實驗四糾錯碼Hamming碼編譯碼

1、實驗四糾錯碼Hamming碼編譯實驗四 糾錯碼Hamming碼編譯碼一、實驗原理差錯控制編碼的基本作法是：在發(fā)送端被傳輸 的信息序列上附加一些監(jiān)督碼元，這些多余的碼 元與信息之間以某種確定的規(guī)則建立校驗關(guān)系。接收端按照既定的規(guī)則檢驗信息碼元與監(jiān)督碼 元之間的關(guān)系，一旦傳輸過程中發(fā)生差錯，則信 息碼元與監(jiān)督碼元之間的校驗關(guān)系將受到破壞, 從而可以發(fā)現(xiàn)錯誤，乃至糾正錯誤。通信原理綜合實驗系統(tǒng)中的糾錯碼系統(tǒng)采用漢明碼（7, 4）o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:碼長信息碼位監(jiān)督碼位k=2n-m-l 糾錯能r=n-k最小碼距這里m位M2的正整數(shù)，給定m后，既可構(gòu)造出具體的漢明碼(

2、m k)o漢明碼的監(jiān)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(gòu)成，每個碼組只在某列中出現(xiàn)一次。系統(tǒng)中的監(jiān)督矩陣如下圖 所示：1110 10 0H= 0 1110 10 1101001其相應(yīng)的生成矩陣為:1000101G=0 10 0 11100101100001011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。表 3.4.1(7, 4)漢明編碼輸入數(shù)據(jù)與監(jiān)督碼元生成表0000 000 1000 10100010010011U010011010110oil0011 101 1011 000010011111000100101100110100101100

3、01111010001110101111111二、實驗儀器1、JH5001通信原理綜合實驗系統(tǒng)一臺2、20MHz雙蹤示波器 一臺3、JH9001型誤碼測試儀（或GZ9001型）一臺實驗?zāi)客ㄟ^糾錯編解碼實驗，加深對糾錯編譯碼理論的理解;掌握糾錯編譯碼的實現(xiàn)和應(yīng)用O四、實驗內(nèi)容準(zhǔn)備工作:（1）首先通過菜單將調(diào)制方式設(shè)置為SWC01E_MODOE_MOD1H_EN ADPCMM_SEL2M_SEL1BPSK或DBPSK方式；將漢明編碼模塊內(nèi)KC01DT_SYSDT_MAS CVSD工作方式選擇開關(guān)swcoi中，編碼使能開 關(guān)插入（H_EN）, ADPCM數(shù)據(jù)斷開（ADPCM）；將輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)KC

4、01設(shè)置在m序列（DT_M）位置；設(shè)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(nèi)輸入信號和時鐘選擇開關(guān)KW01、KW02設(shè)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(guān)KW03設(shè)置在工作位置ON （左端）。1.編碼規(guī)則驗證(1)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TPCO1同步，觀測是否符合漢明編碼規(guī)則（參見表341所示）。注意此時輸入、 輸出數(shù)據(jù)速率不同，輸入數(shù)據(jù)速率為32Kbps,輸出數(shù)據(jù)速率為56Kbps。（2）設(shè)置m序列方式為（10： M_SEL2插 入

5、、M_SEL1拔下），此時m序列輸出為11/00碼（參見表342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(guī)則。（3）設(shè)置其它m序列方式，重復(fù)上述測量步驟。注：其它兩種m序列周期因非4bit的倍數(shù), 觀測時要仔細(xì)調(diào)整示波器才能觀測。2. 譯碼數(shù)據(jù)輸出測量(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(shù)據(jù)與發(fā)端信號是否保持一致。（2）設(shè)置不同的m序列方式，重復(fù)上述實驗，驗證漢明編譯碼的正確性。問題與思考:當(dāng)m序列產(chǎn)生輸出0/

