伪随机序列与误码检测.ppt

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1、会计学1伪随机伪随机(su j)序列与误码检测序列与误码检测第一页，共106页。n n知识要点知识要点(yodin)(yodin)n n1.1.伪随机序列的概念、伪随机序列的概念、m m序列的产生原理及其性质。序列的产生原理及其性质。n n2.m2.m序列产生器的序列产生器的VHDLVHDL建模与设计方法；建模与设计方法；n n3.3.误码性能指标、误码测试信号、误码测试方式；误码性能指标、误码测试信号、误码测试方式；n n4.4.误码检测原理、误码检测器的种类及工作原理；误码检测原理、误码检测器的种类及工作原理；n n5.5.简单误码检测器的建模与简单误码检测器的建模与VHDLVHDL程序设

2、计程序设计第1页/共105页第二页，共106页。n n教学建议教学建议n n1.1.掌掌握握伪伪随随机机序序列列的的概概念念与与应应用用、m m序序列列的的产产生生原原理与性质。理与性质。n n2.2.分分析析(fnx)(fnx)和和理理解解m m序序列列产产生生器器的的建建模模与与设设计计方法。方法。n n3.3.熟熟悉悉通通信信中中误误码码性性能能指指标标，了了解解误误码码测测试试信信号号和误码测试方式；和误码测试方式；n n4.4.掌掌握握误误码码检检测测的的基基本本原原理理以以及及简简单单误误码码检检测测器器的的建建模模与与设设计计方方法法，强强调调位位同同步步与与状状态态同同步步技技

3、术术在误码检测以及误码检测器设计中的重要性。在误码检测以及误码检测器设计中的重要性。n n5.5.建议学时数为建议学时数为6 6学时。学时。第2页/共105页第三页，共106页。9.19.1引言引言引言引言n n伪伪随随机机噪噪声声具具有有类类似似于于随随机机噪噪声声的的一一些些统统计计特特性性，同同时时又又便便于于重重复复产产生生和和处处理理，因因而而(yn(yn r)r)获获得得广广泛泛的的应应用用。目目前前最最广广泛泛应应用用的的伪伪随随机机噪噪声声都都是由数字电路产生的周期序列得到的。这种周期性序列称为伪随机序列。是由数字电路产生的周期序列得到的。这种周期性序列称为伪随机序列。n n由

4、由于于在在信信道道中中噪噪声声的的加加入入，使使得得在在数数字字通通信信中中在在接接收收端端不不可可避避免免地地会会出出现现误误码码，误误码码率率是是检检验验通通信信设设备备传传输输质质量量的的重重要要指指标标，误误码码的的检检测测在在通通信中必不可少，由此，产生了各种各样的误码检测器。信中必不可少，由此，产生了各种各样的误码检测器。第3页/共105页第四页，共106页。n n误误码码测测试试的的方方法法可可分分为为两两大大类类：中中断断通通信信业业务务的的误误码码测测试试和和不不中中断断通通信信业业务务的的误误码码测测试试。第第一一种种主主要要用用于于产产品品性性能能鉴鉴定定、系系统统工工程

5、程交交验验和和通通信信电电路路(dinl)(dinl)的的定定期期维维护护和和检检修修等等；第第二二种主要用于系统运行的质量监测、可靠性统计等。种主要用于系统运行的质量监测、可靠性统计等。n n在在对对通通信信系系统统的的性性能能进进行行误误码码检检测测的的设设备备中中，码码组组发发生生器器作作为为代代替替数数字字信信息息输输入入的的信信号号源源是是一一种种不不可可缺缺少少的的装装置置。常常用用的的码码组组发发生生器器有有两两类类：一一类类是是伪伪随随机机码码发发生生器器。它它产产生生的的序序列列具具有有接接近近纯纯随随机机数数字字序序列列的的特特性性；另另一一类类是是规规则则码码发发生生器器

6、。它它可可通通过过选选择择开开关关或或按按键键来来确确定定规规则码的构成。规则码发生器的序列周期一般较短，主要用做单元部件和整机性能的测试序列。则码的构成。规则码发生器的序列周期一般较短，主要用做单元部件和整机性能的测试序列。n n本章将在介绍伪随机序列产生的基础上，重点讨论误码检测原理、建模与设计。本章将在介绍伪随机序列产生的基础上，重点讨论误码检测原理、建模与设计。第4页/共105页第五页，共106页。9.29.2伪随机序列及其产生原理伪随机序列及其产生原理伪随机序列及其产生原理伪随机序列及其产生原理(yunl)(yunl)与与与与VHDLVHDL设计设计设计设计n n伪随机序列或称伪随机

