下载文档原格式
![[信息与通信]通信原理实验AMIHDB3CMI码型变换波形图](https://uimg.taocdn.com/1f1ba02742323968011ca300a6c30c225801f052.webp)
实验二光纤通信系统线路码型CMI 编译码实验一、实验目的1、了解线路码型在光纤传输系统中的作用2、掌握线路码型CMI码的编译码过程以及电路实现原理二、实验内容1、验证符合光纤传输系统的线路码型2、观察线路码型的编译码过程三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器 1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、连接导线 20根四、实验原理线路码型变换电路主要是适应数字光纤通信传输的需要而设置的，因此，数字光纤通信传输过程的前后必须有线路码型变换与反变换电路。
线路码型是指信道码的码型，它是将二进制的数字串变换为适合于特定传输媒介的形式。
因此，对于不同的传输媒介，有不同类型的线路码型。
对于光纤数字传输系统，不仅要考虑其传输媒介光纤的特性，还需考虑光电转换器件即光源器件和光检测器件的特性，例如光纤线路的带宽（色散）特性影响着对线路码型速率变化的选择，光源器件的非线性影响着对线路码型是单极性还是多极性的选择，一般说来，对光纤传输线路码型的选择主要考虑如下要求：（1）比特序列独立性（2）能提供足够的定时信息（3）减小功率谱密度中的高低频分量（4）误码倍增小（5）便于实现不中断业务的误码监测（6）易于在传送主信息（业务信息）的同时，传送监控、公务、数据等维护管理信息，以及区间通信等辅助信号。
（7）易于实现在介绍常用线路码型之前，先介绍一下线路码型的分类，如果从泛指的线路码型来讲，可以从不同角度来分，现简述如下。
以应用场合来分，有用于金属缆线的线路码型（又可细分为同轴电缆用的、对称电缆用的码型等等），无线系统用的线路码型，用于光缆传输系统的码型等。
本实验介绍的CMI线路码型是光线路码型。
以传输信道（或者说调制方式）来分，有基带信道的线路码型和承载（载波）信道的线路码型。
目前光纤传输系统大多采用基带直接调制光信号，对线路码型而言，仍输入基带码型。
以线路码型的电平数来分，有两电平码、三电平码、四电平码以及多电平码。
实验报告题目：CMI码编码译码实验报告组员通信901 李虹毅通信901 潘凯波通信901 韦磊组号A112012年2月目录一概述 (1)1.1 CMI码的简介 (1)1. 2 CMI码的优点 (1)二实验原理 (1)2.1 编码原理 (1) (2)2.2 译码原理 (2)三实验设计步骤（含程序及仿真图、测试图等） (3)3.1 实验模块程序 (3)3.2 综合电路图 (7)3.3 仿真波形 (8)四硬件调试下载 (8)五实验总结和心得体会 (9)一概述1.1 CMI码的简介1、CMI码是传号反转码的简称，它是一种应用于PCM四次群和光纤传输系统中的常用线路码型，具有码变换设备简单、有较多的电平跃变，含有丰富的定时信息，便于时钟提取，有一定的纠错能力等优点。
在高次脉冲编码调制终端设备中广泛应用作接口码型，在速率低于8 448 Kb/s的光纤数字传输系统中也被建议作为线路传输码型。
在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形输出必须有2倍的输入码流时钟。
在CMI解码端，存在同步和不同步两种状态，因而需进行同步。
同步过程的设计可根据码字的状态进行：因为在输入码字中不存在10码型，如果出现10码，则必须调整同步状态。
在该功能模块中，可以观测到CMI在译码过程中的同步过程。
1. 2 CMI码的优点1、不存在直流分量，并且具有很强的时钟分量，有利于在接收端对时钟信号进行恢复；2、具有检错能力，这是因为1码用00或11表示，而0码用01码表示，因而CMI码流中不存在10码，且无00与11码组连续出现，这个特点可用于检测CMI的部分错码。
二实验原理2.1 编码原理编码流程框图：m序列输入根据编码规则2位并行输出经过并串转换模块，并输出结束CMI编码规则见表4.2.1所示：因而在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
实验十六CMI 码的编解码实验实验内容1. 熟悉CMI码型变换编码实验。
2．熟悉CMI码型变换译码实验。
一、实验目的1．加深理解CMI码的编解码原理2．掌握CMI码的编解码方法3. 学习通过CPLD编程实现CMI码编译码实验二、实验电路工作原理在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。
例如，含有直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现0电位。
从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
实际的基带传输系统还可能提出其它要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。
归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：①对各种代码的要求，期望将原始信息的符号编制成适合于传输用的码型，②对所传码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型选择，后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（又称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。