6、1碼或00/11 碼或7位周期序列時（都是短周期性數(shù)據(jù)），觀 測譯碼接收和發(fā)送數(shù)據(jù)信號一致，此時保持跳線 開關(guān)和設(shè)置不變，將通信原理實驗箱關(guān)機后在開 機。此時有可能發(fā)生譯碼輸出數(shù)據(jù)與編碼數(shù)據(jù)有 不一致。如不一致，可將SWC01中的ADPCM 開關(guān)插入再斷開（加入一段隨機數(shù)據(jù)），此時譯 碼輸出數(shù)據(jù)與編碼數(shù)據(jù)又一致，這是為什么（參 畑表進(jìn)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(guān)SWC01的 編碼使能開關(guān)插入（H_EN）； ADPCM數(shù)據(jù)有效(ADPCM)O將漢明譯碼模塊的輸入信號和時鐘選擇開關(guān)KW01、KW02設(shè)置在2_3位置(右 端)，輸入信號

7、直接來自漢明編碼模塊。(1)用示波器檢測漢明譯碼模塊內(nèi)錯碼檢測指示輸出波形TPW03。將漢明編碼模塊 內(nèi)工作方式選擇開關(guān)SWC01的編碼使能 開關(guān)斷開(H_EN),使?jié)h明譯碼模塊失步, 觀測TPC03變化；將編碼使能開關(guān)插入(H_EN),觀測漢明譯碼的同步過程，記錄測量結(jié)果。(2)將ADPCM數(shù)據(jù)換為m序列，重復(fù)上述測量步驟，分析測量結(jié)果。4. 發(fā)端加錯信號觀測將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01的 編碼使能開關(guān)插入(H_EN)； ADPCM數(shù)據(jù)有效(ADPCM)o將漢明譯碼模塊內(nèi)輸入信號和時鐘選擇開關(guān)KW01、KW02設(shè)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

8、開關(guān)KW03設(shè)置在工作位置ON （左端）。（1）用示波器同時測量漢明編碼模塊內(nèi)加錯指示TPC03和漢明譯碼模塊內(nèi)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。將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01的加錯開關(guān)E_MODO接入，產(chǎn)生 1位錯碼，定性觀測明譯碼能否檢測出錯記錄結(jié)果。（3）將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01的加錯開關(guān)E_MOD1接入，產(chǎn)生 2位錯碼，定性觀測明譯碼能否檢測出錯碼，記錄結(jié)果。（4）將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01 的加錯開關(guān) E_MODO、E_MOD1都插入，產(chǎn)生更多錯碼，定性觀測明譯碼 能否檢測出錯碼和失步，記錄結(jié)果。5.

9、收端錯碼檢測能力觀測和錯碼糾錯性能測量 首先通過菜單將調(diào)制方式設(shè)置為BPSK （或DBPSK）方式；將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01的編碼使能開關(guān)插入（H_EN）,ADPCM數(shù)據(jù)斷開（ADPCM）；將輸入數(shù)據(jù)選擇開關(guān)KC01設(shè)置在同步數(shù)據(jù)輸入DT-SYS （左 端）。將漢明譯碼模塊內(nèi)輸入信號和時鐘選擇開 關(guān)KW01、KW02設(shè)置在LOOP位置（右端）;將譯碼器使能開關(guān)KW03設(shè)置在工作位置ON（左端）。將誤碼儀RS422端口通過轉(zhuǎn)換電纜與實驗箱同步模塊的JH02插座連接（注意插入方1=1向：JH02插座面對實驗箱左衛(wèi)腳為1腳j插頭上有小三角符號為1腳。誤碼儀必須斷電后連(1)加電后將誤碼儀模式設(shè)置“連續(xù)”,口時鐘選擇設(shè)置“外時鐘”，接口類型選擇“RS422”方式。按“測試”鍵進(jìn)入測試,測量誤碼率。（2）將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWC01的加錯開關(guān)E_MODO接入，產(chǎn)生 1位錯碼，測量誤碼率，看漢明編譯碼系統(tǒng)能否糾1位錯碼，記錄結(jié)果。（3）將漢明編碼模塊工作方式選擇開關(guān)SWCO1的加錯開關(guān)E_MOD1接入，產(chǎn)生 2位錯碼，測量誤碼率，看漢明編譯碼系統(tǒng)能否糾2位錯碼，記錄結(jié)果。將漢明編碼模塊工作方