数字信源课程设计..docVIP

1 课程设计的目的 这次课程设计的任务是完成一个数字通信信源的设计与验证。信源指标要求：信源长度为32位，发出信号前8位为群同步码，后24位为数字信源；信源速率为256bit/s。采用模块化设计方法进行系统设计。最后必须进行系统仿真和硬件设计。 通过这次设计主要达到以下目的： (1) 加强对通信原理理论知识的理解，了解数字通信的基本过程，熟悉信源的原理以及在通信系统中的作用; (2) 在掌握通信电路知识的基础之上，提高模拟与数字电路的设计能力，提高通信电路设计能力，掌握通信电路的调试方法; (3) 熟悉掌握与本次设计相关的芯片知识，了解其相关的资料; (4) 提高查阅资料的能力。 2 理论知识介绍 数字通信传输的信号是“离散”或数字的，这使得数字通信系统有许多不同于模拟系统的特点。数字通信系统的基本框图如下： 图2.1 数字通信系统基本方框图 从中可以看出数字通信系统的终端为信息源，在通信系统中具有重要的作用。数字基带信号源广泛应用于各种数字通信场合,用来实现信道的复用,有效传输数字信息。数字信号源是整个数字信号传输系统的发终端,其逻辑功能包括： (1) 接收来自信号输入的信息,预设置所传输的信号和信号所伴随的标志; (2)对输入的频率进行分频; (3)对输入的并行信号转换成串行输出信号。 由于数字通信系统传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元，即码元，因而在接收端必须按与发送端相同的节拍进行接收，否则，会因收发节拍不一致而导致接收性能变差。此外，为了表述消息的内容，基带信号都是按消息内容进行编组的，因此，编组的规律在收发之间也必须一致。在数字通信中，称节拍一致为“位同步”，称编组一致为“帧同步”。在时分复用通信系统中，为了正确地传输信息，必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码，它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲，可以集中插入，也可以分散插入。集中式插入法也称为连贯式插入法，即在每帧数据开头集中插入特定码型的帧同步码组，这种帧同步法只适用于同步通信系统，需要位同步信号才能实现。适合做帧同步码的特殊码组很多，对帧同步码组的要求是它们的自相关函数尽可能尖锐，便于从随机数字信息序列中识别出这些帧同步码组，从而准确定位一帧数据的起始时刻。由于这些特殊码组是一个非周期序列或有限序列，在求它的自相关函数时，除了在时延j＝0的情况下，序列中的全部元素都参加相关运算外，在j≠0的情况下，序列中只有部分元素参加相关运算，其表示式为 通常把这种非周期序列的自相关函数称为局部自相关函数。对同步码组的另一个要求是识别器应该尽量简单。目前，一种常用的帧同步码组是巴克码。本系统产生NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号,信号码速率为256KB, 按实际要求,帧结构如图2.2所示,帧长为32位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7 位巴克码1110010) ,另外24位为3路数据信号,每路8位。 图2.2 帧结构 3 信源的设计 本信号源系统由分频器,并行码产生器,多路选择器等几部分组成,其原理方框图如图3.1所示,并行码产生器产生4路并行码,每路八位,其中可将第一路并行码设置为×1110010,作为帧同步码,另外两路为两路数字信息. 分频器产生32个时序,这里我们选取晶振频率为4MHZ,经过分频器分频后产生不同频率的信S1,S2,S3,S4,S5, 作为多路选择器的地址选通信号,通过八选一选择器后将八位并行码转换为串行码,然后经过四选一选择器将四路串行码转换为一路以32位为周期的串行信号。 NRZ 图3.1 原理方框图 3.1 分频器 在设计中,我们采用单片机80C52，利用其输入输出端口P1和定时/计数器且主要是借助汇编语言程序设计来实现分频的功能。单片机采用内部部振荡的方式，晶体振荡频率为4MHz，其内部振荡接线方式如图3.2所示。其中电容，起稳定振荡频率、快速起振的作用。 汇编程序如下： ORG 0000H LOOP: MOV P1,#00H NEXT: MOV TMOD,#00H MOV TH1,#0CH MOV TL1,#77H SETB TR1 AGA: JBC TF1,SHI SJMP AGA SHI: INC P1 MOV A,P1