通信原理课程设计指导

通信原理课程设计指导

一．通信原理课程设计大纲

课程名称：通信原理课程设计/ Communication Principle Course Designing

周数/学分：一周/1学分

先修课程：通信原理、电子设计EDA

适用专业：电子信息工程

开课学院、系或教研室：信息工程学院电子信息工程教研室

1．课程设计的目的

通过本课程设计巩固并扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。结合EDA技术、数字通信技术和微电子技术，学习现代数字通信系统的建模和设计方法，使学生能有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。

2．课程设计的内容和要求

课程设计内容

1）数字基带信号的编译码设计与建模

2）同步技术的设计

3）数字基带通信系统的设计与建模

4）数字信号频带传输系统的设计与建模

5）PCM通信系统的设计与建模

课程设计要求

要求学生能够熟练地运用通信理论，进行数字基带信号、 数字信号频带传输系统、PCM通信系统和同步系统的设计，并进行通信系统建模。

3．课程设计进度安排

序号设计内容所用时间

1 了解数字通信系统的设计要求，熟悉系统的建模与仿真设计方法1天

2 分析题目，设计通信系统框图，设计仿真程序流程，编写程序代码2天

3 上机调试程序，修改并完善设计，并完成设计报告2天

合计1周

4．课程设计说明书与图纸要求

设计完成后，按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”，撰写课程

设计报告一份，包括：设计题目、设计要求、逻辑分析、设计总体电路、模块设

计、模块程序（含对程序的说明）、仿真波形、实验结果分析、心得体会（不少于

500字）、参考文献（不少于5篇）。

5．课程设计评分标准

评定项目评分成绩1．选题合理、目的明确（10分）

2．设计方案正确，具有可行性、创新性(20分) 3．设计结果（软件程序）（20分）

4．态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分）

5．设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分）

6．答辩（25分）

总分

备注：成绩等级：优（90分—100分）、良（80分—89分）、中（70分—79分）、

及格（60分—69分）、60分以下为不及格。

6．课程设计主要参考资料

教 材：

段吉海.数字通信系统建模与设计.北京：电子工业出版社，2004

参考书：

江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2004

John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2001

执笔：王 虹

审阅：阙大顺 日期：2007.6

审定：吕锋 日期：2007.6

二．通信原理课程设计课题

课题一数字基带信号HDB3码的编码器设计与建模

HDB3编码器建模的难点之一是判断插“B”，实现中可利用寄存器，首先把信码存入寄存器，同时设置一个计数器计两个“V”之间“1”的个数，经过4个码元后，由判偶电路给寄存器发送是否插“B”的信号，实现插入“B”的功能。设计示例

本设计思想不需要首先把消息代码变换为AMI码，然后进行V符号和B符号的操作，而是按照HDB3编码规则直接对消息代码进行插入“V”符号和“B”符号的操作，最后再实现单极性变双极性的信号输出，这样可以减少寄存器的数量。

HDB3码编码器模型

图1-1 HDB3码编码器模型

插“V”模块的建模

实际上是对消息代码中的四连0串的检测，当出现四个连0串时，将第四个“0”变换成符号“V”，其它情况下则保持消息代码的原样输出。为建模方便，用“11”标识“V”，用“01”标识“1”，用“00”标识“0”。

流程图

图1-2 插“V”符号流程图

插“B”模块的建模

功能是保证附加“V”符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，即当相邻“V”符号之间有偶数个非0符号时，把后一小段的第1个“0”变换成一个“B”符号。用“10”标识“B”。

流程图

图1-3插“B”符号流程图

插“B”模块是这个设计的一个难点，因为它涉及到一个由现在事件的状态决定过去事件状态的问题。其次还有如何确定是“1”，还是“V”的问题。处理难点的思路是：首先把码元(经插“V”处理过的)放入一个4位的移位寄存器里，在同步时钟的作用下，同时进行是否插“B”的判决，等到码元从移位寄存器里出来的时候，就可以决定是应该变换成“B”符号，还是照原码输出。因此，在程序的结构中可进行元件声明，调用库里的D触发器来实现延迟作用。

单极性变双极性的实现

根据HDB3的编码规则，“V”的极性是正负交替的，余下的“1”和“B”看成为一体且极性交替，同时满足“V”的极性与前面的非零码极性一致。

已规定：“11”标识“V”，“10”标识“B”，“01”标识“1”，“00”标识“0”。

图1-4单/双极性变换控制流程图

仿真软件无法识别“-1”，因此采用双相码来分别表示“－1”，“+1”和“0”，要想得到所需要的结果，仅仅在最后加一个硬件（如四选一数字开关CC4052），就可以将程序中所定义的“00”、“01”和“11”分别转换成0、+1和-1，从而达到设计所需结果。

课题二数字基带信号HDB3码的译码器设计与建模

译码原理：根据编码规则，V脉冲与前一个脉冲同极性。因而可从所接收的信码中找到V码，V码与前面的三位代码必然是取代码，在译码时，需要全部复原为四连0，完成了扣V扣B功能。

设计示例

HDB3译码器的模型框图

图2-1 HDB3译码器模型

双/单极性变换电路：正负整流电路分别提取正负电平码部分。

V码检测电路：V脉冲必然是同极性脉冲。当无V脉冲时，传号脉冲“+1”和“-1”交替出现。当连续出现两个“+1”或“-1”时，则后一个一定是V脉冲。

时钟提取电路用于提取同步时钟。见课题八。

扣V扣B电路在V脉冲和同步时钟的控制下，完成扣V扣B的功能。

V 码检测模块的建模

+V码检测：

图2-2 +V码检测模型框图

为方便起见，设从正、负整流电路输出的信号分别为+B、-B。

当+B的上升沿到来时，对输入的+B脉冲进行计数，当计数值等于2时，输出一个脉冲作为+V脉冲，同时计数器清零。而且在计数期间，一旦有-B信号为“1”电平时，立即对计数器清零。这是因为在两个+B脉冲之间，存在-B脉冲，说明第