在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：①能从其相应的基带信号中获取定时信息；②相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；③不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；④尽可能地提高传输码型的传输效率；⑤具有内在的检错能力，等等。
根据CCITT建议，在数字程控交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光纤通信中CMI编码得到了广泛应用。
1．CMI码的编码原理：CMI码是传号反转码的简称，其编码规则是：‘１’码交替用“11”和“00”表示；“0”码用“01”表示。
因而对输入的“1”的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形必须有2倍的输入码流时钟。
河海大学计算机与信息学院（常州）课程设计报告学年学期09-10年第二学期题目CMI编码、译码试验专业、学号20072085授课班号241301学生姓名胡渊指导教师陶剑锋摘要CMI又称传号反转码，是一种二电平非归零码。
其中“0”码用固定的负、正电平表示，“1”码用交替的正、负电平表示。
具有以下优点：(1)不存在直流分量，且低频分量较小；(2)信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；(3)具有一定的检错能力。
因此，在高次群的PCM系统中作为接口的码型，在速率低于8 848 kb/s的光纤数字传输系统中被推荐为线路传输码型。
CMI码是一种1B2B码(一位信息码，二位码元)，即将过来的一位码子用两位码子来表示。
当过来“0”码时，编码输出固定的“01”码；当过来的是“1”码时，编码输出“00”或者“11”码，并且交替出现。
在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形输出必须有2倍的输入码流时钟。
在这里CMI码的第一位称之为CMI 码的高位，第二位称之为CMI码的低位。
CMI解码端，存在同步和不同步两种状态，因而需进行同步。
同步过程的设计可根据码字的状态进行：因为在输入码字中不存在10码型，如果出现10码，则必须调整同步状态。
在该功能模块中，可以观测到CMI在译码过程中的同步过程。
……………………………………………………………………………………………………….【关键词】CMI 编码解码分频目录前言 (1)第一章CMI编码技术概述 (2)第一节CMI编码简介 (2)第二节C M I编码模块简介 (2)第三节C M I译码模块简介 (2)第二章CMI编码、译码调试 (3)结论 (7)参考文献 (8)附录 (9)一、编码代码 (9)二、例化代码 (10)三、译码代码 (11)前言通信的根本目的是在于传输含有信息的消息。
CMI编码与解码设计原理CMI编码原理基带传输常用码型CMI编码的方案设计：根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息。
在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光缆传输系统中也用做线路传输码型[1]。
CMI码的全称是传号反转码，CMI码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00“和”11“交替出现[1]。
例如：NRZ代码： 1 1 0 1 0 0 1 0 CMI码： 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 根据此规则输出CMI码元的速率应为输入基带信号的2倍。
编码的总体思想是对输入的基带信号进行采样判断，如果‘0’则转化为“01”，如果为“1”则交替转化为“11”或“00”。
“0”的转化结果只有一种可以直接转化为“01”，而“1”的转化结果有两种“11”和“00”，因此需要一个信号作为判断，当前面一个“1”码编码转换的是“00”时，判断编码转化为“11”，当前一个“1”码编码转换的是“11”时，则判断编码转化为“00”。
CMI解码原理CMI码解码的方案设计:根据CCITT推荐，由于这种码型有较多的电平跳跃，因此，含有丰富的定时信息，在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型。
CMI码的编码规则如下：当输入“0”码时，编码输出“01”，当输入“1”码时，编码输出则“00”和“11”交替出现[1]。
根据此规则，在CMI的解码模块中：如果接收到“01”码，则可解码成“0”码；如果接收到“00”码或“11”码，则可解码还原为基带信号“1”，如果接收到“10”(因为CMI编码输出是先输的高位)但是由于CMI是串行传输，码流中可能出现会出现“10”这样的错误CMI码，为了解决这个问题，我们在解“10”码时统一将其解码输出为原先值。
例如：CMI码：11 00 01 01 11 01 10 01 00输出解码： 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1代码如下：。
