【正文】 0 0 1 +1 HDB3 碼 +1 0 0 0 +1 1 0 0 0 1 +1 1 +1 0 0 +1 1 +1 圖 31 HDB3 碼編碼器原理框圖 根據(jù) HDB3 碼編碼原理設(shè)計(jì)的編碼器原理圖如 圖 31 所示。值 得注意的是：讓該 B 符號(hào)后面的非 0 符號(hào)從 V 符號(hào)開(kāi)始再交替反轉(zhuǎn)極性。為使附加 V 符號(hào)后的序列不破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”造成的無(wú)直流特性，還必須保證相鄰 V 符號(hào)也應(yīng)極性交替。 AMI 碼的編碼規(guī)則 很簡(jiǎn)單， 可概括為 “一變零不變，正負(fù)交替換”，這種編碼規(guī)則雖然解決了信源輸出碼型存在直流分量和低頻分量的問(wèn)題，但當(dāng)信息序列中連 “ 0” 較多時(shí)，接收端難以從接受信號(hào)中提取定時(shí)信號(hào)， HDB3碼克服了 AMI 碼的這一問(wèn)題，其編碼原理如下： 先將信息符號(hào)中的“ 1”交替變換為 +1 與 1，然后去檢查它的連“ 0”串情況，當(dāng)出現(xiàn) 4 個(gè)以上連“ 0”串時(shí)，則將每 4 個(gè)連“ 0”小段的第 4 個(gè)“ 0”變換成與前一非 0 符號(hào)（ +1 或 1）同極性的符號(hào)，顯然，這樣會(huì)破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)律。 10 圖 25 邏輯庫(kù)對(duì)話框 選擇 Gates/Buffers 中的 AND、 Invert、 NOR 和 OR 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，分別可實(shí)現(xiàn)與、非、或非和或的功能；選擇 FF/Latch/Reg 中的 Shft8in 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)最多 8 位移位寄存器的功能， HDB3 碼譯碼器利用該器件實(shí)現(xiàn)五位移位寄存器功能；選擇 Counters中的 Cntr4 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)四位輸入的計(jì)數(shù)器功能；選擇 Mixed Signal 中的 SPDT進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，即數(shù)據(jù)選擇器的作用；選擇 Devices/Parts 中的OneShot 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器功能。 專(zhuān)業(yè)庫(kù) 在專(zhuān)業(yè)庫(kù)中，仿真用到的只有邏輯庫(kù)中的圖符，邏輯庫(kù)的標(biāo)識(shí)圖為 。 圖 24 信宿庫(kù)對(duì)話框 選擇 Analysis 中的 Analysis 可以實(shí)現(xiàn)波形顯示功能。 信宿庫(kù)。雙擊函數(shù)庫(kù)圖符，彈出對(duì)話框如圖 23 所示。 圖 22 操作庫(kù)對(duì)話框 選擇 Logic 中的 Compare 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)比較器功能；選擇 Delays 中的Delay 進(jìn)行參 數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)時(shí)延功能。 操作庫(kù)。選定待建子系統(tǒng)中所包含的所有圖符及其連接，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“ Create Metasystem”，即可完成子系統(tǒng)的創(chuàng)建。 子系統(tǒng)圖符。雙擊信源庫(kù)圖標(biāo)，彈出對(duì)話框如圖 21 所示。 基本庫(kù) 仿真時(shí)所用到的基本庫(kù)中的圖符或庫(kù)如下所示： 信源庫(kù) 子系統(tǒng) 加法器 操作庫(kù) 函數(shù)庫(kù) 信宿庫(kù) 接下來(lái)按上述順序給出部分圖符或庫(kù)的使用方法。 自定義庫(kù) 當(dāng) SystemView 豐富的圖符庫(kù)資源不能完全滿(mǎn)足用戶(hù)的需要時(shí)， SystemView 還提供了自定義庫(kù)“ User Code Library”功能，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了更加靈活的設(shè)計(jì)手段。 SystemView 的專(zhuān)業(yè)庫(kù)包括有通信庫(kù)（ Communication Library）、 DSP 庫(kù)（ DSP Library）、邏輯庫(kù)（ Logic Library）、射頻 /模擬庫(kù)（ RF/Analog Library）和 MLink 應(yīng)用。 專(zhuān)業(yè)庫(kù) 除了基本庫(kù)以外， SystemView 的專(zhuān)業(yè)庫(kù)提供可選擇的能夠增加核心庫(kù)功能的用于特殊應(yīng)用的庫(kù)。其中仔細(xì)痛苦不屬于 SystemView 所提供的范圍，其內(nèi)容要由用 戶(hù)自己創(chuàng)建；子系統(tǒng)輸入 /輸出端口只能夠包含兩個(gè)圖符，用于設(shè)置子系統(tǒng)與系統(tǒng)與系統(tǒng)其它部分連接時(shí)的輸入 /輸出端口，實(shí)際在創(chuàng)建子系統(tǒng)時(shí)可自動(dòng)調(diào)用，無(wú)需用戶(hù)選擇?；編?kù)與專(zhuān)業(yè)庫(kù)之間由“庫(kù)選擇”按鈕進(jìn)行切換，而擴(kuò)展庫(kù)則要由定義庫(kù)聽(tīng)過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（ *.dll）加載進(jìn)來(lái)。 