多速率无损伤切换数字复分接器的设计与实现

论文摘要

数字复分接器是数字通信系统中重要的组成部分,它完成业务信息、对端告警码、勤务信息等的复接和分接。工程实践中,为了提高通信系统的可靠性,通常采用热备份传输方式,这要求复分接器具有无损伤切换功能。本文首先介绍了数字复接的基本原理,并对所涉及的技术作了深入地分析,包括帧同步技术、帧结构设计、交织与纠错、网勤务以及无损伤切换技术等；然后,结合工程应用,给出了复分接器的详细方案设计,重点阐述了无损伤切换技术的实现方法,同时给出了多速率帧结构设计、交织与纠错、网勤务和串口扩展功能的设计与实现。此外还详细阐述了微波中继通信系统中的网勤务、网管及对控信道的设计和实现,阐述了中继接口、业务接口、信道检测功能的设计和实现。最后,对系统性能进行了测试,并分析了测试结果。该数字复分接器以现场可编程逻辑门阵列FPGA为核心器件,通过硬件描述语言编程实现,体积小,集成度高,易于功能扩展,在微波中继通信中,具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 数字复分接器功能介绍
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 数字复接基本原理与关键技术
• 2.1 数字通信的基本概念
• 2.1.1 数字通信系统的组成
• 2.1.2 数字通信系统的特点
• 2.1.3 数字通信的发展概况及趋势
• 2.1.4 数字通信系统的主要性能指标
• 2.2 数字复接的基本原理
• 2.2.1 数字复接技术的发展
• 2.2.2 数字复接系统的组成
• 2.2.3 数字复接系列标准
• 2.2.4 数字复接的方式
• 2.2.5 数字复接的方法
• 2.3 帧同步技术与帧结构
• 2.3.1 帧结构
• 2.3.2 帧定位
• 2.3.3 同步搜捕方法
• 2.3.4 帧定位信号码型
• 2.3.5 同步状态保护
• 2.3.6 搜捕过程校核
• 2.3.7 定位保护参数
• 2.4 业务速率变换
• 2.5 复分接器辅助功能
• 2.6 无损伤切换技术
• 2.6.1 无损伤切换
• 2.6.2 几种无损伤切换方案
• 2.6.3 改进的无损伤切换方案
• 第三章 数字复分接器的设计与实现
• 3.1 系统指标和功能要求
• 3.2 复分接器工作原理
• 3.3 实现工具—FPGA介绍
• 3.3.1 可编程逻辑器件介绍
• 3.3.2 FPGA设计流程
• 3.3.3 Quartus Ⅱ开发环境
• 3.4 多速率帧结构设计
• 3.5 纠错交织设计
• 3.5.1 RS纠错码介绍
• 3.5.2 RS纠错码的实现
• 3.5.3 交织
• 3.6 无损伤切换设计与实现
• 3.6.1 1+1热备份
• 3.6.2 无损伤切换
• 3.7 勤务及网勤务设计
• 3.7.1 勤务的实现
• 3.7.2 网勤务的实现
• 3.8 网管及对控信道设计
• 3.8.1 异步数据接口设计
• 3.8.2 异步数据接口扩展功能
• 3.8.3 网管及对控功能的实现
• 3.9 中继功能
• 3.10 业务接口功能
• 3.11 信道检测功能
• 第四章 硬件设计与性能测试
• 4.1 硬件设计
• 4.2 复分接器的性能与功能测试
• 4.2.1 业务复分接性能测试
• 4.2.2 无损伤切换功能测试
• 4.3 硬件系统的改进
• 第五章 结束语
• 5.1 本文所做工作的总结
• 5.2 待进一步改进的内容
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果