7、码，它是模仿伪随机序列或称伪随机码，它是模仿(mfng)(mfng)随机序列的随机特性而产生的随机序列的随机特性而产生的一种码字，也称为伪噪声序列或伪噪声码。在数字通信中，伪随机序列有许一种码字，也称为伪噪声序列或伪噪声码。在数字通信中，伪随机序列有许多种，限于篇幅，多种，限于篇幅，n n 这里以被广泛使用的这里以被广泛使用的m m序列为重点进行介绍。序列为重点进行介绍。n n在通信工程应用中，常采用二进制伪随机序列，因此在序列中只有在通信工程应用中，常采用二进制伪随机序列，因此在序列中只有“0”“0”和和“1”“1”两种状态。二进制伪随机序列一般是通过移位寄存器加反馈电路共同来两种状态。二进

8、制伪随机序列一般是通过移位寄存器加反馈电路共同来产生的。这种反馈移位寄存器可分为线性反馈和非线性的反馈移位寄存器两产生的。这种反馈移位寄存器可分为线性反馈和非线性的反馈移位寄存器两种。其中由线性反馈移位寄存器产生的周期最长的二进制数字序列叫做最大种。其中由线性反馈移位寄存器产生的周期最长的二进制数字序列叫做最大长度线性反馈移位寄存器序列，也称长度线性反馈移位寄存器序列，也称m m序列。序列。第5页/共105页第六页，共106页。n n对于伪随机序列有如下几点要求：对于伪随机序列有如下几点要求：n n1.1.应具有良好的伪随机性，即应具有和随机序列类似的随机性。应具有良好的伪随机性，即应具有和随

9、机序列类似的随机性。n n2.2.应应具具有有良良好好的的自自相相关关、互互相相关关和和部部分分相相关关特特性性，即即要要求求自自相相关关峰峰值值尖尖锐锐(jinru)(jinru)，而而互互相相关关和和部部分分相相关关值值接接近近于于零零。这这是是为为了了接接收收端端的的准准确确检检测测，以以减减小差错。小差错。n n3.3.要要求求随随机机序序列列的的数数目目足足够够多多，以以保保证证在在码码分分多多址址的的通通信信系系统统中中，有有足足够够多多的的地地址提供给不同的用户。址提供给不同的用户。n n4.4.要求设备简单，易实现，成本低。要求设备简单，易实现，成本低。第6页/共105页第七页

10、，共106页。9.2.1 9.2.1 伪随机伪随机伪随机伪随机(su j)(su j)序列发生器序列发生器序列发生器序列发生器n nm序列是最被广泛采用伪随机序列之一，除此之外，还用到其它伪随机序列，如Gold序列、M序列等。本章重点介绍m序列。n n1.最大长度线性反馈移位寄存器序列（m序列）的产生n nm序列产生的一般结构模型如图9-1所示。其中1，2，3，n是移位寄存器的编号(binho)，n n是各移位寄存器的状态，n n对应各移存器的反馈系数，第7页/共105页第八页，共106页。n n 表示该级移存器参与反馈表示该级移存器参与反馈(fnku)(fnku)，表示该级移存器不参与反馈表

11、示该级移存器不参与反馈(fnku)(fnku)。其中。其中 和和 不能等于不能等于0 0，这是因为，这是因为 意味着移位寄存器无意味着移位寄存器无反馈反馈(fnku)(fnku)，而，而 则意味着反馈则意味着反馈(fnku)(fnku)移存器蜕化为级或更少级的移存器蜕化为级或更少级的反馈反馈(fnku)(fnku)移存器。移存器。第8页/共105页第九页，共106页。n n图图9-1 9-1 反馈移位寄存器的结构反馈移位寄存器的结构(jigu)(jigu)模型模型第9页/共105页第十页，共106页。反馈函数为反馈函数为 （模（模2 2加）加）（9-19-1）上上述述的的反反馈馈函函数数是是一

12、一个个线线性性递递归归函函数数。当当级级数数（n n）和和反反馈馈系系数数一一旦旦确确定定，则则反反馈馈移移位位寄寄存存器器的的输输出出序序列列就就确确定定了了。反反馈馈移移存存器器的的级级数数n n不不同同，则则mm序序列列的的反反馈馈系系数数也也不不同同，表表9-19-1（来来源源于于参参考考文文献献99）列列出出了了部部分分的的mm序序列列发发生生器器的的反反馈馈系系数数，供供读读者者使使用用时时参参考考。表表中中给给出出的的是是八八进进制制数数值值(shz)(shz)，经经转转换换成成二二进进制制数数值值(shz)(shz)后，可求出相应的反馈系数。后，可求出相应的反馈系数。mm序列的

