电话线路误码测试的应用研究.pdf

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1、北京石油化工学院学报第19卷第3期V01．19NO．3JournalofBeijingInstituteof2011年9月Sep．2011Petro—chemicalTechnology电话线路误码测试的应用研究贺小军田小平戴波(1．北京化工大学信息学院，北京100029；2．北京石油化工学院信息工程学院，北京102617)摘要普通的电话线路也可传输高速数字信号，为了判断普通电话传输线路的可靠性，需要测试线路误码率。利用m序列的性质，以FPGA、单片机与Modem芯片为硬件平台，实现了电话线路误码测

2、试的应用研究。研究结果表明：该误码测试设计方法工作稳定可靠，能够实现电话线路数据传输可靠性检测。关键词FPGA；单片机；m序列；误码测试；Modem芯片中图法分类号TN918随着通信技术的发展，各种数字接口不断的设计成本。单片机作为主控芯片，外扩键盘出现，利用现有的电话线路(频率范围大致为与液晶显示器，所测码型、速率、时间均可由键300~3400Hz)传输高速数字信号(频率范围盘选择，测试结果也可通过液晶显示；FPGA作大致为16～160kHz)不仅可以节约成本，而且为数字逻辑处理单元，用来产生m序

3、列和控制方便快捷。目前，各种测试仪不断涌现并换代，Modem芯片实现各频点误码测试并分析测试普通的电话线路测试仪不能满足数字接口线路结果『3J；Modem芯片作为调制解调芯片，将的测试要求，如HP3770B(TelephoneLineFPGA的数字信号调制为电话线路上的模拟信Analyzer)电话线路分析仪其可测频点范围为号或接收线路模拟信号解调为数字信号并传送2OO～2OkHz。而专用的数字接口测试仪体积至FPGA。由于Modem芯片的调制解调作较大且测试程序繁琐，如HP3764A数字传输用，此设

4、计方法能在电话网络中测试运行。选分析仪(DigitalTransmissionAnalyzer)。取频率范围为1200Hz～160kHz的8个频点目前，电话线路误码测试设计的硬件设计进行误码测试，并对测试结果进行分析。方法主要有利用现场可编程门阵列(Field—1测试原理及方法programmableGateArray，FPGA)和Modem芯片组合或FPGA、DSP和Modem芯片组合1．1误码测试原理等方法口]。FPGA和Modem芯片组合方法m序列可由线性反馈移位寄存器(LFRS)设计中对FP

5、GA的性能要求较高，而FPGA的产生，对于不同阶数的m序列，只需选取合适价格又与其性能密切相关，性能越高价格越贵，的本原多项式F()，就可获得相应的序列。因而其开发成本相对较高。FPGA、DSP和本设计方法选取的测试码型为2。一1、2。一1和Modem芯片的设计方法由于利用了DSP芯片2一1三种，相应的本原多项式分别为F(x)一来开发，虽然降低了FPGA的性能要求，但是+．76+1、F()一z。++1和F()一+由于DSP价格也相对较高，整个开发成本必然JT+1。也会上升。针对以上问题，利用FPGA

6、、单片机11l序列具有非常好的伪随机特性，主要运与Modem芯片组合的方式来设计，由于单片用了它的如下性质：机价格便宜、工作稳定，因而能够降低整个系统(1)由”级移位寄存器产生的m序列，其周期为2一1。对于m序列发生器，不同初始收稿日期：2011-04—15状态产生的序列之间只存在一个固定的相3O北京石油化工学院学报2OlO年第19卷移，因此，连续截取任意长度为21的部分均频率由FPGA管脚提供，利用软件编程方法改是序列的一个周期。变FPGA管脚频率即可改变芯片的工作频率。(2)Ⅲ序列发生器中移位寄

7、存器的各个状若设置该芯片为Modem工作方式且控制寄存态，除全0状态外，其它状态只在m序列中出器状态为“00010000”时，该芯片的数据传输速现1次。率Rate与分频因子N、工作频率F的关系为1．2不同频率误码测试FRate一一(bit／s)(1)Zarlink半导体公司生产的MT9172芯片』U为多频点实现的关键，该芯片为ISDN接口芯由式(1)可知，改变频率F即可改变Modem的数据传输速率，从而实现1200Hz~l片，可在一对线上以80kbit／s或160kbit／s的160kHz频率范围内

8、的任意频点的误码测试。最高速率全双工传输数据。其最高数据传输速1．3误码测试方法率可由内部控制寄存器控制，线路传输码型为由m序列的性质可知，对于阶m序列的二项差分码，具备帧同步和时钟提取能力。当内部控制寄存器状态为“00000000”时，分频因一个周期序列，若从中任意截取比特作为m子N128；当控制寄存器状态为“00010000”序列发生器的初始态，则剩余比特就可由线性反馈移位寄存器(IinearFeedbackShift时，分频因子N一64。该芯片有多种工作方Reg