明譯碼使能開關：SW03中H_EN與發端編碼使能開關同步使用。漢明譯碼模塊各測試點定義：1、 TPW01：輸入時鐘（56KHz BPSK/DBPSK）2、 TPW02：輸入數據（56Kbtps BPSK/DBPSK）3、 TPW03：檢測錯碼指示4、 TPW04：輸出時鐘5、 TPW05：CVSD數據輸出6、 TPW06

7、：同步數據輸出7、 TPW07：m序列輸出8、 TPW08：異步數據輸出五 實驗步驟 準備工作：（1）首先通過菜單將調制方式設置為BPSK或DBPSK方式；將漢明編碼模塊內工作方式選擇開關SWC01中，編碼使能開關插入（H_EN），ADPCM數據斷開（ADPCM）；將輸入數據選擇開關KC01設置在m序列（DT_M）位置；設置m序列方式為（00：M_SEL2和M_SEL1拔下），此時m序列輸出為1/0碼。（2）將漢明譯碼模塊內輸入信號和時鐘選擇開關KW01、KW02設置在LOOP位置（右端），輸入信號直接來自漢明編碼模塊；將譯碼器使能開關KW03設置在工作位置0N（左端）。1. 編碼規則驗證（1

8、） 用示波器同時觀測編碼輸入信號TPC01波形和編碼輸出波形TPC05，觀測時以TPC01同步，觀測是否符合漢明編碼規則（參見表 1所示）。注意此時輸入、輸出數據速率不同，輸入數據速率為32Kbps，輸出數據速率為56Kbps。（2） 設置m序列方式為（10：M_SEL2插入、M_SEL1拔下），此時m序列輸出為11/00碼（參見表 2所示）。用示波器同時觀測編碼輸入信號TPC01波形和編碼輸出波形TPC05，觀測時以TPC01同步，觀測是否符合漢明編碼規則。（3） 設置其它m序列方式，重復上述測量步驟。注：其它兩種m序列周期因非4bit的倍數，觀測時要仔細調整示波器才能觀測。2. 譯碼數據輸

9、出測量（1） 用示波器同時觀測漢明編碼模塊的編碼輸入信號TPC01波形和漢明譯碼模塊譯碼輸出m序列波形TPW07，觀測時以TPC01同步。測量譯碼輸出數據與發端信號是否保持一致。（2） 設置不同的m序列方式，重復上述實驗，驗證漢明編譯碼的正確性。問題與思考：當m序列產生輸出0/1碼或00/11碼或7位周期序列時（都是短周期性數據），觀測譯碼接收和發送數據信號一致，此時保持跳線開關和設置不變，將通信原理實驗箱關機后在開機。此時有可能發生譯碼輸出數據與編碼數據有不一致。如不一致，可將SWC01中的ADPCM開關插入再斷開（加入一段隨機數據，此時須將KO01置于左邊，K501置于右邊），此時譯碼輸出

10、數據與編碼數據又一致，這是為什么（參照表 1進行分析）？在實際通信中如何解決這問題？3. 譯碼同步過程觀測將漢明編碼模塊工作方式選擇開關SWC01的編碼使能開關插入（H_EN）；ADPCM數據有效（ADPCM）。將漢明譯碼模塊的輸入信號和時鐘選擇開關KW01、KW02設置在2_3位置（右端），輸入信號直接來自漢明編碼模塊。（1） 用示波器檢測漢明譯碼模塊內錯碼檢測指示輸出波形TPW03。將漢明編碼模塊內工作方式選擇開關SWC01的編碼使能開關斷開（H_EN），使漢明譯碼模塊失步，觀測TPW03變化；將編碼使能開關插入（H_EN），觀測漢明譯碼的同步過程，記錄測量結果。（2） 將ADPCM數據換

11、為m序列，重復上述測量步驟，分析測量結果。4. 發端加錯信號觀測將漢明編碼模塊工作方式選擇開關SWC01的編碼使能開關插入（H_EN）；ADPCM數據有效（ADPCM）。將漢明譯碼模塊內輸入信號和時鐘選擇開關KW01、KW02設置在右端，輸入信號來自漢明編碼模塊；將譯碼器使能開關KW03設置在工作位置0N（左端）。（1） 用示波器同時測量漢明編碼模塊內加錯指示TPC03和漢明譯碼模塊內錯碼檢測指示輸出波形TPW03的波形，觀測時以TPC03同步。此時無錯碼。（2） 將漢明編碼模塊工作方式選擇開關SWC01的加錯開關E_MOD0接入，產生1位錯碼，定性觀測明譯碼能否檢測出錯碼，記錄結果。（3） 將漢明編碼模塊工作方式選擇開關SWC