13、一个重要的性质序列的一个重要的性质第10页/共105页第十一页，共106页。n n是是：任任一一m m序序列列(xli)(xli)的的循循环环移移位位仍仍是是一一个个m m序序列列(xli)(xli)，序序列列(xli)(xli)长度为：长度为：n n （9-29-2）第11页/共105页第十二页，共106页。第12页/共105页第十三页，共106页。2.m2.m2.m2.m序列序列序列序列(xli)(xli)(xli)(xli)的性质的性质的性质的性质n n（1 1 1 1）均衡性）均衡性）均衡性）均衡性n n m m m m序序序序 列列列列 在在在在 在在在在 一一一一 个个个个 周周周

14、周 期期期期 内内内内“1”“1”“1”“1”和和和和“0”“0”“0”“0”的的的的 个个个个 数数数数 基基基基 本本本本 相相相相 等等等等(xingdng)(xingdng)(xingdng)(xingdng)。具具具具体体体体来来来来说说说说，m m m m序序序序列列列列的的的的一一一一个个个个周周周周期期期期中中中中的的的的“0”“0”“0”“0”的的的的个个个个数数数数比比比比“1”“1”“1”“1”的个数少一个。的个数少一个。的个数少一个。的个数少一个。n n（2 2 2 2）游程分布）游程分布）游程分布）游程分布n n 我我我我们们们们把把把把伪伪伪伪随随随随机机机机序序序

15、序列列列列中中中中取取取取值值值值（“0”“0”“0”“0”或或或或“1”“1”“1”“1”）相相相相同同同同的的的的一一一一段段段段码码码码位位位位称称称称为为为为一一一一个个个个游游游游程程程程。在在在在一一一一个个个个游游游游程程程程中中中中包包包包含含含含的的的的位位位位数数数数称称称称为为为为游游游游程程程程长长长长度度度度。把把把把取取取取值值值值为为为为“0”“0”“0”“0”的游程称为的游程称为的游程称为的游程称为“0”“0”“0”“0”第13页/共105页第十四页，共106页。n n游游程程，取取值值为为“1”“1”的的游游程程称称为为“1”“1”游游程程。在在m m序序列列

16、中中的的一一个个周周期期内内，游游程程的的总总个个数数等等于于 ,而而且且“0”“0”游游程程的的数数目目与与“1”“1”游游程程的数目相等，即各占一半的数目相等，即各占一半(ybn)(ybn)。n n一一般般来来说说，在在m m序序列列中中，长长度度为为1 1的的游游程程占占游游程程总总数数的的一一半半(ybn)(ybn)；长长度度为为2 2的的游游程程占占游游程程总总数数的的1/41/4；依依次次类类推推，长长度度为为k k的的游游程程数数目占游程总数的目占游程总数的 ，其中，其中，而且而且“0”“0”游程，长为游程，长为“1”“1”。第14页/共105页第十五页，共106页。n n 例例

17、例例9-19-19-19-1对于一个对于一个对于一个对于一个 ，的的的的m m m m序列序列序列序列10001111010110010100011110101100101000111101011001010001111010110010n n其中其中其中其中(qzhng)n(qzhng)n(qzhng)n(qzhng)n表示移位寄存器的个数，表示移位寄存器的个数，表示移位寄存器的个数，表示移位寄存器的个数，m m m m表示伪随机序列表示伪随机序列表示伪随机序列表示伪随机序列n n的周期。该伪随机序列的总游程数为的周期。该伪随机序列的总游程数为的周期。该伪随机序列的总游程数为的周期。该伪随机

18、序列的总游程数为n n个。其中个。其中个。其中个。其中(qzhng)(qzhng)(qzhng)(qzhng)，长为，长为，长为，长为4 4 4 4的游程一个，即的游程一个，即的游程一个，即的游程一个，即“1111”“1111”“1111”“1111”；长为；长为；长为；长为3 3 3 3的游程一个，即的游程一个，即的游程一个，即的游程一个，即“000”“000”“000”“000”；长为；长为；长为；长为2 2 2 2的游程的游程的游程的游程2 2 2 2个，即个，即个，即个，即“11”“11”“11”“11”和和和和“00”“00”“00”“00”；长为；长为；长为；长为1 1 1 1的游

19、程的游程的游程的游程4 4 4 4个，即个，即个，即个，即2 2 2 2个个个个“1”“1”“1”“1”游游游游程和程和程和程和2 2 2 2个个个个“0”“0”“0”“0”游程。游程。游程。游程。第15页/共105页第十六页，共106页。（3 3）移位相加特性）移位相加特性 （9-39-3）一一个个m m序序列列MpMp与与其其经经任任意意次次迟迟延延移移位位产产生生的的另另一一不不同同序序列列MrMr，模模2 2相相加加，得得到到的仍是的仍是MpMp的某次迟延移位序列的某次迟延移位序列MsMs，即，即（4 4）相关函数）相关函数 设设 为为一一个个m m序序列列，为为m m序序列列的的第第