SystemView 仿真系統(tǒng)有以下特點(diǎn)： 能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng) 快速方便的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真 在報(bào)告中方便地加入 SystemView 的結(jié)論 提供 基于組織結(jié)構(gòu)圖方式的設(shè)計(jì) 多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng) 完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì) 先進(jìn)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)塊處理 可擴(kuò)展性 完善的自我診斷功能 SystemView 軟件雖小，但功能強(qiáng)大，使用方便，是迄今為止專(zhuān)用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真的優(yōu)秀軟件，特別是在通信系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。使用SystemView，只需關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過(guò)程，而不必花費(fèi)大量的時(shí)間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。 6 2 SystemView 軟件介紹 SystemView 簡(jiǎn)介 SystemView 是一個(gè)信號(hào)級(jí)的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真，是一個(gè)強(qiáng)有力的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿(mǎn)足從數(shù)字信號(hào)處理、濾波器設(shè)計(jì)、直到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計(jì)、仿 真要求。 本文主要研究?jī)?nèi) 容 如上所述， HDB3 碼特點(diǎn)符合線路碼選碼要求，適合實(shí)際應(yīng)用。為此，國(guó)際上有規(guī)定，在數(shù)字通信設(shè)備之間傳輸 。 例如，某數(shù)字微波通信設(shè)備輸出的 電纜傳向相隔幾千米遠(yuǎn)的另一個(gè)數(shù)字終端復(fù)用設(shè)備。 （ 3）編碼復(fù)雜，但譯碼簡(jiǎn)單。 HDB3 碼具有以下特點(diǎn)： （ 1）無(wú)直流分量、低頻分量小。 本文所要討論的 HDB3 碼就是常用的線路碼的 一種 ，采用雙極性不歸零碼型 。 要求在基帶傳輸中具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力，可檢測(cè)出基帶信號(hào)碼流中錯(cuò)誤的信號(hào)狀態(tài)。 對(duì)某些線路碼型，由于信道傳輸產(chǎn)生的單個(gè)誤碼會(huì)導(dǎo)致譯碼輸出出現(xiàn)多個(gè)錯(cuò)誤，稱(chēng)此現(xiàn)象為誤碼擴(kuò)散，希望 誤 碼擴(kuò)散越少越好。 為便于在接受端從收到的線路碼中提取符號(hào)同步信號(hào)（即時(shí)鐘分量），一方面要求線路碼經(jīng)簡(jiǎn)單的非線性變換后能產(chǎn)生離散的時(shí)鐘分量，可從中提取時(shí)鐘； 另 一方面希望從線路碼提取的離散時(shí)鐘分量盡量不受信源所產(chǎn)生數(shù)字符號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性的影響，即使在信 源輸出符號(hào)中出現(xiàn)長(zhǎng)串連“ 0”或連“ 1”碼時(shí)， 仍 能從線路碼中恢復(fù)時(shí)鐘。 綜合上述兩點(diǎn)，一般要求線路碼的功率譜不應(yīng)含有離散的直流分量，并盡量減小低頻分量及高頻分量。 （ 2）減少線路碼頻譜中的高頻分 量。 由于在基帶信道傳輸時(shí)，不同傳輸媒介具有不同的傳輸特性，所以需要使用不同的接口線路碼型，這在國(guó)際上有統(tǒng)一規(guī)定。常用的數(shù)字 PAM 信號(hào)波形（碼型）有：?jiǎn)螛O性不歸零碼（ NRZ）、雙極性不歸零碼、單極性歸零碼（ RZ）、雙極性歸零碼、差分碼（又 名相對(duì)碼）和多電平的 PAM 信號(hào)波形（ MPAM）。 4 1 緒論 課題背景及研究意義 數(shù)字脈沖調(diào)制的方法有三種：脈沖幅度調(diào)制（ PAM）、脈沖位置調(diào)制（ PPM）和脈沖寬度調(diào)制（ PDM）。 HDB3 碼雖然采用的是雙極性歸零碼型，但由于碼元之間引入了相關(guān)性，頻譜結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，主瓣寬度與不歸零碼型相同。但當(dāng)信息序列中連“ 0”較多時(shí)， AMI 碼編碼輸出為 0，這樣接受端難以從接收到的信號(hào)中提取位定時(shí)信號(hào)。 HDB3 碼是 AMI碼的改進(jìn)形式。 codec 3 引言 數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字信源的輸出通常是采用單極性不歸零碼表示，這種信號(hào)不但含有直流分量，而且低頻成分也極其豐富，不適合在低頻特性不好的信道中傳輸，接收端位定時(shí)信號(hào)也不便從中直接提取。 