电子与信息工程毕业论文:光纤通信系统线路接口码型HDB3码的编译码设计.doc
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1、 本 科 毕 业 设 计 光纤通信系统线路接口码型 HDB3 码的编译码设计 所在学院 专业班级 电子与信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 光纤通信作为目前信息化最主要的通信技术之一,具有通信容量大、传输质量高等优点,目前已大量应用。 在光纤通信中 , 所采用的线路码型通常为 HDB3 码 (3 阶高密度双极性码 )。HDB3 码 是串行数据传输的一种重要编码方式,也是数字通信系统中重要组成部分之一。 HDB3码是 AMI 码的改进型,既保持了 AMI 码极性反转的特点,减少了连 0 串的长度 , 有利于提取定时信息。 HDB3 码本身所具备的优势使信号的恢复
2、和检验变得十分简便,因此已广泛应用,是目前十分重要的传输码型。 在数字通信中,选择适合在信道中传输的码型是十分重要的,HDB3 码是基带传输系统中常用的码型,因此, HDB3 码的编译码就显得非常重要。 本次毕业论文主要是在光纤通信系统中, 通过对数字信号处理中信道编码的基本原理以及 HDB3 码编译码原理的分析,完成一种新的 HDB3 编译码器的设计。在 Max+PlusII 开发软件环境下,采用硬件编程 VHDL 语言的程序编写并仿真,实现了 HDB3 码编译码器的设计,并且给出了 VHDL 语言的实现方法、编译码设计的原理图以及仿真下载波形结果。经过仿真验证,其 HDB3 码编译码器的功
3、能符合 HDB3 码编译码的要求,并对其进行仿真以及对仿真下载波形结果进行分析,通过结果表明,本次设计达到了预定的要求和设计目的,并且证明了通过 VHDL语言实现光纤通信系统线路接口码型 HDB3 码的编译码设计是可行的。 关键词:光纤通信系统; HDB3 码;编译码 II Abstract As one of the main communication technology information at present, optical fiber communication has many advantages, just like big communication capacity
4、 and high transmission quality, and has lots of applications currently。 In optical fiber communication, the adoption of lines code is usually HDB3 code (third-order high-density bipolar code) 。 HDB3 code is a kind of data transmission in serial data coding method, also is an important part of digita
5、l communication system。 HDB3 code is the improved model of AMI yards, maintaining the polarity reversal for AMI code,reducing the length of continuous“0” string to extract timing information。 HDB3 code itself has the advantage that signal recovery and inspection become very simple, Therefore already
6、 widely used, and is the very important transmission code。 In digital communication, choosing suitable the code in channel transmission is important, HDB3 code is commonly used in baseband transmission system, therefore, the encoding and decoding of HDB3 appears very important。 The graduation thesis
7、 is mainly based on the analysis of channel coding principle in the digital signal and the encoding and decoding of HDB3 code, to complete a new HDB3 coder and decoder design in Optical fiber communication system。 Under the Max+PlusII software development environment, using hardware programming VHDL
8、 language to program and simulate, and realized HDB3 coder and decoder design, and gives the realization method of VHDL language、 the principle diagram of coder and decoder design and simulation download waveform results。Through the simulation test, the function of HDB3 coder and decoder fits the re
9、quirements of HDB3 encoding and decoding。 and analyzed the download simulation waveform results 。 The design shows that this design achieved the scheduled requirements and the design purpose, and proved the encoding and decoding design of interfacing code HDB3 code in optical fiber communication sys
10、tem by VHDL language is feasible。 Keywords: Optical fiber communication system; HDB3 code; encoding and decoding III 目录 第 1 章 概述 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 本设计的主要工作 . 2 第 2 章 光纤通信系统 . 3 2.1 光纤通信的基本概念 . 3 2.2 数字光纤通信系统的基本结构 . 3 2.3 光纤通信系统的接口码型的选择 . 4 第 3 章 光纤通信线路接口码型 . 6 3.1 信息论和编码技术 . 6 3.1.1 信息论 . 6 3.1.2
11、 编码理论与技术 . 6 3.2 常用码型以及其特点 . 6 3.2.1 AMI 码 . 7 3.2.2 HDB3 码 . 7 3.2.3 双相码 . 8 3.2.4 差分双相码 . 8 3.2.5 密勒码 . 8 3.2.6 CMI 码 . 9 3.2.7 块编码 . 9 3.3 光纤通信线路接口码型 . 9 3.4 HDB3 码的优势 . 10 第 4 章 解扰码的设计 . 11 4.1 解扰码的原理 . 11 4.2 基于图形法的解扰码的设计 . 11 4.2.1 扰码的设计 . 11 4.2.2 解扰码的设计 . 12 IV 第 5 章 HDB3 编译码器的设计 . 14 5.1 HD
12、B3 编码器的设计 . 14 5.1.1 HDB3 编码器原 理 . 14 5.1.2 基于 VHDL 的 HDB3 编码器的设计 . 14 5.2 HDB3 译码器的设计 . 21 5.2.1 HDB3 译码器原理 . 21 5.2.2 基于 VHDL 的 HDB3 译码器的设计 . 21 小结 . 24 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 25 1 第 1 章 概述 1.1 研究背景 光纤通信的诞生和发展是现代通信业的一次重大突破,目前已经成为现代通信网中主要的传输手段之一。 作为一门新兴技术,光纤通信的发展历史只有一二十年,却已经历三代:短波长多模光纤、 长波长多模光纤和长波长
13、单模光纤 ,其发展速度之快是现代通信史上非常罕见的,更是非常值得深究的。 光纤通信的发展依靠于光纤通信技术的进步,作为信息技术的重要支撑平台, 光纤通信技术在现代信息社会中起着举足轻重的作用。光纤通信技术的发展进程,大致可概括为三个阶段: 第一阶段是光导纤维和半导体激光器于 1970 年至 1979 年内研制成功,使得光线通信进入实用化阶段,世界上第一个光纤通信系统是于 1977 年在美国亚特兰大的光纤市局的中继系统。 第二阶段是光纤技术于 1979 年至 1989 年获得了进一步的突破,使得光纤衰耗降到了0.5dB/km 以下。波长逐渐由短波长转至长,光纤由多模光纤转向单模光纤,数字系统的速
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