20、i i位位的的取取值值，（令令“0”“0”和和“1”“1”分分别别(fnbi)(fnbi)对应对应“+1”“+1”和和“-1”“-1”），由自相关函数的定义有），由自相关函数的定义有 （9-49-4）第16页/共105页第十七页，共106页。n n式中式中T T为为m m序列的周期序列的周期(zhuq)(zhuq)。n n 令令当当 时时的的 记记为为 ，其其中中 为为码码元元宽宽度度，。这这样样，式（式（9-49-4）可表示为）可表示为n n 第17页/共105页第十八页，共106页。（9-5）式中，n为m序列(xli)的长度，的下标按模n运算，即 。把 进行归一化，可得其归一化相关函数为：

21、（9-7）根据m序列(xli)的延时相加特性可知，第18页/共105页第十九页，共106页。n n仍仍然然是是一一个个m m序序列列，因因此此上上式式分分子子就就是是“0”“0”的的个个数数与与“1”“1”的的个个数数之之差差；又又由由m m序序列列的的均均衡衡性性可可知知，m m序序列列的的一一个个周周期期中中的的“0”“0”的的个个数数比比“1”“1”的的个个数数少少一一个个，实实际际上上，上上式式的的分分子子等等于于-1-1。因因此此，式式（9-69-6）可写为：可写为：n n （9-79-7）n n在在 的范围内，自相关的范围内，自相关(xinggun)(xinggun)函数为：函数为

22、：n n ，（9-89-8）第19页/共105页第二十页，共106页。于是 （9-9）将自相关函数(hnsh)画成曲线如图9-2所示。第20页/共105页第二十一页，共106页。n n n n图图9-2 m9-2 m序列序列(xli)(xli)的自相关函数的自相关函数第21页/共105页第二十二页，共106页。n n上上面面讨讨论论的的m m序序列列由由于于具具有有很很好好的的伪伪噪噪声声性性质质，并并且且产产生生方方法法比比较较简简单单，所所以以受受到到广广泛泛的的应应用用。不不过过，它它也也有有一一个个很很大大缺缺点点，就就是是其其周周期期限限制制于于(2n(2n一一1),n1),nl l

23、、2 2、3 3、。当当n n较较大大时时，相相邻邻周周期期相相距距较较远远，有有时时(yush)(yush)不不能能从从m m序序列列得得到到所所需需周周期期的的伪伪随随机机序序列列。另另外外一一些些伪伪随随机机序序列列的的周周期期所所必必须须满满足足的的条条件件与与m m序序列列的的不不同同，因因此此可可以以得得到到一一些些其其他他周周期期的的序序列列；即即使使周周期期与与m m序序列列相相同同，其其结结构构也也不不一一定定相相同同。这这些些不不同同周周期期和和结结构构的序列可以互相补充，提供我们选用。的序列可以互相补充，提供我们选用。第22页/共105页第二十三页，共106页。9.2.2

24、9.2.2mm序列序列序列序列(xli)(xli)发生器的建模与设计举例发生器的建模与设计举例发生器的建模与设计举例发生器的建模与设计举例n n从表从表9-19-1中选中选m m序列的级数为序列的级数为 ，序列长度为，序列长度为n n ，若若选选反反馈馈系系数数(xsh)(xsh)的的八八进进制制数数值值为为235235，转转换换成成二二进进制制数数值值为为：1001110110011101，即：，即：n n反馈移位寄存器的结构模型如图反馈移位寄存器的结构模型如图9-39-3所示。所示。第23页/共105页第二十四页，共106页。n n图9-3 n=7的反馈移位(y wi)寄存器的结构模型第2

25、4页/共105页第二十五页，共106页。n nVHDL建模思想：n n根据图9-3的结构模型，设置敏感信号（时钟信号CLK和操作控制信号LOAD），在时钟的上升沿控制下，当LOAD=“1”时，给移位 寄 存 器 预 置 初 始 信 号“100000”；当LOAD=“0”时，将按图9-3的模型规律进行操作,具体赋值顺序参看(cnkn)下列程序。第25页/共105页第二十六页，共106页。LIBRARYIEEE;LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYPS7ISENTITYPS7IS实体实体(s

