实验八单路双工通信系统综合实验

实验八单路双工通信系统综合实验在复接/解复接实验中，实验能直观观测信号的帧结构和接收端的帧同步过程；为了深入了解信号时分复用技术在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响，本节实验将数据和话音业务通过复接/解复接模块传输，测量复接/解复接器在传输信道不同误码率(4种可选)环境下对数据和话音业务的影响。系统连接框图见图4.37所示。交换处理模块交换处理模块DTMF4Kbps话传输信道码2PCM数据地址码显示m序列输出帧标志同步PCM数据地址码TDM数据话接1PCM编码DTMFPCM编接2图4.37时分复用(TDM)系统测试组成框图1、在进行该实验时，首先预习一下实验系统概述中“数字复接/解复接模块、交换处理模块、用户接口模块、双音多频检测模块、ADPCM编译码模块”的原理；电话1模块和解复接模块中跳线开关的含义。数字复接/解复接模块:数字复接/解复接由复接和解复接两个独立的模块构成。通信原理综合实验系统实现在了类似TDM的传输方式：定长组帧、帧定位码与信息格式。一帧共有4个时间间隔，按8个bit一组分成了一个一个的固定时隙，帧结构组成如图2.37所示。各时隙M编码信号，TS2时隙为设置的开关信号，TS3时隙为为特殊码序列。TS0~TS3复合成一个256Kbps数据流在同一信道上传输。11100100复接/解复接原理组成框图见图2.38所示。帧传输复接模块主要由Barker码产生、同步调整、复接、系统定时单元所组成；帧传输解复接模块(亦称分接器)是由同步、定时、分接和恢复单元组成，其各电路完成的功能和和作用参见原理教材。复接/解复接模块电原理图见图2.39所示。复接模块主要由一片现场可编程门阵列 (EPM7064)UB01(EPM7064)芯片、跳线开关SWB01和工作方式选择开关组成。其电M2.开关信号：开关信号码字为8bit，可以直接通过跳线开关设置来改变码型。在解复接模块正常工作并同步时，该开关码字信号从解复接模块的发光二极管DB01~DB08一一对应直观的显示出来。M_SEL1)决定。从TPB01测试点可以监测发端m序列信号，具体设置见下表：□□□□□□选项~关关码整调步同系统定时帧同步指示关关错码指示接复●(线路编码模块AMI/HDB3/线路编码模块●接分)帧同步指示定时复恢DB08DB01~Barker足部分补零。该帧定位码由UB01内部产生。是发端帧同步指示信号，用于观测复接信号，做示波器同步用。6.错码产生器：错码产生器用于学生了解帧传输复接/解复接器在有误码的环境下接收端帧同步过程和抗误码性能，错码产生及错码插入由UB01实现。通过跳线开关SWB02(E_SEL0，E_SEL1)可以选择4种信道误码率，错码指示可以用示波器在TPB02监测点观测。具体设置见下表：选选项□□□□□□□□□□□□0解复接模块主要由一片可编程门阵列UB02(EMP7128)芯片、发光二极管DB01~DB08总码流中的帧定位码对准。在同步单元的控制下，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系(同步)；同步后通过分接单元将收端各分路定时脉冲就对接收到的码流进行正确的分路，把合路的数字信号实施分离形成同步的2.解复接话音编码数据：送到ADPCM1模块进行解码。3.解复接开关信号：直接送到发光二极管DB01~DB08显示出来。KB02设置到LOOP位置，表示输入解复接模块信号直接来自复接模块(不进行线路编译码)；交换处理模块:交换接续控制模块设置在两个DTMF模块之间。该模块专门由一个PLD(EPM7064)实现，用于完成交换的各项处理功能。交换接续控制模块功能框图见图2.15所示。1DTMFDTMF码DTMF检测有效信号环路状态检测信号振铃控制信号信号音信号DTMF码DTMF检测有效信号环路状态检测信号振铃控制信号信号音信号用户接口2时向主叫送回铃音(4秒断1秒的450Hz信号)。否则，当用户拨的号码是空号或对方用户忙时，向主叫用户送忙音(0.35秒断与0.35秒的450Hz信号)。通话结束，任一方挂机，忙音代替(如空号音)。交换接续控制基本完成了一个PBX的主要功能。用户接口模块:用户电路也称为用户线接口电路(SubscriberLineInterfaceCircuit—SLIC)。其一般具有B(馈电)，R(振铃)、S(监视)、C(编译码)、H(混合)、T(测试)、O(过压保护)七项功能。