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1、通信原理通信原理 课程设计报告课程设计报告课课 题题 名名 称称AMI 编译码电路仿真分析编译码电路仿真分析院院 系系电气信息工程学院电气信息工程学院专专 业业电子信息工程电子信息工程班班 级级2010 级级 1 班班学学 号号 学学 生生 姓姓 名名 联联 系系 方方 式式 2013 年年 6 月月摘要数字基带传输是数字传输技术的一种基本形式，是研究数字频带传输系统的基础。在实际的基带传输系统中，并非所有代码的电波形都能在信道中传输。典型的传输码型有 AMI 码，HDB3 码，CMI 码。本次设计运用 MATLAB 进行AMI 编译码仿真分析。关键词：数字基带传输；AMI；MATLAB目录1
2、任务书.41.1设计目的.41.2设计要求.42AMI 编码 .52.1AMI 码简介 .52.2设计方案.62.2.1消息代码的产生.62.2.2编码.62.2.3解码.63MATLAB 仿真 .73.1源程序.73.2运行结果.83.3结果分析.94课程设计小结.10参考文献.111任务书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。Matlab 语言作为当前国际最流行的面向工程、数值和科学计算的高级语言能够设计出功能强大界面优美、稳定可靠的高质量程序。利用 Matlab
3、语言可以培养学生的综合分析能力和设计能力完成由硬件设计难以实现的综合性和创新性实验。在“通信原理”的教学中，采用 Matlab 对基本原理和方法进行计算机仿真，使复杂的计算简单化，抽象的理论具体化、直观化，在一定程度上培养学生进行通信系统工程设计的能力。这里便要利用 Matlab 作为平台建立基带传输码型仿真实验。1.1设计目的设计目的1) 掌握 AMI 码的编码规则及解码方法；2) 学会用仿真验证通信相关原理；3) 学习数字基带传输系统基本原理，为研究数字频带系统打好基础；4) 学习 MATLAB 软件的使用。1.2设计要求设计要求运用 MATLAB 实现 AMI 编译码电路仿真分析。可利用
4、 Matlab Simulink 仿真或 Matlab 程序仿真，进行（1）AMI 编码电路仿真分析；（2）AMI 译码电路仿真分析。设计源程序，得出运行结果、图像。2AMI 编码在实际的基带传输系统中，并不是所有代码的电波形都能在信道中传输。例如，单极性基带波形，既含有直流分量又含有丰富的低频分量，若在低频传输特性差的信道中传输，则可能造成信号的畸变。又如，当消息代码中含有长串的“0”或“1”符号时，非归零波形呈现出连续的固定电平，因而无法获取定时信息。单极性归零吗在传输连“0“符号时，也存在这样的问题。因此，对传输用的基带信号主要有两个方面的要求：1) 对码型的要求：原始消息代码必须编成适
5、合于传输用的码型；2) 对所选码型的电波形要求：电波形适合于基带系统的传输。前者属于码型的选择，后者是基带脉冲的选择。这是两个独立又有联系的问题。传输码（或称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。通常，传输码的结构应具有下列主要特性：1) 相应的基带信号无直流分量，切低频分量少；2) 便于从信号中提取定时信息；3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应信息源的变化；5) 具有内在的检错能力，传输码型应具有一定的规律性，以便利用这一规律进行宏观检测；6) 编译码设备要尽可能简单1。适合上述特点的常用传输码型主要有 AMI 码，
6、HDB3 码，数字双向码，密勒码，CMI 码，nBmB 码，4B3T 码其中 AMI 码是最简单，最基本的编码方式。以下讨论 AMI 码。2.1AMI 码简介码简介2AMI 码的全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的信号“1” （传号）传号交替的变换为“+1”和“-1” ，而“0” （空号）保持不变。例如：消息代码：1001000011AMI 码：+100-10000+1-1AMI 码的对应波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。它可以看成单极性波形的变形，即“0”仍对应零电平，而“1”交替对应正、负电平。AMI 码的优点是，没有直流成分，且高、低频分量少，能量集中在频率为1/2 码速处
7、；编译码电路简单，且可以利用传号极性交替这一规律观察误码情况；如果他是 AMI-RZ 波形，接收后只要全波整流，就可变为单极性 RZ 波形，从中可以提取位定时分量。鉴于上述优点，AMI 码成为较常用的传输码型之一。AMI 码的缺点是，当原信码出现长连串“0”时，信号电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。2.2设计方案设计方案2.2.1 消息代码的产生消息代码的产生进行编码就离不开源码。而原始消息码为二进制 01 码，故消息码的产生可调用函数 randint 或 randi。2.2.2 编码编码由 AMI 码编码规则可知：进行 AMI 编码，只要逐个检测码元是否为“1” ；若为“1” ，则通
8、过一符号控制变量来确定其符号，幅值不变；否则保持不变。2.2.3 解码解码鉴于原始消息码的单极性且 AMI 码又为一向量，故 AMI 码与自身作矢量积便得到原始消息代码。3MATLAB 仿真3.1源程序源程序3clcn=20;fs=200;t=0:1/fs:n-1/fs;%源码产生，n 为元素长度scod=randint(1,n);%生成的（1,n) 矩阵的随机二进制数字,“ 0 ”和“ 1 ”出现的概率均等%cod=randi(2,1,n-1); %产生 n-1 个 12 之间的随机整数序列%scod=cod-1;%转为 01 序列%scod=1,scod;从 1 开始,共 n 个元素sub
9、plot(3,1,1);plot(t,scod(ceil(t+1/fs);%源码波形axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(t);ylabel(幅值 A);title(源码);acod=scod;j=1;for i=1:nif acod(i)=1acod(i)=acod(i)*j;j=-1*j;endendsubplot(3,1,2);plot(t,acod(ceil(t+1/fs);%AMI 码波形axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(t);ylabel(幅值 A);title(AMI 编码); encod=acod.*acod;subplot(3,1,3);plo
10、t(t,encod(ceil(t+1/fs);axis(0,n,-1.5,1.5);xlabel(t);ylabel(幅值 A);title(AMI 解码);3.2运行结果运行结果图 3-1 消息代码、AMI 码、解码3.3结果分析结果分析由运行结果图 3-1 可看出 01 二进制单极性源码经过编码生成了正负交替的脉冲序列，而 0 电位保持不变。对照可知符合 AMI 编码规则，故得出的波形正确，即为 AMI 编码波形。由图 3-1 还可以看出 AMI 码解码生成的波形与源码完全相同，即正确恢复了消息代码。综上，完成了 AMI 码的编译码 MATLAB 仿真。另外，程序运行时出现如下提示：Warning: This is an obsolete function and may be removed in the future. Pleaseuse RANDI instead. In randint at 41In AMI at 6考虑到 randint 函数将被弃用，可将对应的原始消息代码产生程序片段改为如下程序代码：t=0:1/fs:n-1/fs;cod=randi(2,1,n-1);%产生 n-1 个 12 之间的随机整数序列scod=cod-1;%转为 01 序列scod=1,scod;从 1 开始,共 n 个元素subplot(3,1,1);4课