光纤通信实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统⼀、实验⽬的1.了解线路码型的⽤途2.掌握CMI 编译码的⽅法⼆、实验内容1.CMI 码的光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统1 台2.光纤跳线1 根3.⽰波器1台四、实验原理1.线路码型数字光纤通信与数字电缆通信⼀样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如PCM 终端机）输出的数字信号，⽽需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶⾼密度双极性码, 即HDB3 码，它是⼀种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因⽽不能采⽤HDB3 码，只能采⽤0 1 ⼆电平码。
但简单的⼆电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况⽽随机起伏，⽽直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进⾏线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作⽤：其⼀是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其⼆是按⼀定规则进⾏编码后，也便于在运⾏中进⾏误码监测，以及在中继器上进⾏误码遥测。
2.CMI 码CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之⼀。
CMI 在ITU-T G.703 建议中被规定为139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和155 520 kbit/s（SDH 的STM-1）的物理/电⽓接⼝的码型。
其变换规则如下表所⽰：CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以⽤游动数字和的⽅法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是⼀种电接⼝码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采⽤CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接⽤四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再⽣还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复⽤设备，⽽⽆须电接⼝和线路码型变换/反变换电路。
实验十六CMI 码的编解码实验实验内容1. 熟悉CMI码型变换编码实验。
2．熟悉CMI码型变换译码实验。
一、实验目的1．加深理解CMI码的编解码原理2．掌握CMI码的编解码方法3. 学习通过CPLD编程实现CMI码编译码实验二、实验电路工作原理在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。
例如，含有直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现0电位。
从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
实际的基带传输系统还可能提出其它要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。
归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：①对各种代码的要求，期望将原始信息的符号编制成适合于传输用的码型，②对所传码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型选择，后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（又称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。
在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：①能从其相应的基带信号中获取定时信息；②相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；③不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；④尽可能地提高传输码型的传输效率；⑤具有内在的检错能力，等等。
根据CCITT建议，在数字程控交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光纤通信中CMI编码得到了广泛应用。
1．CMI码的编码原理：CMI码是传号反转码的简称，其编码规则是：‘１’码交替用“11”和“00”表示；“0”码用“01”表示。
因而对输入的“1”的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形必须有2倍的输入码流时钟。
姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称：CMI码型变换一、实验目的1.掌握CMI编码规则。
2.掌握CMI编码和解码原理。
3.了解CMI同步原理和检错原理。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容1.CMI码编码规则测试(1)7位m序列输入，无加错，CMI输出。
