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
一、 实验原理
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。
DTMF检测1 交换处理模块 DTMF检测2 1# 电话接口 1 P C M 编码1 64Kbps 传输信道 P C M 编码 2 电话接口 2 2# PCM编码数据 地址码显示 m序列输出 帧标志同步 信号解复接 TDM数据 (256Kbps) 时钟 信号复接 PCM编码数据 地址码 m序列 帧标志 图4.37 时分复用（TDM）系统测试组成框图
二、 实验仪器
1、 ZH5001通信原理综合实验系统 2、 20MHz双踪示波器 3、 电话机
一台 一台 二部
三、 实验目的
1、 帧的概念和基本特性 2、 了解帧的概念和基本特性 3、 了解帧的结构、帧组成过程
4、 熟悉帧复接/解复接器在通信系统中所处的地位及作用。
5、 定性了解帧传输在不同信道误码率时对话音业务和数据业务的影响。
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四、 回答预习问题
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、电话2模块、ADPCM1模块、ADPCM2、 DTMF1 、DTMF2模块、复接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信道传输上采用了类似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。各时隙从0到3顺序编号，分别记为TS0、TS1、TS2和TS3。TS0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能力。TS1时隙为话音业务PCM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。
TS0 4路时隙 TS1 TS2 TS3 话路时隙 开关信号时隙 特殊码时隙 帧同步时隙 1 1 1 0 0 1 0 0 图2.37 帧结构组成图
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。其电路工作原理如下所述：
1. 话音编码数据：输入的话音编码信号来自ADPCM2模块，编码方式取决于菜单设置； 2. 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。
3. m序列由UB01内部产生：M序列的码型共有4种，由跳线开关SWB02（M_SEL0、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：
线路编码模块 帧同步指示 帧同步指示 （AMI/HDB3/CMI） UB01 系统定时 编码 译码 UB01 同步 系统定时 单路双工通信系统综合实验
KB01 □ □□ □PCM/ADPCM m2数据 同步调整 ● SWB01 SW02设置状态□ □□ □□ □□ □LED1 ～ LED8 复 接 ● HDB3 CMI LOOP 跳线器 KB02 PCM/ADPCM 分 时钟 跳线器 恢 全1码m1接 复 DB01 ～ DB08 M序列 发生器 Barker码 产生 错码 产生 错码指示 □ □□ □选 项M_SEL0M_SEL1m序列全0码m序列 开关 SWB02 开关 图2.38复接/解复接模块原理框图 单路双工通信系统综合实验
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4. Barker码：码型1110010，不足部分补零。该帧定位码由UB01内部产生。 5. 系统定时、同步调整及复接：复接器定时用于提供统一的基准时间信号；调整单元的
作用是把各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与内部定时信号完全同步的数字信号，然后由复接单元完成时间复用形成合路数字信号流。该部分电路功能由UB01完成。复接后的信号可以在解复接模块TPB03（左上角）观测到；TPB07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 项 E_SEL0 □ □ E_SEL1 □ □ 0 Pe SWB02设置状态 □ □ □ □ □ □ □ □ 4×103 —□ □ □ □ 1×101 —1.6×102 —
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组成。其电路工作原理如下所述：
1. 同步、接收系统定时、分接、恢复电路：分接器的定时来自同步单元恢复的接收时
钟。同步采用逐码移位同步搜索法，调整收端本地帧定位码的相位，使之与收到的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支路数字信号，然后再经过恢复单元恢复出原来的支路数字信号，该部分电路功能由UB02完成。
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。 4. 解复接m序列：送到TPB05监测点，可用示波器观测。
5. 帧同步指示：解复接的帧同步电路同步在复接信号帧同步码上，接收帧同步指示信
号送到TPB06监测点。正常时，用示波器观测该信号与发端帧同步指示完全同步。当无复接信号或误码过大造成时，解复接帧同步电路将失步，可以观测失步的调整过程。
6. 跳线开关KB01、KB02：用于解复接模块选择不同的输入数据和时钟信号。当KB01、
KB02设置到HDB3位置，表示输入解复接模块信号来自HDB3码模块；当KB01、KB02设置到CMI位置，表示输入解复接模块信号来自CMI码模块；当KB01、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）；
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