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1、实验四纠错码Hamming码编译实验四 纠错码Hamming码编译码一、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。通信原理综合实验系统中的纠错码系统采用汉明码（7, 4）o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:码长信息码位监督码位k=2n-m-l 纠错能r=n-k最小码距这里m位M2的正整数，给定m后，既可构造出具体的汉明码(
2、m k)o汉明码的监督矩阵有n列m行，它的n列分 别由除了全0之外的m位码组构成，每个码组只在某列中出现一次。系统中的监督矩阵如下图 所示：1110 10 0H= 0 1110 10 1101001其相应的生成矩阵为:1000101G=0 10 0 11100101100001011汉明译码的方法，可以采用计算校正子，然后确定错误图样并加以纠正的方法。表 3.4.1(7, 4)汉明编码输入数据与监督码元生成表0000 000 1000 10100010010011U010011010110oil0011 101 1011 000010011111000100101100110100101100
3、01111010001110101111111二、实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器 一台3、JH9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台实验目通过纠错编解码实验，加深对纠错编译码理论的理解;掌握纠错编译码的实现和应用O四、实验内容准备工作:（1）首先通过菜单将调制方式设置为SWC01E_MODOE_MOD1H_EN ADPCMM_SEL2M_SEL1BPSK或DBPSK方式；将汉明编码模块内KC01DT_SYSDT_MAS CVSD工作方式选择开关swcoi中，编码使能开 关插入（H_EN）, ADPCM数据断开（ADPCM）；将输入数据选择开关KC
4、01设置在m序列（DT_M）位置；设置m序 列方式为（00： M.SEL2和M_SEL1拔下）,此时m序列输出为1/0码。（2）将汉明译码模块内输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在LOOP位置（右端）, 输入信号直接来自汉明编码模块；将译码器使能 开关KW03设置在工作位置ON （左端）。1.编码规则验证(1)用示波器同时观测编码输入信号TPC01波形和编码输出波形TPC05,观测时以TPCO1同步，观测是否符合汉明编码规则（参见表341所示）。注意此时输入、 输出数据速率不同，输入数据速率为32Kbps,输出数据速率为56Kbps。（2）设置m序列方式为（10： M_SEL2插 入
5、、M_SEL1拔下），此时m序列输出为11/00码（参见表342所示）。用示波器同时观测编码输入信号TPC01波形和编码输出波形TPC05,观测时以TPC01同步，观测是否符合汉明编码规则。（3）设置其它m序列方式，重复上述测量步骤。注：其它两种m序列周期因非4bit的倍数, 观测时要仔细调整示波器才能观测。2. 译码数据输出测量(1)用示波器同时观测汉明编码模块的编码输入信号TPC01波形和汉明译码模块译码输出m序列波形TPW07,观测时以TPC01同步。测量译码输出数据与发端信号是否保持一致。（2）设置不同的m序列方式，重复上述实验，验证汉明编译码的正确性。问题与思考:当m序列产生输出0/
6、1码或00/11 码或7位周期序列时（都是短周期性数据），观 测译码接收和发送数据信号一致，此时保持跳线 开关和设置不变，将通信原理实验箱关机后在开 机。此时有可能发生译码输出数据与编码数据有 不一致。如不一致，可将SWC01中的ADPCM 开关插入再断开（加入一段随机数据），此时译 码输出数据与编码数据又一致，这是为什么（参 畑表进行分析）？在实际通信中如何解决 这问题?3. 译码同步过程观测将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的 编码使能开关插入（H_EN）； ADPCM数据有效(ADPCM)O将汉明译码模块的输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在2_3位置(右 端)，输入信号
7、直接来自汉明编码模块。(1)用示波器检测汉明译码模块内错码检测指示输出波形TPW03。将汉明编码模块 内工作方式选择开关SWC01的编码使能 开关断开(H_EN),使汉明译码模块失步, 观测TPC03变化；将编码使能开关插入(H_EN),观测汉明译码的同步过程，记录测量结果。(2)将ADPCM数据换为m序列，重复上述测量步骤，分析测量结果。4. 发端加错信号观测将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的 编码使能开关插入(H_EN)； ADPCM数据有效(ADPCM)o将汉明译码模块内输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在LOOP位置(右端)，输入信号直接来自汉明编码模块；将译码器使能
8、开关KW03设置在工作位置ON （左端）。（1）用示波器同时测量汉明编码模块内加错指示TPC03和汉明译码模块内错码检测 指示输出波形TPW03的波形，观测时以TPC03同步。此时无错码。将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的加错开关E_MODO接入，产生 1位错码，定性观测明译码能否检测出错记录结果。（3）将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的加错开关E_MOD1接入，产生 2位错码，定性观测明译码能否检测出错码，记录结果。（4）将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01 的加错开关 E_MODO、E_MOD1都插入，产生更多错码，定性观测明译码 能否检测出错码和失步，记录结果。5.
9、收端错码检测能力观测和错码纠错性能测量 首先通过菜单将调制方式设置为BPSK （或DBPSK）方式；将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的编码使能开关插入（H_EN）,ADPCM数据断开（ADPCM）；将输入数据选择开关KC01设置在同步数据输入DT-SYS （左 端）。将汉明译码模块内输入信号和时钟选择开 关KW01、KW02设置在LOOP位置（右端）;将译码器使能开关KW03设置在工作位置ON（左端）。将误码仪RS422端口通过转换电缆与实验箱同步模块的JH02插座连接（注意插入方1=1向：JH02插座面对实验箱左卫脚为1脚j插头上有小三角符号为1脚。误码仪必须断电后连(1)加电后将误
10、码仪模式设置“连续”,口时钟选择设置“外时钟”，接口类型选择“RS422”方式。按“测试”键进入测试,测量误码率。（2）将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的加错开关E_MODO接入，产生 1位错码，测量误码率，看汉明编译码系统能否纠1位错码，记录结果。（3）将汉明编码模块工作方式选择开关SWCO1的加错开关E_MOD1接入，产生 2位错码，测量误码率，看汉明编译码系统能否纠2位错码，记录结果。将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01的加错开关E_MODO、E_MOD1都插入，产生测量误码率,记录结果。实验报五、告1、画出输入为0/1码、00/11码和1110010 m序列码的汉明编码输出波形。2、分析整理测试数据。3、5、纠错编码对误码率有何影响?纠错译码时为什么要同步？如何同步?Hamming码有何优点和局限?
