CMI码型变换实验实验报告_图文

基带码型变换设计—CMI码码型变换

1. 技术指标

1）设计CMI码的编译码电路。

2）输入信号为24位的周期NRZ码。

3）编译码延时小于3个码元宽度。

2. 基本原理

2.1 CMI码

2.1.1 CMI码简介

CMI码又称传号反转码，是一种二电平非归零码。其中，“0”码用“01”码表示，“1”码用交替的“00”、“11”表示。这种码型的优点是：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；4）电路简单,易于实现；5）传输速率为编码前的2 倍,适用于低速率的光纤传输系统。

2.1.2 CMI码编码原理

根据上边所述CMI可知，首先要把过来的NRZ码流中的“0”和“1”码分开，然后分别进行编码。通过时钟的控制，将“0”码编译为“01”，“1”码交替编译为“00”、“11”。

2.1.3 CMI译码原理

译码电路中也要有码分离电路，将过来的CMI码流两两分为高位码和低位码，然后进行异或判决，从而得到译码输出。

2.2 MaxplusⅡ软件

MaxplusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发继承环境。MaxplusⅡ界面友好，使用便捷，可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程。它提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。本实验利用MaxplusⅡ软件进行原理图的输入、功

能仿真等。

2.3 CPLD

CPLD（Complex Programmable Logic Device），即复杂可编程逻辑器件,一种较PLD为复杂的逻辑元件，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统，具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、对设计者的硬件经验要求低和保密性强等优点。本实验利用EPM7128SLC84-15 CPLD芯片进行仿真和实践操作。

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。

实验七 AMI/HDB3/CMI码型变换实验

一、 实验原理

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，含有丰富直流和

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

其他要求，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，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；

2. 对所选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的选择；后一问题称为基带脉冲的选择。这是两个既有独立性又

有互相联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。

传输码（传输码又称为线路码）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。

满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多，主要有：AMI、HDB3、CMI码等等。 (一) AMI码 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…

由于AMI码的传号交替反转，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

CMI码型变换实验实验报告_图文

本科实验报告

实验名称, CMI码型变换实验

课程名称, 实验时间, 任课教师, 实验地点,

原理验证 实验教师,

综合设计 实验类型, 学生姓名,

自主创新 学号/班级, 组 号,

学 院, 同组搭档, 专 业, 成 绩,

1. CMI码编码规则测试

(1)用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和输出编码数据,TPX05,。观测时用TPX01同步,仔细调整示波器同步。找出并画下一个m序列周期输入数据和对应编码输出数据波形。根据观测结果,分析编码输出数据是否与编码理论一致。(实验结果如图,

(2)(实验结果如图,

2. 1码状态记忆测量

(1) 用KX02设置输出周期为15位的序列,用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和1码状态记忆输出,TPX03,。观测时用TPX01同步,仔细调整示波器同步。画下一个m序列周期输入数据和对应1码状态记忆输出数据波形。根据观测结果,分析是否符合相互关系。(实验结果如图,

(2)将KX02设置在其他位置,重复上述测量。画下测量波形,分析测量结果。(实验结果如图,

3. CMI码解码波形测试

用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和CMI解码器输出数据,TPY07,。观测时用TPX01同步。验证CMI译码器能否正常译码,两者波形除时延外应一一对应。(实验结果如图,

4. CMI码编码加错波形观测

跳线开关KX03是加错控制开关,当KX03设置在E_EN位置时,左端,,将在输出编码数据流中每隔一定时间插入1个错码。TPX06是发端加错指示测 试点,用示波器同时观测加错指示点TPX06和输出编码数据TPX05的波形,观测时用TPX06同步。画下有错码时的输出编码数据,并分析接收端CMI译码器可否检测出。(实验结果如图,

5. CMI码检错功能测试

首先将输入信号选择跳线开关KX01设置在Dt位置,左端,,将加错跳线开关KX03设置在E_EN位置,人为插入错码,模拟数据经信道传输误码。