CMI編碼與解碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、基于MATLAB的CMI編碼與解碼摘要本課程設(shè)計(jì)是基于MATLAB進(jìn)行CMI編碼與解碼。認(rèn)真學(xué)習(xí)CMI編碼與解碼的基本規(guī)則和原理，設(shè)計(jì)CMI編碼和解碼的仿真程序，并總結(jié)CMI編碼與解碼的主要特征和性質(zhì)。在掌握CMI編碼與解碼的基本原理的基礎(chǔ)上，再具體實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制序列的CMI編碼與解碼，完成了設(shè)計(jì)目的。關(guān)鍵詞MATLAB；CMI;二進(jìn)制序列NRZ碼；編碼；解碼1引言基帶信號(hào)作為代碼的一種電表示形式，在實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有的基帶電波形都能在信道中傳輸，若一個(gè)變換器把數(shù)字基帶信號(hào)變換成適合于基帶信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，將有效的提高基帶信號(hào)的傳輸效率。歸納起來(lái)，對(duì)傳輸用的基帶信號(hào)主要要求有兩

2、點(diǎn)：一是對(duì)各種代碼的要求，期望將原始信息符號(hào)編制成適合于傳輸用的碼型；二是對(duì)所選碼型的電波要求，期望電波形適宜于在信道中傳輸[1]。本課程設(shè)計(jì)主要是對(duì)二進(jìn)制序列（例如：110010111）的基帶信號(hào)進(jìn)行CMI編碼與解碼，編碼成更適合與基帶信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)。在掌握了CMI編解碼的基本規(guī)則基本原理后，在MATLAB環(huán)境下用程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)CMI編碼和CMI解碼以及CMI編解碼一體的信號(hào)還原功能[2]。具體實(shí)現(xiàn)了CMI編碼與解碼仿真過(guò)程。1.1課程設(shè)計(jì)目的（1）熟悉基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，以及常用基帶傳輸碼的主要特性；（2）了解基帶傳輸常用編碼中的CMI編碼與解碼的基本規(guī)則和原理；（3）學(xué)會(huì)熟練使用M

3、ATLAB基本語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、常用的程序，來(lái)解決一些簡(jiǎn)單的專業(yè)問(wèn)題，模擬實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單通信原理的功能[3]。（4）通過(guò)對(duì)二進(jìn)制序列NRZ碼的CMI編碼前和解碼后的信號(hào)進(jìn)行碼型和波形的比較，掌握CMI編碼的原理和特性[4]。（5）通過(guò)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，獨(dú)立思考和獨(dú)立解決問(wèn)題，提高自己的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力，從而做到增強(qiáng)自身在這瞬息萬(wàn)變社會(huì)中的適應(yīng)能力。1.2課程設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)CMI編解碼程序前，應(yīng)認(rèn)真了解其編解碼規(guī)則和原理，以理論做指導(dǎo)，再認(rèn)真構(gòu)思設(shè)計(jì)方案。（2）程序設(shè)計(jì)完成后應(yīng)進(jìn)行調(diào)試、仿真和分析[3]。（3）對(duì)于仿真結(jié)果的處理和理論分析結(jié)論應(yīng)該一致，而且仿真應(yīng)符合理論。（4）獨(dú)立完成課程

4、設(shè)計(jì)并按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。1.3課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及其步驟（1）隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)字基帶信號(hào)：一段二進(jìn)制序列NRZ碼，畫出其波形圖；將產(chǎn)生的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行CMI編碼，畫出編碼后的波形圖；將NRZ碼編碼前后的波形進(jìn)行比較和分析；（2）自定義一段CMI碼，畫出自定義CMI碼的波形圖；將自定義CMI碼進(jìn)行解碼，并畫出解碼后二進(jìn)制NRZ碼的波形；將自定義CMI碼的波形與其解碼后的NRZ碼波形進(jìn)行比較和分析；（3）隨機(jī)產(chǎn)生數(shù)字基帶信號(hào)：一段二進(jìn)制序列NRZ碼；將產(chǎn)生的NRZ碼進(jìn)CMI編碼；將編碼生成的CMI碼進(jìn)行解碼，畫出原NRZ碼波形和CMI編碼波形以及解碼后的波形，將其碼型和波形分別與原輸入NRZ碼型

5、和波形進(jìn)行比較和分析，觀察編解碼還原是否正確。1.4課程設(shè)計(jì)平臺(tái)（1）微機(jī)一臺(tái)；（2）微軟Windowsxp操作系統(tǒng)；（3）MATLAB7.0；（4）微軟OfficeWord2003;2CMI編碼與解碼設(shè)計(jì)原理2.1CMI編碼原理基帶傳輸常用碼型CMI編碼的方案設(shè)計(jì)：根據(jù)CCITT推薦，由于這種碼型有較多的電平跳躍，因此，含有豐富的定時(shí)信息。在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中CMI碼一般作為PCM四次群數(shù)字中繼接口的碼型，在光纜傳輸系統(tǒng)中也用做線路傳輸碼型[1]。CMI碼的全稱是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼，CMI碼的編碼規(guī)則如下：當(dāng)輸入“0”碼時(shí)，編碼輸出“01”，當(dāng)輸入“1”碼時(shí)，編碼輸出則“00“和”11“交替出現(xiàn)[

6、1]。例如：NRZ代碼：11010010CMI碼：1100011101010001其相應(yīng)的波形比較如圖2-1所示：圖2-1編碼前與編碼后波形圖根據(jù)此規(guī)則輸出CMI碼元的速率應(yīng)為輸入基帶信號(hào)的2倍。編碼的總體思想是對(duì)輸入的基帶信號(hào)進(jìn)行采樣判斷，如果‘0’則轉(zhuǎn)化為“01”，如果為“1”則交替轉(zhuǎn)化為“11”或“00”。“0”的轉(zhuǎn)化結(jié)果只有一種可以直接轉(zhuǎn)化為“01”，而“1”的轉(zhuǎn)化結(jié)果有兩種“11”和“00”，因此需要一個(gè)信號(hào)作為判斷，當(dāng)前面一個(gè)“1”碼編碼轉(zhuǎn)換的是“00”時(shí)，判斷編碼轉(zhuǎn)化為“11”，當(dāng)前一個(gè)“1”碼編碼轉(zhuǎn)換的是“11”時(shí)，則判斷編碼轉(zhuǎn)化為“00”。2.2CMI解碼原理CMI碼解碼

7、的方案設(shè)計(jì):根據(jù)CCITT推薦，由于這種碼型有較多的電平跳躍，因此，含有豐富的定時(shí)信息，在程控?cái)?shù)字交換機(jī)中CMI碼一般作為PCM四次群數(shù)字中繼接口的碼型[1]。CMI碼的編碼規(guī)則如下：當(dāng)輸入“0”碼時(shí)，編碼輸出“01”，當(dāng)輸入“1”碼時(shí)，編碼輸出則“00”和“11”交替出現(xiàn)[1]。根據(jù)此規(guī)則，在CMI的解碼模塊中：如果接收到“01”碼，則可解碼成“0”碼；如果接收到“00”碼或“11”碼，則可解碼還原為基帶信號(hào)“1”，如