用示波器观测如下数据：♦CMI编码输入数据（TPX01），输出编码数据（TPX05）示波器中下面的波形是输入数据。
2.“1”码状态记忆测试(2)7位m序列输入。
用示波器观测如下数据：♦CMI编码输入数据（TPX01），1码状态记忆输出（TPX03）编码输入（从第6位开始） 1 1 1 0 0 1 03.CMI码编解码波形测试用示波器观测如下数据：CMI编码输入数据（TPX01），CMI解码器输出数据（TPY07）4.CMI码编码加错波形观测用示波器观测4个加错点加错时和不加错时的输出波形从11变为了10（图上看不清，当时从做看的）加错无错从11变为了10从11变为了10加错无错从11变为了105.CMI码检错功能测试(1)输入数据为Dt，人为加入错码。
用示波器观测如下波形♦加错指示点（TPX06），检测错码检测点（TPY05）加错点对应的检错点闪动，说明并不是所有的错误都检查出来。
(2)输入数据为M，人为加入错码。
用示波器观测如下波形♦加错指示点（TPX06），检测错码检测点（TPY05）有些加错点对应的检错点都没有影响，说明输入M序列有些加错点没有6.CMI译码同步观测(1)输入Dt，不经过CMI编码。
错码。
用示波器观测如下波形♦检测错码检测点（TPY05）(2)输入Dt，经过CMI编码。
错码。
用示波器观测如下波形♦检测错码检测点（TPY05）经过CMI编码后处在同步状态，因为周期的输入加错，所以示波器中出7.抗连0码性能测试(1)输入全0。
用示波器观测如下波形♦输出编码数据（TPX05）(2)看输入数据和输出数据是否相同。
实验 16 线路编译码一、实验目的1.掌握 AMI、HDB3.CMI 码编译码规则；2.了解 AMI、HDB3.CMI 码编译码实现方法；二、实验原理1.CMI 码编码原理CMI 码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；“0”码固定的用“01”两位码表示。
如下图所示:图 16-1 CMI 编码波形2.AMI 码编码原理AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将消息代码 0（空号）和 1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的 0 仍变换为传输码的 0，而把代码中的 1 交替地变换为传输码的＋1.－1.＋1.－1…，如下图所示：图 16-2 AMI 编码形波由于 AMI 码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而 0 电位保持不变的规律。
由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
从 AMI 码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。
把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为 1B／1T 码型。
AMI 码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。
但是，AMI 码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连 0 串，因而会造成提取定时信号的困难。
为了保持 AMI 码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3 码就是其中有代表性的一种。
3.HDB3 码编码原理HDB3 码是三阶高密度码的简称。
HDB3 码保留了 AMI 码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在 3 个以内，克服了 AMI 码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。
HDB3 码的功率谱基本上与 AMI 码类似。
实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统一、实验目的1.了解线路码型的用途2.掌握CMI 编译码的方法二、实验内容1.CMI 码的光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统1 台2.光纤跳线1 根3.示波器1台四、实验原理1.线路码型数字光纤通信与数字电缆通信一样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如PCM 终端机）输出的数字信号，而需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶高密度双极性码, 即HDB3 码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用HDB3 码，只能采用0 1 二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用：其一是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。
2.CMI 码CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之一。
CMI 在ITU-T G.703 建议中被规定为139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和155 520 kbit/s（SDH 的STM-1）的物理/电气接口的码型。
