時(shí)分復分技術(shù)的FPGA實(shí)現

　　摘要：用FPGA芯片來(lái)實(shí)現時(shí)分復分接技術(shù)，設計復用電路和分接電路。發(fā)送端完成復用電路。在發(fā)送端將一路1024K數據、一路512K數據、7路64K數據通過(guò)時(shí)分復用，合成一路2048K數據，傳輸出去。接收端完成分接電路。在接收端，利用同步技術(shù)，從2048K數據中，分解出發(fā)送端的原始數據：一路1024K數據、一路512K數據、7路64K數據。經(jīng)過(guò)波形對比驗證，分接出來(lái)的數據與原始數據一致。

　　時(shí)分復分原理

　　復用技術(shù)已成為現代通信中一種重要的工具，在通信領(lǐng)域中廣泛應用。時(shí)分復用技術(shù)，實(shí)現多路數字信號沿著(zhù)同一信道傳輸，有效提高信道利用率，縮短傳輸線(xiàn)路成本。本文是用數字電路來(lái)實(shí)現時(shí)分復用功能，利用FPGA芯片來(lái)完成時(shí)分復用的數字設計。

　　PCM(Pulse Code Modulation)，即脈沖編碼調制。PCM30/32路群稱(chēng)為“基群”，數碼率是2.048Mb/s，是組成高次群的基本單元。4個(gè)基群組成一個(gè)二次群，數碼率是8.448Mb/s;4個(gè)二次群組成一個(gè)三次群，數碼率是34.368Mb/s;4個(gè)三次群組成一個(gè)四次群，數碼率是139.264Mb/s等等。

　　因為在一路復合數據里包含采樣的許多路信息，為了在收端能夠將它們一一分解，需要一定的數據結構。在數據通信領(lǐng)域里稱(chēng)這樣的結構為幀結構。一幀是由256bit組成，分成32個(gè)時(shí)隙，時(shí)間共125μs。一幀的幀結構必然有一個(gè)開(kāi)始標志，叫標志位，又叫幀首，占一個(gè)時(shí)隙8bit。被采樣的數據依次分別排列在幀標志位時(shí)隙的后面，直到第256bit，接著(zhù)傳送另外一幀數據，依次這樣循環(huán)。由于數據是變化的，可以在32個(gè)時(shí)隙中按照一定順序排列原來(lái)的被采樣的各路數據。

　　在接收端將高速合成的數據按照原來(lái)傳輸的順序將各路數據一一分解出來(lái)，依次解碼、分路、再重建原始信號，接收端接收時(shí)必須知道每個(gè)數據碼出現的時(shí)刻，從而對數據碼進(jìn)行判別。需要接收的時(shí)鐘與數據同步，也就是接收端必須產(chǎn)生一個(gè)用于進(jìn)行抽樣判別的定時(shí)脈沖序列，其周期等于信碼周期，相位應恒定。接收端產(chǎn)生這樣的定時(shí)脈沖序列的過(guò)程稱(chēng)為碼元同步或位同步。

　　PCM系統中的定時(shí)與同步

　　在以時(shí)分復用方式進(jìn)行的數字中繼傳輸中，各路信號分別在不同時(shí)刻被抽樣、編碼、然后傳送到接收端，依次解碼、分路、再重建原始信號。其中保證工作正常的關(guān)鍵在于準確地把各路信號安置在規定時(shí)隙中，因此，編碼器和解碼器的工作依賴(lài)于時(shí)鐘控制，它要求信號的處理與傳輸都在規定的時(shí)隙內進(jìn)行。

　　本系統中發(fā)號施令的指揮部就是定時(shí)系統。定時(shí)系統在時(shí)鐘信號的作用下，產(chǎn)生系統正常工作所需的各種定時(shí)脈沖，供取樣和分路用的時(shí)鐘;供編碼、譯碼用的位脈沖;供傳信令信號用的復幀脈沖等。在PCM通信系統中，發(fā)方的時(shí)鐘是主動(dòng)的，而收方的時(shí)鐘是被動(dòng)的，它總是跟著(zhù)發(fā)方時(shí)鐘變化而變化。在實(shí)現方法上，收方可以自行產(chǎn)生時(shí)鐘，但是這個(gè)時(shí)鐘必須受到發(fā)方時(shí)鐘的控制;也可以收方自己不設震蕩器，從收到的數字信號中提取與發(fā)方頻率一致的時(shí)鐘。有了與發(fā)方一致的時(shí)鐘后，收方就可以利用與發(fā)方相同的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生各種所需的定時(shí)信號。

　　系統組成

　　本設計分成兩個(gè)部分：復接單元，分接單元。圖3中mux是復接，demux是分接?！　?/p>