12211143钟振阳汉明码的编码与译码实验

1通信原理实验电子信息工程学院学生：钟振阳学号：12211143指导教师：卢燕飞日期：2015.11.21同组成员：孔艺诺上课时间：星期一第五节课通信原理实验2实验十五汉明编码和译码实验一、实验前的准备（1）预习实验相关内容，重点熟悉汉明码的编码规则和它的纠错能力。（2）熟悉相关实验箱面板分布及测试孔位置和跳线状态。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ZH5001A通信原理综合实验系统；20MHz双踪示波器四、实验原理差错控制编码的基本作法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息之间以某种确定的规则建立校验关系。接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的校验关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。所谓汉明码是能纠正单个错误的线性分组码。它有以下特点：码长n=2m-1最小码距d=3信息码位k=2m-m-1纠错能力t=1监督码位r=n-k这里m位≥2的正整数，给定m后，既可构造出具体的汉明码（n，k）。表1（7，4）汉明编码输入数据与监督码元生成表4位信息位a6,a5,a4,a33位监督码元a2,a1,a04位信息位a6,a5,a4,a33位监督码元a2,a1,a00000000100010100010111001110001011010100110011101101100001001111100010010110011010010110001111010001110101111111表1为（7，4）汉明编码输入数据与监督码元生成表。编码先输出a6，最后输出a0。通信原理实验3五、实验准备工作1.通过菜单选择调制方式设置为BPSK或者DBPSK方式。2.工作方式选择SWC013.编码使能开关插入4.ADPCM数据断开5.加错开关均拔出6.将输入数据设置在m序列M序列方式一共有四种。0/1码，00/11码，7位m序列和15位的m序列。六、实验内容及结论分析编码规则验证(1)设置m序列工作方式10，编码输入为00/11码。观测：编码输入信号TPC01编码输出波形TPC05输出速率是56kbps，输入速率是32kbps，TPC05的码字周期是TPC01的4/7。当输入为1100时。输出为1100010。对比表一，符合编码规则。通信原理实验4(2)设置其他m序列的方式（选做）观测：编码输入信号TPC01与编码输出波形TPC05以下统一，上面的通道是输入波形，下通道是输出波形。M序列选择00模式，输入1/0码，TPC01输入1010，TPC05输出1010011。对比表一，符合汉明码编码规则。M序列选择10模式，输入00/11码，TPC01输入0011，TPC05输出0011101。对比表一，符合汉明码编码规则。M序列选择01模式，输入7位m序列，TPC01输入1110010，将码字4位4位分组，确定信息为以后添加监督位。通信原理实验5M序列选择11模式，输入15位m序列，TPC01输入111100010011010，将码字4位4位分组，确定信息为以后添加监督位。3.译码数据输出观测(1)m序列方式为11观测：编码输入信号TPC01与汉明译码模块译码输出m序列波形TPW07选择m序列方式为11，输入信号15位m序列，TPC01输入序列位111100010011010。TPW07译码输出也为111100010011010。译码正确，稍有延时。通信原理实验64.译码同步过程观测(1)断开SWC01的编码使能开关（H_EN）观测TPW03——（译码模块内错码检测指示输出波形）右图调节示波器的幅度旋钮，幅度发生变化，表示出于高电平。插入H-EN（使能开关），TPW03为低电平。断开H-EN，TPW03由低电平变为高电平，此时高电平表示TPW03出错。插入H-EN可以恢复低电平，但是稍有延迟。5.发端加错信号和汉明译码检错能力观测TPW03，当译码有错时，其处在高电平。译码正确，其处在低电平。观测加错指示TPC03与错码检测指示输出波形TPW03波形(1)不加错不加错TPC03和TPW03都是低电平。没有显示。TPC03都是低电平不加错。TPW03处在低电平，没有任何错误显示。(2)加1位错加错指示为高电平的时候，错码检测指示也是高电平。检测出错误。通信原理实验7(3)加2位错检测出了错误(4)加多位错随着加错的增加，检测出了更多错误。结论：（7,4）汉明码的检错能力是3位。随着加错的增加，检测错的错误增加。通信原理实验86.汉明译码纠错性能观测。观测编码输入信号TPC01与汉明译码模块译码输出m序列波形TPW07(1)不加错译码输出和编码输入一致，没有误码。(2)加1位错译码输出和编码输入一致，加入一位错误的情况下可以被纠错。通信原理实验9(3)加2位错译码输出和编码输入一致，加两位错不能完全纠错，不能完全正确译码。(4)加多位错不能完全正确译码，加入更多错是误码更大。结论：（7,4）汉明码的纠错能力是1位。当加两位措时，开始出现误码，加入多位错的时，误码率更大。通信原理实验10下面是00/11码的对比图。00/11码反应纠错能力，效果更明显。(5)不加错(6)加1位错(7)加2位错通信原理实验11(8)加多位错七、思考题本实验中汉明编码的输入数据速率为32kbps，输出数据速率为多少？为什么？输出数据速率为56kbps，因为每四位数据加入了三位监督位。速率为原来7/4倍。32×7/4=56kbps。汉明编码模块的使能开关，译码器模块的使能开关（H-EN断路器)起什么作用？从电路图中可以看出，没有插入H_EN时，汉明编码器被短路，输出数据没有经过汉明编码。插入H_EN时，输出数据经过汉明编码。通信原理实验12