其变换规则如下表所示：CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是一种电接口码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采用CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。
cmi编码解码课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握cmi编码的基本概念和原理；2. 学生能够运用cmi编码进行信息的编码与解码；3. 学生了解cmi编码在不同领域的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成cmi编码的编码与解码操作；2. 学生通过实际操作，培养解决问题的能力和逻辑思维能力；3. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对cmi编码产生兴趣，激发学习信息技术的热情；2. 学生认识到信息安全的重要性，增强网络安全意识；3. 学生在小组合作中，培养尊重他人、团结协作的良好品质。
课程性质：本课程为信息技术课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：五年级学生具有一定的信息素养，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力和逻辑思维能力为核心，提高学生的信息素养和网络安全意识。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用到实际生活中，达到学以致用的目的。
1. cmi编码基本概念：介绍cmi编码的定义、起源及发展历程，使学生了解cmi编码的背景知识。
2. cmi编码原理：讲解cmi编码的原理，包括编码规则、编码方法及解码过程，使学生掌握cmi编码的核心技术。
3. cmi编码应用：分析cmi编码在不同领域的应用案例，如数字通信、图像处理等，让学生了解cmi编码的实际应用。
4. 编码与解码操作：结合教材，指导学生进行cmi编码的编码与解码操作，培养实际操作能力。
5. 信息安全与cmi编码：讲解cmi编码在信息安全中的作用，提高学生的网络安全意识。
教学大纲安排：第一课时：cmi编码基本概念及起源第二课时：cmi编码原理及编码规则第三课时：cmi编码方法及解码过程第四课时：cmi编码在实际应用中的案例分析第五课时：cmi编码与解码操作实践第六课时：cmi编码在信息安全中的作用教学内容关联教材章节：第一章：信息技术概述第二章：数字编码与解码第三章：信息安全为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：在讲解cmi编码基本概念、原理及信息安全等内容时，采用讲授法，系统地传授知识要点，为学生奠定扎实的理论基础。
实验三CMI编译码及其光纤传输实验一、实验目的1、了解CMI码的码型特点。
2、掌握CMI码的编码规则。
3、了解CMI码编码电路的工作原理。
4、了解CMI码译码电路的工作原理。
二、实验内容1、用示波器观察CMI码与NRZ码的对应关系2、在了解CMI编译码电路的原理基础上设计出另外一种编译码电路三、基本原理本实验使用的电路模块为CMI编译码电路，共有两个编码译码电路组成，可同时完成两路信号的编码译码工作。
该电路模块采用CPLD来实现的，其原理图如图CMI编码电路原理图3-3、3-4和CMI译码电路原理图3-5所示。
电路组成：CMI码即为传号翻转码，NRZ的“1”交替地用CMI的“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，这种码的特点是有一定的纠错能力，并且易于实现，易于定时提取，因此在低速的系统中选为传输码型，图3-1为CMI码与NRZ码的对应关系。
在本实验系统中，CLK采用16.38MHz晶振二分频，这样CMI编码信号中对应NRZ 的“0”电平，信号频率应该是8.19MHz左右，对应NRZ信号的“1”电平，信号频率应该是4.09MHz左右。
即一个NRZ高电平对应CMI编码信号是12对“1100”，一个NRZ低电平对应CMI编码信号是24对“10”。
图3-1 CMI码与NRZ码的对应关系（1）CMI编码电路编码电路用来接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ）码，并把这种码型变换为CMI码送至光发送单元，其框图如图3-2所示，电路原理图如图3-3所示。
图3-2 CMI编码框图单极性码输入该模块后首先用CLK同步，例如输入若是传号（1），则翻转输出，如果是空号（0）则打开门开关，使时钟信号取反后输出，本实验所用的NRZ码是从数字信号源输出的NRZ信号，该信号为24位PN码，其输入的信码序列可用K1～K3开关随意改变，如图3-6所示。
cmi编译码原理CMI编译码原理一、概述CMI编译码是一种将模拟信号转换为数字信号的技术，它可以将模拟信号通过编码器转换成数字信号，再通过解码器将数字信号还原成模拟信号。
这种技术广泛应用于工业自动化、通讯、电力等领域。
二、编码器的工作原理1. 模拟信号采样在CMI编译码中，首先需要对模拟信号进行采样。
采样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行测量，并将其转换为数字形式。
采样率越高，转换后的数字信号越接近原始模拟信号。
