基带传输系统中扰码与解码电路的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

基带传输系统中扰码与解码电路的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

(2)式完全决定的 , 因此 多项式 f(2)又称为该移位寄存器的特征多项式。 代数学中已经证明对应于一个 n级移位 寄存器的特征多项式 f(2),当f(2)是本原多项式时 ,该移位寄存器的输出 an为最长线性移位寄存器序列 ,即 M 序列 .该 M 序列具有以下三个特性 : (1)M 序列的周期为 2n1, 在一个周期当中 , 1 出现 2n 1次 ,0出现 2n 1 1次。 (2)首先定义二元周期序列 an 的自相关函数。 定义一个映射 : (0) = 1。 (1) = 1 定义 an 的自相关函数 : Ca( t ) = !(ai) ( ai+1) 其中 T 为 an 的周期。 则有： ( 3)在 ai1一个周期中，长度为 n的 1游程出现一次，长度为 n1的 0游程出现一次，长度为 k(0 k≤n 2) 的 0、 1游程各出现 2n k 2次。 正是这三个性质使得 M序列在统计特性上具有随机序列的特征 , 而同时它又可以 用简单的方法来产生 , 所以 M序列在许多领 域中得到了应用 , 用来代替真正的随机序列 .就扰码技术来说 ,主要有三种比较典型的方法 : 帧同步扰码 、 分布取样扰码和自同步扰码。 在光纤通信中 ,这三种扰码技术的应用范围也各有不同 :帧同步扰码比较适合于帧长较大的信号 ,如 SDH,SONET； 分布取样扰码适于帧长较小的信号 ,如基于信元的 ATM信号 ； 而自同步扰码则对各种成帧和不成帧的信号都能适用。 M 序列的性能 均衡性 在 m 序列的一个周期中 ,“ 0”“ 1” 的数目基本相等 .“ 1” 比 “ 0” 多一个。 游程分布 游程 :序列中取值相同的那些相继的元素合称为一个 “ 游程 ”。 游 程长度 :游程中元素的个数 .m 序列中 ,长度为 1 的游程占总游程数的一半。 长度为2的游程占总游程的 1/4,长度为 k 的游程占总游程数 2。 长度为 k 的游程 占总游程数的 2k。 且长度为 K 的游程中 ,连 0 与连 K的游程数各占一半。 移位相加特性一个 m 序列 M p 与其经任意延迟移位产生的另一不同序列 Mr模 2相加 , 得到的 仍是 Mp某次延迟移位序列 Ms,即 Mp⊕ Ms=MS. 如果将 M 序列的所有移位码组构成一个编码 ,则该编码一定是线性循环码 ,由于线性循环码的特性可以得到上述的性质。 相关函数 周期函数 s (t ) 的自 相关函数定义为 : ， 式中 T0 是 s(t)的周期。 定义序列 x = ( x1 , x2 ,„„ xn ) 的自相关函数为 M列的自相关函数 :由 M序列的性质 ,移位相加后还是 M序列 ,因此 0的个数比 1的个 数少 1 个。 率谱密度 对上述自相关函数进行傅立叶变换 ,得到 M 序列的功率谱密度 : 当 T0→∞ ,m/T0→∞ ,可以看到 M列的噪声功率谱密度为近似白噪声功率谱。 噪声特性 如果我们对一个正态的白噪声进行采样 ,若取样值为‘ +’ ,则记为 1,为‘ ’记为 0,则构成一个随机序列 ,该随机序列有如 下性质： (1)序列中 0,1 个数出现概率相等。 (2)序列中长度为 1 游程占 1/2,长度为 2的游程占 1/4,„且长度为 k 的游程中 ,0 游程与 1 游程个数相同。 (3)该序列的噪声功率谱为常数。 可见， M序列的性质与随机噪声相似 ,因此称为伪随机序列。 加扰解扰在通信系统中的应用 在通信系统中 ,经过信源编码和系统复接后生成的传送码流 ,通常需要通过某 种传输媒介才能到达接收机。 输媒介统称为传输信道 .通常情况下 ,编码码流是不能或不适合直接通过传输信道进行传输的 ,必须经过某种处理 ,使之变成适合在规定信道中传输 的形式 ,在通信原理上 ,这种处理称为信道编码 (与信源编码相对应 ),实现信道编码的系统称为传输系统。 在 工程应用中 ,信道编码过程一般被分为两环节 :负责传输误码的检测和校正的环节称为信道编解码 ,负责信号变换和频带搬移的环节 称为调制解调 ， 一个 实际的数字传输系统至少要包括上述两个环节中的一个环节。 未经调制的电脉冲信号所占据的频带宽度通常从直流和低频开始 ,因而称为数 字基带信号 ,直接传送数字基带信号 ,称为数字信号的基带传输。 果把调制与解 调过程看作是广义信道的一部分 ,则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。 同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构 ,对于传输频带低端受限的信道来说 ,一般讲线路传输码型的频谱中应不含直流分量 ,传输线路中的交流耦合电路结构也希望所含的直流分量尽量小。 数字通信理论在设计通信系统时都是假设所传输的比特流中 “ 0” 与 “ 1” 出现的概率是相等的 ,各为 50%,实际应用中的通信系统以及其中的数字通信技术的设计性能指标首先也是以这一假设为前提的。 减少连 “ 0” 码或连 “ 1” 码以保证定时恢复质量是数字基带传输中的一个重要问题 ,但传送码流经过编码处理后 ,可能会在其中出现连续的 “ 0” 或连续的 “ 1”。 这样一方面破 坏了系统设计的前提 ,破坏了传输信道的 “ 0” 码和 “ 1” 码的平衡 ,使得系统有可能会达不到设计的性能指标 ,另一方面在接收端进行信道解码前必须首先利用时钟恢复电路提取出线路时钟 ,线路时钟的提取是利用传输码流 “ 0” 与 “ 1” 之间的波形跳变实现的 ,而连续的 “ 0” 或连续的 “ 1” 给线路时钟的提取带来了困难。 为了保证在任何情况下进入传输信道的数据码流中 “ 0” 与 “ 1” 基本相等 ,传输系统会用一个伪随机序列对输入的传送码流进行扰乱处理 ,讲二进制数字信息做 随机化 处理 ,变为伪随机序列 ,也能限制。