在通信终端平台中采用PBL38710专用用户接口器件，其内部结构组成框CDETT在该状态下，PBL38710还将输入的铃流信号放大以达到驱动用户电路的要求。当然，还可LPBL38710的检测模式与检测输出的关系见表2.1。DET／DETAVTX输入控制译码摘机检测馈电与平衡电路话音通道传输振铃控制在通信终端平台中，有两套完全一致的用户接口电路，左边的用户终端电话号码为1，而用户接口电路的实验可在测试模块中进行。表2.1PBL38710的模式与检测输出关系TPTP1030：用户摘机0：振铃状态下摘机1：振铃状态下未摘机TP105／C210TP104／C101各种音信号振铃音放大器放大器口电路为例说明用户接口电路的基本原理，其框图组成见图2.2所示。TR实际使用通信终端中，还应包括保护电路(主要是对地保护与抗雷电保护等等)，这部分电路在实验平台中没有包运放U102A放大输出。在话音接收支路，接收的模拟信号经运放U102B放大输入到U101中。在这里，接收支路可以是下面几种类型的信号：各种音信号(拨号音信号、忙音信号、回铃音信号)等。各种音信号由接续控制处理模块根据用户电话呼叫的不同进程，选择其中一个信号送入双音多频检测模块:该模块对用户接口模块发送支路信号进行双音多频检测，并将检测的结果送到交换接续块，这两个模块分别与相应的电话用户接口模块相连。双音多频检测模块电路原理图见图2.5和图2.6所示。本教程仅以双音多频检测模块1双音多频检测模块由U301(CM8870)、X301(3.58MHz晶体)及相应的跳线器、电从用户接口单元来的输入信号进入U301进行双音多频检测。U301检测到存在双音多频时，U301的检测信号DET_DTMF1＝1，此时交换接续控制模块接续。ADPCM编译码模块:时分复用：时分复用就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用越密切，出现了几个多路传输的网或链路间需要互连，这就称为复接。解复接：复接的逆过程。时隙为帧定位码，帧定位码选用7位Barker码(1110010)，使接收端具有良好的相位分辨11100100能重复实现的序列称随机序列；不能预先确定但可以重复产生的序列称伪随机序列。Barker码的含义：Barker码是一个11比特序列(例如10110111000)，在无线传输方面存该"chip"被加载到一个频率在2.4GHz频段(2.4-2.483GHz)的载波上，并采用某种调制技术SK为2Mbps，采用QPSK(四进制相移键控)。的。开关量信号的变化不是连续的，即跳跃变化，故又有脉冲信号的说法。选项选项□□□□4、信道误码率如何由跳线开关SWB02组合产生？错码产生器：错码产生器用于学生了解帧传输复接/解复接器在有误码的环境下接收端帧同步过程和抗误码性能，错码产生及错码插入由UB01实现。通过跳线开关SWB02 (E_SEL0，E_SEL1)可以选择4种信道误码率，错码指示可以用示波器在TPB02监测点观测。具体设置见下表：选项选项0□□□□□□□□2、TPB02：插入错码指示(复接模块)3、TPB03：输入复接帧信号(解复接模块)4、TPB04：输入时钟(解复接模块)6、TPB06：收端帧同步指示(解复接模块)7、TPB07：发端帧同步指示(复接模块)深刻理解电路组成和实验原理，正确设置跳线开关，完成以下实验内容，记录实验数据、实验现象和实验信号波形(标明频率、幅度、脉冲宽度)。CMADPCM1至ADPCM2信道传输设置为直通。要求复接模块输出m1序列码，发、收增益1.时分复用帧结构观察利用双踪示波器，正确选择触发信号(以变化慢的信号触发变化快的信号)，两两观出信号波形(时钟的变化沿对应)。对照前文给出的系统设计的帧结构，标明各信号的意内开关信号与帧定位码的码元格式不同的条件下，逐渐增大信道误码率，传输质量的影响。3.在数据信号中连续出现帧定位信号对帧同步质量的影响测量1)使复接模块的开关信号与帧定位信号不同，通过改变信道状况，使系统帧失步后再同步，观察收、发帧同步信号的相位关系，画出波形。2)使复接模块的开关信号与帧定位信号相同，通过改变信道状况，使系统帧失步后再同步，观察收、发帧同步信号的相位关系，画出波形。4.电话呼叫处理过程测试通过观察主叫和被叫电话接口模块的摘挂机状态信号、同时观察收发信号，改变主叫和被叫话机的状态，理解正常通话呼叫过程，测试忙音信号、回铃音信号、振铃信号的特性，同