2. 量化量化是指将连续的模拟信号离散化为一系列有限的数值。
在CMI编译码中，量化级别决定了数字信号的精度和分辨率。
量化级别越高，数字信号的精度和分辨率越高。
3. 编码编码是指将离散化后的数值映射到一个特定的编码方式中。
在CMI编译码中，常用的编码方式有二进制、格雷码等。
4. 压缩压缩是指将多个数据位通过某种算法压缩成一个编码位，从而减少编码后的数据量。
在CMI编译码中，常用的压缩算法有霍夫曼编码、熵编码等。
三、解码器的工作原理1. 解压解压是指将压缩后的编码位还原成多个数据位。
在CMI编译码中，解压算法需要与压缩算法相对应。
2. 解码解码是指将数字信号转换为模拟信号。
在CMI编译码中，解码器需要根据编码方式将数字信号还原为模拟信号，并通过低通滤波器去除高频噪声。
四、应用场景1. 工业自动化CMI编译码技术可用于工业自动化领域中的传感器和执行器之间的通讯。
通过将模拟信号转换为数字信号，可以提高传输速率和抗干扰能力。
2. 通讯CMI编译码技术可用于数字通讯领域中的音频、视频等信号的传输。
通过将模拟信号转换为数字信号，并采用不同的压缩算法，可以实现高质量、低延迟的数据传输。
3. 电力CMI编译码技术可用于电力领域中的电流、电压等信号的测量和控制。
通过将模拟信号转换为数字信号，并采用不同的编码方式，可以实现高精度、高可靠性的测量和控制。
五、总结CMI编译码技术是一种将模拟信号转换为数字信号的重要技术，它在工业自动化、通讯、电力等领域中有着广泛应用。
cmi编译码原理
CMI（Content Management Interoperability）是一种用于信息管理系统中的标准，它包含了一系列协议和接口，用于实现不同CMS系统之间的数据共享与交互。
CMI编译码原理主要分为以下步骤：
1. 定义数据结构
CMI定义了一套标准的数据结构，用于描述信息管理系统中
的内容和元数据。
这些数据结构包括Item（表示一个被管理
的实体）、Metadata（表示Item的属性和其他相关信息）等。
2. 封装数据
CMI使用SOAP协议将数据封装为XML格式，并使用一些CMI特有的标记来表示不同的信息类型。
例如，使用
<cmi.item>标记表示一个Item实体，使用<cmi.metadata>标记
表示一个Item的元数据等。
3. 编码数据
CMI使用BASE64算法将封装好的XML数据进行编码，以便
在网络中传输时不会发生数据损坏和意外修改。
4. 传输数据
CMI使用HTTP协议将编码后的XML数据传输到目标系统。
传输过程中可以使用不同的安全措施，如SSL加密等，以确保数据传输的安全性。
5. 解码数据
接收到CMI传输数据的目标系统需要将BASE64编码后的XML数据解码，并按照CMI定义的数据结构解析数据，以实现数据共享和交互。
实验 5 CMI 编码器设计一、预备知识1. 预习 Altera 公司quartus 软件的使用方法。
2. 预习 FPGA 的基本编程技术。
3. 复习通信原理中关于 CMI 编码部分的知识。
二、实验目的1. 掌握 FPGA 中实现CMI 编码的方法。
三、实验仪器1．LTE-TX-02E 型通信原理实验箱一台2．计算机（带quartus II 开发环境）一台3．JTAG 下载电缆一根4．6 号板一块5．8 号板一块6．信号源板一块7．示波器一台四、实验原理CMI 编码规则见如下表所示：输入码字编码结果0 011 00/11 交替表示在CMI 编码中，输入码字0 直接输出01 码型，较为简单。
对于输入为1 的码字，其输出不仅与当前码字有关，还与前一个“1”码的输出有关，输出存在两种结果00 或11 码，交替出现。
在同步情况下，输出只对应三种有效码型，10 码型无效，因此可以根据这个特点进行检错。
同时，编码后的速率增加一倍。
五、设计要求与方法1. 设计要求从信号源接 8K 的PN 序列和8K 时钟到8 号板，对8 号板的FPGA 进行编程完成PN 序列的CMI 编码。
在程序中定义的端口是：输入：CLK_ENCODE ：时钟输入端，由信号源CLK1 引入8k 的时钟信号。
RST ：复位信号，高电平有效。
NRZ_IN ： NRZ 码信号输入。
输出：CMI_OUT ： CMI 编码输出。
说明：CLK_ENCODE ： 8 号板的FPGA 的16 脚，插座的名称为“CLK”。
RST ： 8 号板FPGA 39 脚，复位信号，S2 pn1 往上拨时，复位信号有效。
NRZ_IN ： 8 号板的FPGA 的10 脚，插座的名称为“COMRXA”。
CMI_OUT ： 8 号板的FPGA 的77 脚，插座的名称为“PCMOUTB”。
2. 设计方法首先将输入数据依据编码要求编成相应码字，0 码编成“01”，1 码交替成“00”或“11”，然后在原时钟上升沿和下降沿分别取高位和低位进行并串转换输出，就达到倍频输出的目的。
六、实验步骤1. 在 quartus 中新建或打开工程文件CMI_ENCODE.qpf。
注意，工程设置不要随便改动，特别是管脚定义、器件定义，否则会损坏器件。
2. 在CMI_ENCODE.V 中添加代码。
然后，编译仿真后。
经检查后方可下载（确认管脚分配正常）。
3. 关电，用信号连接导线按如下方式连线：源插座目的插座CLK1（信号源板）CLK（8 号板）PN（信号源板）COMRXA（8 号板）4. 将信号源的拨码开关S4 拨位“1100”。
5. 将JTAG 下载电缆与8 号板的J601（JTAG 下载）连接，注意连接方向。
6. 开电，将程序下载至FPGA中。
7. 用示波器观察8 号板上测试点PCMOUTB 和信号源的测试点PN 看CMI 编码信号是否正确。
8. 实验完成后复原L TE-TX-02E 实验箱。