26、ht)(sht)名为名为“PS7”“PS7”PORT(CLK:INSTD_LOGIC;PORT(CLK:INSTD_LOGIC;LOAD:INSTD_LOGIC;LOAD:INSTD_LOGIC;Q:OUTSTD_LOGIC);Q:OUTSTD_LOGIC);定义实体定义实体(sht)(sht)接口接口ENDPS7;ENDPS7;ARCHITECTUREBEHAVOFPS7ISARCHITECTUREBEHAVOFPS7ISSIGNALC0,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7:STD_LOGIC;SIGNALC0,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7:STD_LOGIC;BEGINB

27、EGIN第26页/共105页第二十七页，共106页。PROCESS(CLK,LOAD)PROCESS(CLK,LOAD)设置设置(shzh)(shzh)敏感量敏感量BEGINBEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THENIFCLKEVENTANDCLK=1THENIF(LOAD=1)THENIF(LOAD=1)THENC7=0;C7=0;C6=0;C6=0;C5=0;C5=0;C4=0;C4=0;C3=0;C3=0;C2=0;C2=0;C1=0;C1=0;C0=1;C0=1;Q=C7;Q=C7;第27页/共105页第二十八页，共106页。ELSEELSEC1=C0;C1=C0;C2=C

28、1;C2=C1;C3=C2;C3=C2;C4=C3;C4=C3;C5=C4;C5=C4;C6=C5;C6=C5;C7=C6;C7=C6;C0=C7XORC4XORC3XORC2;C0=C7XORC4XORC3XORC2;设置设置(shzh)(shzh)反馈方式反馈方式Q=C7;Q=C7;ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDPROCESS;ENDBEHAV;ENDBEHAV;第28页/共105页第二十九页，共106页。n nn=7n=7的伪随机序列产生器的时序仿真波形如图的伪随机序列产生器的时序仿真波形如图9-49-4所示。所示。n n图图9-4 n=79

29、-4 n=7的伪随机序列产生器的时序仿真波形的伪随机序列产生器的时序仿真波形n n图图中中的的“LOAD”“LOAD”在在“1”“1”电电平平期期间间对对伪伪随随机机序序列列发发生生器器置置初初始始信信号号，在在“0”“0”电电平平期期间间伪伪随随机机序序列列发发生生器器进进行行移移位位操操作作(cozu)(cozu)；“CLK”“CLK”表表示示移移位位寄寄存存器器的的位位同同步步信信号号；“Q”“Q”表表示示串串行行伪伪随随机序列信号输出。机序列信号输出。第29页/共105页第三十页，共106页。9.39.3通信通信通信通信(tng xn)(tng xn)中的误码检测中的误码检测中的误码检

30、测中的误码检测9.3.19.3.1概述概述 无论是设备故障、传播衰落、码间干扰、邻近波道干无论是设备故障、传播衰落、码间干扰、邻近波道干扰等因素都可能造成系统性能恶化甚至造成通信中断，扰等因素都可能造成系统性能恶化甚至造成通信中断，其结果都可通过误码的形式表现出来。对数字通信接其结果都可通过误码的形式表现出来。对数字通信接收系统，判决电路是不可缺少收系统，判决电路是不可缺少(qusho)(qusho)的，造成判的，造成判决错误的基本原因可归纳为以下几点：决错误的基本原因可归纳为以下几点：1.1.判决电平的偏移造成误判；判决电平的偏移造成误判；2.2.抽样时刻偏移造成误判；抽样时刻偏移造成误判；

31、3.3.叠加噪声造成误判。叠加噪声造成误判。在数字微波中继通信设备中通常设置误码监测电路。在数字微波中继通信设备中通常设置误码监测电路。另外，为了对生产设备进行调试、验收或维护，通常另外，为了对生产设备进行调试、验收或维护，通常也要使用误码检测装置来进行误码检测。也要使用误码检测装置来进行误码检测。第30页/共105页第三十一页，共106页。9.3.29.3.2误码性能指标误码性能指标误码性能指标误码性能指标1.1.误码劣化分误码劣化分 是是指指在在一一分分钟钟的的统统计计时时间间内内，误误码码率率超超过过1x10-61x10-6的的分分钟钟数数以及相应的时间百分比。它是一个低误码率指标。以及

32、相应的时间百分比。它是一个低误码率指标。2.2.严重误码秒严重误码秒 指指在在一一秒秒的的统统计计时时间间内内，误误码码率率超超过过1x10-31x10-3的的秒秒数数，以以及及相应的时间百分数。它是高误码率指标。相应的时间百分数。它是高误码率指标。3.3.误码秒误码秒 指指在在一一秒秒内内出出现现一一个个或或多多个个误误码码的的秒秒数数以以及及相相应应的的时时间间百百分数。分数。4.4.平均误码率平均误码率 指指在在一一个个较较长长的的时时间间内内进进行行(jnxng)(jnxng)统统计计所所得得到到的的平平均均误误码码率。率。第31页/共105页第三十二页，共106页。9.3.39.3.