關(guān)鍵字： HDB3 碼； SystemView；編譯碼 II ABSTRACT In the digital munications, actually, digital baseband signal should be transmitted between munication equipments by coaxial cable or other transmission medium. The codes usually used are AMI, HDB3 and so on. This paper will discuss the design and implement of codec of HDB3. Based on rules of HDB3, HDB3 codec design will be given(there are four modules in encoder, namely, detection of four 0 sequence in source information, generator of “V”, violation of the AMI rule, generator of “B”, obeying the AMI rule, and AMI encoder). With the help of SystemView software, codec system will be constructed, and the result will be analyzed. The software, SystemView, is very strong in function, with much content. The brief introduce will be given, and the button referred to in the HDB3 codec system described detailedly, including it’s function and parameters. The result demonstrates the validity of HDB3 codec design. In addition, the system is not plicated in circuit and little in time delay. Moreover, the spectrum is corresponded to requirements of digital munication codes. Key words: HDB3 code。 SystemView 仿真軟件功能十分強(qiáng)大，包含內(nèi)容也較多，本文僅對(duì)軟件功能做簡(jiǎn)要介紹，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中涉及的圖符，文中給出了詳細(xì)的功能說(shuō)明和參數(shù)設(shè)置說(shuō)明。本文重點(diǎn)討論 HDB3 碼的編譯碼功能實(shí)現(xiàn)。 西 安 郵 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目： 基于 SystemView 的 HDB3 編 解 碼仿真系統(tǒng) 院 （系） ： 通信與信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱(chēng)： 講師 起止時(shí)間： 2021 年 1 月 3 日 至 2021 年 6 月 10 日 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 引言 3 1 緒論 4 課題背景及研究意義 4 HDB3碼的應(yīng)用 5 本文主要研究?jī)?nèi)容 5 2 SYSTEMVIEW軟件介紹 6 SYSTEMVIEW簡(jiǎn)介 6 SYSTEMVIEW圖符庫(kù)簡(jiǎn)介 6 基本庫(kù) 6 專(zhuān)業(yè)庫(kù) 7 自定義庫(kù) 7 本文涉及的圖符詳細(xì)介紹 7 基本庫(kù) 7 專(zhuān)業(yè)庫(kù) 9 3 編譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 11 編碼器設(shè)計(jì)方案 11 四連“ 0”檢測(cè)器 12 “V ”碼產(chǎn)生器 12 “ B”碼產(chǎn)生器 12 AMI編碼器 13 譯碼器設(shè)計(jì)方案 14 4 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 16 編碼器部分 16 編碼器電路 16 編碼器仿真波形及分析 18 譯碼器電路 22 譯碼器仿 真波形及分析 24 5 結(jié)束語(yǔ) 29 致謝 30 I 摘要 在實(shí)際數(shù)字通信中，經(jīng)常需要在數(shù)字通信設(shè)備之間通過(guò)同軸電纜或其他有線傳輸媒介來(lái)傳輸數(shù)字基帶信號(hào)。通常采用的線路碼型有 AMI 碼（雙極性傳 號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼）和 HDB3 碼（三階高密度雙極性碼）等。 本文根據(jù) HDB3 碼的編譯碼規(guī)則，給出了 HDB3 碼的編碼器和譯碼器的設(shè)計(jì)方案（其中編碼器包括四連“ 0”檢測(cè)、“ V”碼生成、“ B”碼生成和 AMI 編碼四個(gè)模塊），借助 SystemView 仿真軟件平臺(tái)構(gòu)建了仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了詳細(xì)分析。仿真結(jié)果表明， HDB3 碼的編碼器和譯碼器設(shè)計(jì)正確，電路實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)便，整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)延較小， HDB3 碼的頻譜結(jié)構(gòu)符合數(shù)字通信傳輸碼型的要求。 SystemView。 隨著數(shù)字通信的發(fā)展，人們先后提出了許多適合線路傳輸?shù)拇a型