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1、北京石油化工學院學報第19卷第3期V01．19NO．3JournalofBeijingInstituteof2011年9月Sep．2011Petro—chemicalTechnology電話線路誤碼測試的應用研究賀小軍田小平戴波(1．北京化工大學信息學院，北京100029；2．北京石油化工學院信息工程學院，北京102617)摘要普通的電話線路也可傳輸高速數(shù)字信號，為了判斷普通電話傳輸線路的可靠性，需要測試線路誤碼率。利用m序列的性質(zhì)，以FPGA、單片機與Modem芯片為硬件平臺，實現(xiàn)了電話線路誤碼測
2、試的應用研究。研究結(jié)果表明：該誤碼測試設計方法工作穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)電話線路數(shù)據(jù)傳輸可靠性檢測。關(guān)鍵詞FPGA；單片機；m序列；誤碼測試；Modem芯片中圖法分類號TN918隨著通信技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)字接口不斷的設計成本。單片機作為主控芯片，外擴鍵盤出現(xiàn)，利用現(xiàn)有的電話線路(頻率范圍大致為與液晶顯示器，所測碼型、速率、時間均可由鍵300~3400Hz)傳輸高速數(shù)字信號(頻率范圍盤選擇，測試結(jié)果也可通過液晶顯示；FPGA作大致為16～160kHz)不僅可以節(jié)約成本，而且為數(shù)字邏輯處理單元，用來產(chǎn)生m序
3、列和控制方便快捷。目前，各種測試儀不斷涌現(xiàn)并換代，Modem芯片實現(xiàn)各頻點誤碼測試并分析測試普通的電話線路測試儀不能滿足數(shù)字接口線路結(jié)果『3J；Modem芯片作為調(diào)制解調(diào)芯片，將的測試要求，如HP3770B(TelephoneLineFPGA的數(shù)字信號調(diào)制為電話線路上的模擬信Analyzer)電話線路分析儀其可測頻點范圍為號或接收線路模擬信號解調(diào)為數(shù)字信號并傳送2OO～2OkHz。而專用的數(shù)字接口測試儀體積至FPGA。由于Modem芯片的調(diào)制解調(diào)作較大且測試程序繁瑣，如HP3764A數(shù)字傳輸用，此設
4、計方法能在電話網(wǎng)絡中測試運行。選分析儀(DigitalTransmissionAnalyzer)。取頻率范圍為1200Hz～160kHz的8個頻點目前，電話線路誤碼測試設計的硬件設計進行誤碼測試，并對測試結(jié)果進行分析。方法主要有利用現(xiàn)場可編程門陣列(Field—1測試原理及方法programmableGateArray，F(xiàn)PGA)和Modem芯片組合或FPGA、DSP和Modem芯片組合1．1誤碼測試原理等方法口]。FPGA和Modem芯片組合方法m序列可由線性反饋移位寄存器(LFRS)設計中對FP
5、GA的性能要求較高，而FPGA的產(chǎn)生，對于不同階數(shù)的m序列，只需選取合適價格又與其性能密切相關(guān)，性能越高價格越貴，的本原多項式F()，就可獲得相應的序列。因而其開發(fā)成本相對較高。FPGA、DSP和本設計方法選取的測試碼型為2。一1、2。一1和Modem芯片的設計方法由于利用了DSP芯片2一1三種，相應的本原多項式分別為F(x)一來開發(fā)，雖然降低了FPGA的性能要求，但是+．76+1、F()一z。++1和F()一+由于DSP價格也相對較高，整個開發(fā)成本必然JT+1。也會上升。針對以上問題，利用FPGA
6、、單片機11l序列具有非常好的偽隨機特性，主要運與Modem芯片組合的方式來設計，由于單片用了它的如下性質(zhì)：機價格便宜、工作穩(wěn)定，因而能夠降低整個系統(tǒng)(1)由”級移位寄存器產(chǎn)生的m序列，其周期為2一1。對于m序列發(fā)生器，不同初始收稿日期：2011-04—15狀態(tài)產(chǎn)生的序列之間只存在一個固定的相3O北京石油化工學院學報2OlO年第19卷移，因此，連續(xù)截取任意長度為21的部分均頻率由FPGA管腳提供，利用軟件編程方法改是序列的一個周期。變FPGA管腳頻率即可改變芯片的工作頻率。(2)Ⅲ序列發(fā)生器中移位寄
7、存器的各個狀若設置該芯片為Modem工作方式且控制寄存態(tài)，除全0狀態(tài)外，其它狀態(tài)只在m序列中出器狀態(tài)為“00010000”時，該芯片的數(shù)據(jù)傳輸速現(xiàn)1次。率Rate與分頻因子N、工作頻率F的關(guān)系為1．2不同頻率誤碼測試FRate一一(bit／s)(1)Zarlink半導體公司生產(chǎn)的MT9172芯片』U為多頻點實現(xiàn)的關(guān)鍵，該芯片為ISDN接口芯由式(1)可知，改變頻率F即可改變Modem的數(shù)據(jù)傳輸速率，從而實現(xiàn)1200Hz~l片，可在一對線上以80kbit／s或160kbit／s的160kHz頻率范圍內(nèi)
8、的任意頻點的誤碼測試。最高速率全雙工傳輸數(shù)據(jù)。其最高數(shù)據(jù)傳輸速1．3誤碼測試方法率可由內(nèi)部控制寄存器控制，線路傳輸碼型為由m序列的性質(zhì)可知，對于階m序列的二項差分碼，具備幀同步和時鐘提取能力。當內(nèi)部控制寄存器狀態(tài)為“00000000”時，分頻因一個周期序列，若從中任意截取比特作為m子N128；當控制寄存器狀態(tài)為“00010000”序列發(fā)生器的初始態(tài)，則剩余比特就可由線性反饋移位寄存器(IinearFeedbackShift時，分頻因子N一64。該芯片有多種工作方Reg