33、3误码性能误码性能误码性能误码性能(xngnng)(xngnng)测试测试测试测试1.1.1.1.误码测试信号误码测试信号误码测试信号误码测试信号误误误误码码码码测测测测试试试试的的的的方方方方法法法法可可可可分分分分为为为为两两两两大大大大类类类类：中中中中断断断断通通通通信信信信业业业业务务务务的的的的误误误误码码码码测测测测试试试试和和和和不不不不中中中中断断断断通通通通信信信信业业业业务务务务的的的的误误误误码码码码测测测测试试试试。第第第第一一一一种种种种主主主主要要要要用用用用于于于于产产产产品品品品性性性性能能能能鉴鉴鉴鉴定定定定、系系系系统统统统工工工工程程程程交交交交验验验验

34、和和和和通通通通信信信信电电电电路路路路的的的的定定定定期期期期维维维维护护护护和和和和检检检检修修修修等等等等；第第第第二二二二种种种种主主主主要要要要用用用用于于于于系系系系统运行的质量监测统运行的质量监测统运行的质量监测统运行的质量监测(jin c)(jin c)(jin c)(jin c)、可靠性统计等。、可靠性统计等。、可靠性统计等。、可靠性统计等。在在在在对对对对通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的性性性性能能能能进进进进行行行行误误误误码码码码检检检检测测测测的的的的设设设设备备备备中中中中，码码码码组组组组发发发发生生生生器器器器作作作作为为为为代代代代替替替替数数数数字字

35、字字信信信信息息息息输输输输入入入入的的的的信信信信号号号号源源源源是是是是一一一一种种种种不不不不可可可可缺缺缺缺少少少少的的的的装装装装置置置置。常常常常用用用用的的的的码码码码组组组组发发发发生生生生器器器器有有有有两两两两类类类类：一一一一类类类类是是是是伪伪伪伪随随随随机机机机码码码码发发发发生生生生器器器器。它它它它产产产产生生生生的的的的序序序序列列列列具具具具有有有有接接接接近近近近纯纯纯纯随随随随机机机机数数数数字字字字序序序序列列列列的的的的特特特特性性性性；另另另另一一一一类类类类是是是是规规规规则则则则码码码码发发发发生生生生器器器器。它它它它可可可可通通通通过过过过选

36、选选选择择择择开开开开关关关关或或或或按按按按键键键键来来来来确确确确定定定定规规规规则则则则码码码码的的的的构构构构成成成成。规规规规则则则则码码码码发发发发生生生生器器器器的的的的序序序序列列列列周周周周期期期期一一一一般般般般较较较较短短短短，主要用做单元部件和整机性能的测试序列。主要用做单元部件和整机性能的测试序列。主要用做单元部件和整机性能的测试序列。主要用做单元部件和整机性能的测试序列。第32页/共105页第三十三页，共106页。2.2.2.2.误码检测器误码检测器误码检测器误码检测器n n 误误码码检检测测器器，又又称称误误码码仪仪。构构成成误误码码检检测测器器的的方方案案有有多

37、多种种形形式式。总体来说误码检测器的工作过程可概括为以下几个过程和步骤：总体来说误码检测器的工作过程可概括为以下几个过程和步骤：n n（1 1）以以某某种种方方式式产产生生和和发发送送码码组组相相同同的的码码型型。以以相相同同相相位位的的本本地地码组作为比较标准；码组作为比较标准；n n（2 2）将将本本地地码码组组与与接接收收码码组组逐逐个个进进行行比比较较，并并输输出出误误码码脉脉冲冲信信号号(xnho)(xnho)；n n（3 3）对误码脉冲信号）对误码脉冲信号(xnho)(xnho)进行统计，并给出相应的误码率。进行统计，并给出相应的误码率。n n根根据据本本地地码码组组发发生生器器的

38、的构构成成方方式式不不同同，将将误误码码检检测测器器分分为为以以下下几几种类型：种类型：第33页/共105页第三十四页，共106页。（1 1）收发自检式误码检测器）收发自检式误码检测器 它它的的特特点点是是，本本地地码码组组直直接接由由发发送送码码组组给给出出，不不需需要要另另外外设设置置本本地地码码组组发发生生器器。在在误误码码检检测测器器中中，同同时时将将发发送送码码组组和和接接收收码码组组进进行行比比较较。这这种种检检测测方方式式要要求求发发送送码码组组和和接接收收码码组组在在同同一一地地点点，因因此此只只能能用用于于室室内内测测试试。这这种种设设备备的的码码组组产产生生器器和和误误码码