实验 6 CMI 译码器设计一、预备知识1. 预习Altera 公司quartus 软件的使用方法。
2. 预习FPGA的基本编程技术。
3. 复习通信原理中关于CMI 译码部分的知识。
二、实验目的1. 掌握FPGA中实现CMI 译码的方法。
三、实验仪器1．LTE-TX-02E 型通信原理实验箱一台2．计算机（带quartus II 开发环境）一台3．JTAG 下载电缆一根4．6 号板一块5．8 号板一块6．信号源板一块7．示波器一台四、实验原理CMI 编码规则见如下表所示：输入码字编码结果0 011 00/11 交替表示CMI 译码关键是要检测出哪两个码元是一组。
通过分析编码规则可知，只要检测到了下降沿，后面的信号即可进行分组译码。
CMI 码具有检错能力，这是因为1 码用00 或11 表示，而0 码用01 码表示，因而在CMI 码流中不存在10 码，且无00 与11 码组连续出现，这个特点可用于检测CMI 的部分错码。
在CMI 解码端，存在两种状态，因而需进行同步。
同步过程的设计可根据码字的状态进行：因为在输入码字中不存在10 码型，如果出现10 码，则必须调整同步状态。
五、设计要求与方法1. 设计要求将CMI 编码实验后的CMI 码译码。
在程序中定义的端口是：输入：CLK_DECODE ：CMI 译码时钟。
RST ：复位信号，高电平有效。
CMI_IN ：CMI 信号输入。
输出：NRZ_OUT ：CMI 译码输出。
说明：CLK_DECODE ：8 号板的FPGA的16 脚，插座的名称为“CLK”。
RST ：8 号板FPGA 39 脚，复位信号，S2 pn1 往上拨时，复位信号有效。
CMI_IN ：8 号板的FPGA的10 脚，插座的名称为“COMRXA”。
NRZ_OUT ：8 号板的FPGA的75 脚，插座的名称为“串口时钟”。
2. 设计方法CMI 译码电路由串并变换器、译码器、同步检测器、扣脉冲电路等电路组成。
1)首先将输入原始时钟分频，译码速度降一倍；2)然后进行串并转换，将输入的二倍编码后的信号转换成2bit 的信号用于译码；3)最后CMI 译码：将CMI 码的高位与低位通过异或非门实现CMI 码的译码，如果高位和低位相同就译成1，如果不同就译成0。
六、实验步骤1. 在quartus 中新建或打开工程文件CMI_DECODE.qpf。
注意，工程设置不要随便改动，特别是管脚定义、器件定义，否则会损坏器件。
2. 在CMI_DECODE.V 中添加代码。
然后，编译仿真后。
经检查后方可下载（确认管脚分配正常）。
3. 关电，用信号连接导线按如下方式连线：源插座目的插座CLK1（信号源板）BS（6 号板）PN（信号源板）NRZIN（6 号板）DOUT1（6 号板）DIN（7 号板）BS（7 号板）CLK（8 号板）DOUT1（6 号板）COMRXA（8 号板）4. 将信号源的拨码开关S4 拨位“1100”，将7 号板的S2 拨位“1000”，将6 号板的S1 拨位“00100000”。
5. 将JTAG 下载电缆与8 号板的J601（JTAG 下载）连接，注意连接方向。
6. 开电，将程序下载至FPGA中。
7. 用示波器观察8 号板上测试点“串口时钟”和信号源的测试点PN 看两路信号是一样。
（有延时属于正常现象）8. 实验完成后复原 LTE-TX-02E 实验箱。
实验数据与结果：CMI 代码：module cmi(clk,reset,data,code_out,m_out);input clk,data; //定义输入时钟信号及初始信号data input reset; //定义输入清零端output [1:0] code_out; //编码输出2位二进制reg flag; //定义flag 作为取反信号进行输入为一译码为00 11的切换reg [1:0] code_out; //定义存储类型进行数据存储output m_out; //译码输出reg m_out;always @(posedge clk or negedge reset) //当clk上升沿或置零信号下降沿来临执行beginif(!reset) //当清零为0 清零端有效编码输出置零begincode_out<=0;endelse if (data==1) begin //数据为1执行，假设此时flag为1，将00赋给编码输出if (flag) begincode_out[1]<=0;code_out[0]<=0;flag<=~flag; //对flag取反end //结束退出else if (!flag) begin //当数据为1，flag等于0时输入为1 编码为11code_out[0]<=1;code_out[1]<=1;flag<=~flag;endendelse if(data==0) begin //当数据为0，将01赋给编码输出code_out[0]<=1;code_out[1]<=0;endendalways@(posedge clk ) //译码当clk上升沿到有效，比编码输出延迟一个周期beginif (code_out==2'b01) //当编码输出为01 ，译码输出为0m_out<=1'h0;else if(code_out==2'b11) //当编码输出为00，译码输出为1m_out<=1'h1;else if(code_out==2'b00) //当编码输出为11，译码输出为1m_out<=1'h1;endendmodule调试的波形如下：实验心得：本次课程设计原理比较简单，通过实验我理解了 FPGA 中实现CMI 编译码的方法，并会verilog语言进行编码调试出实验波形，本次试验除了对cmi码有更深理解，更对其它如HDB3码都有一定的了解！。
