2022年通信原理编码与解码实践报告 .pdf

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1、中南大学通信原理课程设计报告专业:通信 0901 姓名:学号:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 15 页 -2 目录一、实验目的 3 二、设计内容 3 三、AMI 码4 四、CMI 码4 五、HDB3 码5 六、用 MATLAB 仿真码型变 6名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 15 页 -3 一、实验目的通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。二、设计内容码型反变换的仿真实现、基

2、本任务：由抽样判决后的AMI码型和 CMI码型数字序列恢复出原始的 PCM 脉冲编码信号。主要步骤和要求：（1）由抽样判决后的AMI 码型数字序列恢复出原始的PCM 脉冲编码信号（0、1 信号）。要求抽样判决后的AMI码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。（2）由抽样判决后的CMI码型数字序列恢复出原始的PCM 脉冲编码信号。要求抽样判决后的CMI码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。、选做任务：由抽样判决后的HDB3码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号。主要步骤和要求：由抽样判决后的HDB3码型数字序列恢复出原始的PC

3、M脉冲编码信号（0、1 信号）。要求抽样判决后的HDB3码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 15 页 -4 三、AMI 码AMI(Alternative Mark Inversion)码的全称是信号交替反转码，是通信编码中的一种，为极性交替翻转码，分别有一个高电平和低电平表示两个极性。一、编码规则:消息代码中的0 传输码中的0，消息代码中的1 传输码中的+1、-1 交替例如:消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 AMI 码:+1 0-1 0+1 0 0 0-1 0+1-1+

4、1 二、AMI 码的特点:1 由 AMI 码确定的基带信号中正负脉冲交替，而 0 电位保持不变;所以由 AMI 码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量;2 不易提取定时信号，由于它可能出现长的连0 串。三、解码规则从收到的符号序列中将所有的-1 变换成+1 后，就可以得到原消息代码四、CMI码CMI（Coded Mark Inversion）码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。CMI 码易于实现，含有丰富的定时信息。此外，由于10 为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规

5、律可以用来宏观检错。该码已被 ITU-T 推荐为 PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于8.44Mb/s的光缆传输系统中。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 15 页 -5 五、HDB3码一、High Density Bipolar of order 3code,三阶高密度双极性码。HDB3 的编码规则1 先将消息代码变换成AMI 码，若 AMI 码中连 0 的个数小于4,此时的 AMI 码就是 HDB3 码;2 若 AMI 码中连 0 的个数大于 3,则将每 4 个连 0 小段的第 4个 0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号,用表示(+1+,-1-

6、);3 为了不破坏极性交替反转，当相邻符号之间有偶数个非0 符号时，再将该小段的第 1 个 0 变换成+B 或-B,符号的极性与前一非零符号的相反，并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。例如:消息代码:1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI 码:+1 0 0 0 0-1 0 0 0 0 +1-1 0 0 0 0+1-1 HDB3 码：+1 0 0 0+V-1 0 0 0-V +1-1+B 0 0+V-1+1 二、HDB3 码的特点:1 由 HDB3 码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量;2 HDB3 中连 0 串的数目至多为3 个，易于提取

7、定时信号。3 编码规则复杂，但译码较简单。三、解码规则1 从收到的符号序列中找到破坏极性交替的点，可以断定符号及其前面的3个符号必是连 0 符号，从而恢复4 个连码;2 再将所有的-1 变换成+1 后，就可以得到原消息代码名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 15 页 -6 六、用 MATLAB 仿真码型变换global cod global n ch=get(handles.edit1,string);n1=length(ch);cod=zeros(8,n1);for i=1:n1 c=dec2bin(ch(i),8);for j=1:8 cod(j,i)=str2n

8、um(c(j);end end n=n1*8;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 15 页 -7 global cod global n fs=200;t=0:1/fs:n-1/fs;figure;subplot(3,1,1);plot(t,cod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(字符串对应的ASCII 码);grid minor;title(AMI 编码、解码);j=-1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 15 页 -8 acod=cod;for i=1:n if acod(i)=1 acod

9、(i)=acod(i)*j;j=-1*j;end end subplot(3,1,2);plot(t,acod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(AMI 编码);grid minor;b=acod.*acod;subplot(3,1,3);plot(t,b(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(AMI 解码);grid minor;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 15 页 -9 global cod global n fs=200;ccod=zeros(2,n);j=1;for i

10、=1:n if cod(i)=0 ccod(1,i)=0;ccod(2,i)=1;end if cod(i)=1 ccod(1,i)=j;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 15 页 -10 ccod(2,i)=j;j=-j+1;end end n1=2*n;t=0:1/fs:n-1/fs;figure;subplot(3,1,1);plot(t,cod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(字符串对应的ASCII 码);grid minor;title(CMI 编码、解码);t1=0:1/fs:n1-1/fs;subplot(

11、3,1,2);plot(t1,ccod(ceil(t1+1/fs);axis(0,n1,-0.1,1.5);xlabel(CMI 编码);grid minor;b=zeros(1,n);for i=1:n b(i)=-xor(ccod(1,i),ccod(2,i)+1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 15 页 -11 end subplot(3,1,3);plot(t,b(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(CMI 解码);grid minor;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 15 页 -

12、12 global cod global n fs=200;t=0:1/fs:n-1/fs;figure;subplot(3,1,1);plot(t,cod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(字符串对应的ASCII 码);grid minor;title(HDB3 编码);j=-1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 15 页 -13 acod=cod;for i=1:n if acod(i)=1 acod(i)=acod(i)*j;j=-1*j;end end subplot(3,1,2);plot(t,acod(cei

13、l(t+1/fs);axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(AMI 码);grid minor;v=-1;hacod=acod;for i=1:n-3 if hacod(i)=0&hacod(i+1)=0&hacod(i+2)=0&hacod(i+3)=0 hacod(i+3)=v;if i=0|hacod(i-1)=-v hacod(i)=v;end v=-v;end 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 15 页 -14 end subplot(3,1,3);plot(t,hacod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-1.5,1.5);xl

14、abel(HDB3 编码);grid minor;for i=1:n-4 if hacod(i)=hacod(i+3)&hacod(i+1)=0&hacod(i+2)=0 hacod(i)=0;hacod(i+3)=0;elseif hacod(i)=hacod(i+4)&hacod(i+1)=0&hacod(i+2)=0&hacod(i+3)=0 hacod(i+4)=0;end end figure;subplot(2,1,1);plot(t,hacod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(AMI 码);grid minor;title(HDB3 解码);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 15 页 -15 hb=hacod.*hacod;subplot(2,1,2);plot(t,hb(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-0.1,1.5);xlabel(HDB3 解码);grid minor;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 15 页 -