安徽工业大学—通信原理课程设计—基于fpga的时分多路数字电话基带传输系统的设计与开发

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1、一．项目名称及小组分工1.1项目名称：时分多路数字电话基带传输系统的设计与开发1.2成员分工：程杜仁64Kb/S的A律PCM数字话音编码器的开发设计李栋64Kb/S的A律PCM数字话音译码器的开发设计戴健博数字基带编码HDB3编码器的开发设计毕东立数字基带编码HDB3译码器的开发设计刘东方PCM30/32一次群时分复接器的开发设计胡磊PCM30/32一次群时分分接器的开发设计王堂辉同步（帧、位同步）电路的开发设计二、课题背景及目的2.1课程设计背景基带传输就是不经过调制而直接传送的方式，即发送端不使用调制器，接收端也不使用解调器。目前，虽然在实

2、际使用的数字通信系统中基带传输不如频带传输制那样广泛，但是，对于基带输系统的研究仍然是十分有意义的。主要原因有以下几个方面。1)38在频带传输制式里同样存在基带传输的问题(如码间干扰等)，因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道中(如广义信道)，则频带传输就变成了基带传输。可以说基带传输是频带传输的基础。2)随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势。目前,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速数据传输。3)理论上也可以证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统所替代。2.2课程设计目的：

3、使大家在综合已学现代通信系统理论知识的基础上，借助可编程逻辑器件FPGA及EDA技术的灵活性和可编程性，充分发挥自主创新意识，在规定时间内完成符合实际需求的通信系统电路设计与调试任务。通过此次课程设计不仅能够提高大家对所学理论知识的理解，还能够提高和挖掘大家对所学知识的实际运用能力，锻炼大家的创新实践能力，为以后自己做项目打下基础。38三、系统结构框图及工作原理3.1系统框图图3.1系统总框图3.2工作原理模拟话音经A/D转换后每个样点13个比特，经PCM编码后形成每个样点8比特的非均匀量化值。30路话音及同步、信令信息复接成一路2.048Mb

4、it/s串行数据流发送出去。在接收端进行HDB3译码、分接、PCM译码、D/A转换，还原出模拟话音。四、各模块工作原理及程序实现4.1PCM编码器4.1.1PCM编码器模块简介输入信号为:（1）一个13位逻辑矢量的均匀量化值:D0,D1…D12，其中:D0为极性位,取值范围在-4096～+4096之间；38（2）一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号；（3）一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号；输出信号为:（1）一个8位逻辑矢量的13折线非均匀量化值:C0,C1…C7，其中:C0为极性位.C0=1为正,C0=0为负；（2）

5、一个占空比为1/32的8K/S的取样时钟信号；（3）一个占空比为50%的2.048Mb/S的合路时钟信号；4.1.2PCM编码原理PCM脉冲编码调制是PulseCodeModulation的缩写。PCM编码的方法是对语音信号进行采样，然后对每个样值进行量化编码。CCITT（现ITU-T）的64kbit／s语音编码标准G.711采用PCM编码方式，采样速率为8kHz，每个样值用8bit非线性的μ律或A律进行编码，总速率为64kbit／s。我国和欧洲各国都采用A律，它的13折线的产生是从非均匀量化的基点出发，设法用13折线逼近A=87.6的A律压缩

6、特性。A律压扩特性是连续曲线，这样，它基本上保证了连续压扩的优点，有便于数字电路实现。38在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成128个量化级。段落码和8个段落之间的关系如表1所示；段

7、内码与16个量化级之间的关系见表4.1.2所示。表4.1.2-1段落码表4.1.2-1段内码段落序号段落码段落范围量化间隔段内码量化间隔段内码81112048-40961511117011171101024-2048141110601106101512-1024131101501015100256-512121100401004011128-25611101130011301064-12810101020010200132-64910011000110000-3281000000004.1.3PCM编码程序实现程序实现方法参照表4.1.3，运用

8、VHDL语言中的连接符’&’实现输入输出的转换。38图4.1.34.1.4PCM编码程序与仿真libraryieee;useieee.std_logi