通信原理课程设计Word文档格式.docx

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指导老师：

XXXXX大学

2013年12月25日

目录

1、设计总体思路

2、单元电路的设计

3、系统仿真

4、调试结果

5、个人心得体会

一、设计总体思路

1．1数字基带通信系统

数字基带传输系统的输入信号是由终端设备或编码设备产生的二进制脉冲序列，通常使用的是单极性的矩形脉冲信号（NRZ码）。

为了使这种信号适合于信道的传输，一般要经过码型变换器，把单极性的二进制脉冲变成双极性脉冲（如AMI或HDB3码）。

发送滤波器对码脉冲进行波形转换，以减小信号在基带传输系统中传输时产生的码间串扰。

码间串扰和信道噪声是影响基带信号进行可靠传输的主要因素，而它们都与基带传输系统的传输特性有密切的关系，为了使基带系统的总传输特性能够把码间串扰和信道噪声的影响减少到尽量小的程度，是基带传输系统的设计目的。

信号在传输过程中，由于信道特性不理想及加性噪声的影响，会使接收到的信号波形产生失真，为了减小失真对信号的影响，接收信号首先进入接收滤波器滤波，然后再经均衡器对失真信号进行校正，最后由抽样判决器恢复数字基带脉冲序列。

1．2HDB3编译码

在生活中，我们得到的大多是低频信号或直流信号，但是，在含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带信号波形不适合在普通的信道中传输，因为一般的信道的低频传输特性差容易受噪声的干扰，可能造成信号严重畸变，甚至可能被噪声完全淹没而分不出信号，因此有必要对传输的信号进行编码，而经过信道编码后的传输码却具有较强的波形抗干扰性。

我们比较常用的编码规则有HDB3和AMI编码。

HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。

其编码规则如下：

（1）当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；

（2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。

相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；

（3）为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；

（4）破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。

例如：

代码：

1000010000110000l1

AMI码：

-10000+10000-1+10000-1+1

HDB3码：

-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1

其中的±

V脉冲和±

B脉冲与±

1脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码。

虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。

从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。

这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连0码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。

HDB3码保持了AMI码的优点外，还将连“0”码限制在3个以内，故有利于定时信号的提取。

HDB3编译码原理框图如下图所示：

图1.1总原理框图

二、单元电路的设计

2．1编译码器功能模块电路

本单元用CD22103集成电路进行HDB3编译码。

编码时，需输入NRZ码及位同步信号，由数字信源单元提供，CD22103编码输出两路并行信号，+H—OUT和-H—OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。

根据编码规则可以的出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。

HDB3码保持了AMI码的优点外，还将连“0”码限制在

HDB3

3个以内，故有利于定时信号的提取。

图2.1HDB3编码方框图

HDB3译码电路图与单双极性变化电路图如下：

图2.2HDB3译码电路图与单双极性变化电路图

2．2双/单极性变换电路

译码时，需将HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的+H—IN和-H—IN引脚，来实现此功能的是下面所示的双/单变换电路。

双/单极性变换及相加器构成一个整流器。

整流后的HDB3信号含有位同步信号频率离散谱，将为下一步译提取位同步信息。

NRZ

图2.3HDB3译码方框图

图2.4双/单极性变化电路图

2．3位同步信号的提取

数字信号传输过程中，收发两端一定要有一个时间上同步的问题。

发端某一时刻发出一个码元，收端在相应某一时刻（一般滞后一个固定时间）抽样判决后再生这个码元，这样收发两端的码元一一对应不会搞错。

在本单元电路中，位同步信号的离散谱来自上一级的整流后的信号，由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号，对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需要进一步处理，当锁相环自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器，它可以输出一个符合译码要求的位同步信号BS—R。

HDB3D

BSR

图2.5位同步信号提取方框图

图2.6位同步信号电路图

三、系统仿真

1）HDB3编译码模块仿真

1.将输入的NRZ信号经过系统电路编译后得到HDB3的码型输出。

仿真图如下：

2.编译码输出波形

2）位同步单元电路仿真

1）单极型NRZ信号经微分，整流和滤波后。

再经过脉宽扩展就可以得到位同步信号。

原理图如下所示：

2）仿真波形如下图所示

四、调试结果

（1）NRZ和HDB3波形延迟3个周期

（2）HDB3码与位同步信号

（3）HDB3码与带通滤波器

为期一天半的通信原理课程设计很快结束，在这次课程设计中我由于事先做了一些准备工作，对课程设计的原理有了大致的了解,但对于软件的运用真的不是很熟练。

起初，面对这样一个课题，我们不知道从何下手，我们通过翻阅大量相关书籍和查找相关资料。

渐渐地对设计思路有了一定的方向，由于对HDB3的编码与译码比较感兴趣，最终选定为第四题。

虽然对systemview软件的运用级熟练耽误了很多时间，运用的过程中还是遇到了很多的问题。

但最后还是凭借着自己的努力和同学们的帮助顺利解决。

通过这次通信原理课程设计，我感觉自己获益还是不少的。

一方面，这次课程设计对我理论知识的学习起到了很好的辅助作用，对于书中的HDB3码的原理有了更清楚的认识。

另一方面，我也确实发现自己动手能力确实有待于提高，今后一定不能忽视。