39、检检测测器器可可做做在在同同一一套套装装置置上上，电电路路(dinl)(dinl)较较为为简简单单。测测试试时时，将将发发送送码码组组分分为为两两路路：一一路路送送给给被被侧侧通通信信系系统统；另另一一路路送送给给误误码码检检测测器器。由由于于接接收收码码组组和和发发送送码码组组到到达达误误码码检检测测器器的的时时间间不不同同，存存在在延延时时误误差差，因因此此需需要要对对发发送送码码组组进进行行延延时时调调整整，以以便便使使两两路路码码组组信信号号的的相相位位一致。一致。第34页/共105页第三十五页，共106页。（2 2）帧同步式的误码检测器）帧同步式的误码检测器这这种种误误码码检检测测器

40、器的的基基本本原原理理是是在在测测试试序序列列中中插插入入帧帧同同步步码码组组，在在接接收收端端进进行行帧帧同同步步识识别别(shbi)(shbi)，并并依依靠靠帧帧同同步步信信号号控控制制本本地地码码发发生生器器，产产生生与与测测试试序序列列相相位位一一致致，且且起起止止位位置置一一致致的的本本地地码码组。组。（3 3）随动同步式误码检测器）随动同步式误码检测器这这种种误误码码检检测测器器不不需需要要帧帧同同步步系系统统，当当然然也也就就不不需需要要在在发发端端插插入入帧帧同同步步码码组组。它它的的基基本本原原理理是是将将接接收收到到的的m m序序列列首首先先逐逐位位存存入入一一定定级级数数

41、的的收收码码移移位位寄寄存存器器中中，此此时时相相当当于于寄寄存存器器中中记记录录了了m m序序列列的的部部分分子子序序列列，将将子子序序列列写写入入本本地地码码发发生生器器的的各各级级，就就能能使使本本地地码码和和接接收收码码保保持持同同步步。为为了了在在建建立立同同步步后后，保保持持同同步步的的稳稳定定性性，设设置置一一个个写写入入控控制制门门。让让受受码码寄寄存存器器的的自自序序列列在在写写入入本本地地码码发发生生器器前前必必须须先先经经过过写写入入控控制制门门。只只有有在在子子序序列列无无误误和和本本地地码码失失步的情况下，控制门才打开。步的情况下，控制门才打开。第35页/共105页第

42、三十六页，共106页。（4 4）逐位检测式误码检测器）逐位检测式误码检测器 逐逐位位误误码码检检测测器器的的基基本本工工作作原原理理是是：本本地地的的m m序序列列发发生生器器产产生生的的m m序序列列和和所所接接收收的的m m序序列列进进行行逐逐位位比比较较，若若两两个个m m序序列列同同步步，则则比比较较器器输输出出传传输输误误码码；若若两两m m序序列列不不同同步步，则则比比较较器器输输出出的的是是由由于于失失步步造造成成的的误误码码。由由于于失失步步造造成成的的误误码码较较大大（根根据据(gnj)m(gnj)m序序列列的的特特性性，其其误误码码率率应应为为0.50.5），因因此此可可根

43、根据据(gnj)(gnj)误误码码率率门门限限来来区区分分检检测测系系统统是是否否失失步步，若若失失步步，则则让让本本地地m m序序列列发发生生器器等等待待一一个个位位时时钟钟周周期期，依依次次逐逐位位比比较较，并并逐逐位位控控制制本本地地m m序序列列发发生生器器的的等等待待时时间间，直直至至两序列完全同步为止。两序列完全同步为止。第36页/共105页第三十七页，共106页。3.3.3.3.两种误码测试两种误码测试两种误码测试两种误码测试(csh)(csh)(csh)(csh)方式方式方式方式n n根根据据测测试试环环境境条条件件和和目目的的(md)(md)，把把误误码码测测试试分分为为两两

44、种种测试方式。测试方式。n n一一种种是是基基于于生生产产和和产产品品检检验验的的误误码码测测试试，通通常常是是室室内内测测试；试；n n另一种是基于监测和维护的现场测试。另一种是基于监测和维护的现场测试。n n针针对对数数字字微微波波中中继继设设备备的的终终端端部部分分，如如中中频频调调制制与与解解调调单单元元、收收发发数数字字逻逻辑辑单单元元、中中频频或或基基带带的的自自适适应应均均衡衡单单元元以以及及纠纠错错单单元元等等的的室室内内误误码码测测试试采采用用中中频频自自环环测测试试方方法法。其其测测试试方方法法是是将将误误码码测测试试设设备备中中的的码码组组发发生生器器产产生生的的码码组组

45、信信号号（伪伪随随机机序序列列或或规规则则序序列列）和和时时钟钟信信号号送送入入中中频频调调制制器器，在在接接收收端端，从从中中频频解解调调器器输输出出定定时时信信号号和和信码，并送给误码检测器进行误码检测。信码，并送给误码检测器进行误码检测。第37页/共105页第三十八页，共106页。n n针对整个微波中继设备的误码性能的测试，则将码组发生器产生的码组信号和时钟信号送入发射机，在接收端，从接收机终端输出定时信号和信码，并送给(sn i)误码检测器进行误码测试。n n 现场误码测试有两种方法：单向测试法和环路测试法。这两种测试方法的连接框图如图9-5所示。第38页/共105页第三十九页，共10

46、6页。图图9-5 9-5 现场现场(xinch(xinch ng)ng)误码测试的两种方法误码测试的两种方法第39页/共105页第四十页，共106页。9.4 9.4 简单误码检测器的建模与设计简单误码检测器的建模与设计简单误码检测器的建模与设计简单误码检测器的建模与设计(shj)(shj)举例举例举例举例9.4.1 9.4.1 误码检测器系统的构成误码检测器系统的构成本节将介绍一种简单本节将介绍一种简单(jindn)(jindn)的逐位比较型误码检测器的建模与设计方的逐位比较型误码检测器的建模与设计方法。法。逐位比较型误码检测器的基本原理是用通过发端和收端两列类型相同的逐位比较型误码检测器的基

47、本原理是用通过发端和收端两列类型相同的序列经过同步处理之后逐个码元进行比较，若出现误码，那么两列码序列经过同步处理之后逐个码元进行比较，若出现误码，那么两列码序列中本来相同的码元就会变得不同，利用这种差异性，在位同步时序列中本来相同的码元就会变得不同，利用这种差异性，在位同步时钟的控制下通过异或门逐个码元进行比较，将比较的结果通过计数器钟的控制下通过异或门逐个码元进行比较，将比较的结果通过计数器送到显示电路进行显示。其原理框图如图送到显示电路进行显示。其原理框图如图9-69-6所示。所示。第40页/共105页第四十一页，共106页。n n位随机序列是在时钟的控制下进行移位的，若本地伪码序列和接

48、收的伪码序位随机序列是在时钟的控制下进行移位的，若本地伪码序列和接收的伪码序列不同步，则无法实现两序列的正确比较列不同步，则无法实现两序列的正确比较(bjio)(bjio)，因此，首先要从接收序，因此，首先要从接收序列中提取位同步信号。关于位同步信号的提取方法，已在第列中提取位同步信号。关于位同步信号的提取方法，已在第6 6章做详细介绍，章做详细介绍，本章重点介绍误码检测方法，因此，我们把误码检测器中的位同步信号看成本章重点介绍误码检测方法，因此，我们把误码检测器中的位同步信号看成是已经与接收序列同步的时钟信号。图中的停扣时钟电路的功能是当序列对是已经与接收序列同步的时钟信号。图中的停扣时钟电

49、路的功能是当序列对应位状态不一致，即状态不同步时，同步和保护电路输出一个控制信号，通应位状态不一致，即状态不同步时，同步和保护电路输出一个控制信号，通过停扣时钟电路扣除一个时钟脉冲。这样经过停扣时钟电路的时钟信号来触过停扣时钟电路扣除一个时钟脉冲。这样经过停扣时钟电路的时钟信号来触发本地伪码发生器，相当于本地位码序列延迟一个时钟周期，也就是说，本发本地伪码发生器，相当于本地位码序列延迟一个时钟周期，也就是说，本地位码序列等待一个时钟周期。地位码序列等待一个时钟周期。第41页/共105页第四十二页，共106页。n n若连续发现本地序列和接收序列状态不同，则通过同步与保护电路、停扣时钟电路，若连续

50、发现本地序列和接收序列状态不同，则通过同步与保护电路、停扣时钟电路，使本地位码序列继续处于等待状态，直至本地序列和接收序列的状态同步为止。同步使本地位码序列继续处于等待状态，直至本地序列和接收序列的状态同步为止。同步与保护电路的功能一方面是起同步控制作用，另一方面是在系统状态同步后，一旦出与保护电路的功能一方面是起同步控制作用，另一方面是在系统状态同步后，一旦出现误码或短时的不同步，也不马上进行同步捕获，而是设置了一定现误码或短时的不同步，也不马上进行同步捕获，而是设置了一定(ydng)(ydng)的失锁保的失锁保护时间，以保证系统同步的稳定性。护时间，以保证系统同步的稳定性。第42页/共10