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1、 湖南科技大学信息与电气工程学院课程设计报告 课 程： 通信原理 题 目： 巴克码识别器仿真设计 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 2016年07月10日任务书题 目基于System View的巴克码识别器的仿真与分析 时间安排自 2015年7月4日 至 2015年7月10日 共 1 周 目 的：利用动态通信系统仿真软件SystemView对巴克码识别器的仿真设计及分析方法 PN序列产生器的原理和巴克码识别器的工作过程,利用动态通信系统仿真软件SystemView设计了由数据发生器、时钟发生器、PN序列发生器、8位移位寄存器、加法器及逻辑比较器构成的巴克码识别器的仿真电路,并对此次仿真过
2、程中的图符参数设置及巴克码生成波形，巴克码识别输出波形，检测器检测单峰脉冲、数据与时钟的波形覆盖图等仿真结果加以分析。最后对系统性能指标漏同步概率、假同步概率、群同步平均建立时间以及群同步保护加以论述。 要 求：主要要求如下：1、掌握巴克码的特点和巴克码识别器的原理。2、设计一个基于System View的巴克码识别器的仿真。3、对仿真结果进行必要的分析与讨论.总体方案实现：1、认识数字通信系统中群同步码的巴克码的特点和巴克码识别器的原理。2、利用动态通信系统仿真软件System View对巴克码识别器进行仿真设计。3、证明该设计方法的可行性和有效性，通过运用SystemView系统成功地仿真
3、出巴克码识别器，检测识别出同步单峰脉冲，为帧同步的实现提供了必要条件，这就证明了基于System View的巴克码识别器的仿真的可行性和有效性。4、对设计中出现的问题以及解决措施进行探讨。 指导教师评语： 评分等级：【 】指导教师签名： 目录摘要- 1 -第一章：设计原理与仿真软件介绍- 3 -1.1 巴克码简介- 3 -1.2 群同步原理- 4 -1.3 连贯式插人法- 4 -1.4 system view简介- 4 -第二章：模块电路设计与参数设置- 4 -2.1 原理框图- 4 -2.1 巴克码生成电路- 5 -2.2 时钟信号实现- 5 -2.3 PN序列产生器- 6 -2.4 检测电
4、路- 8 -第三章 仿真设计步骤- 8 -3.1 系统设计步骤- 8 -第四章 仿真分析- 10 -4.1 各分析接收图符的波形- 10 -4.2 各波形频谱图- 12 -第五章 总结- 14 -5.1 出现的问题及解决办法- 14 -5.2 个人总结- 14 -参考文献- 15 -摘要数字通信系统中群同步码的巴克码的特点和巴克码识别器的原理是整个设计的思想，给出了利用动态通信系统仿真软件SystemView对巴克码识别器的仿真设计及分析方法 PN序列产生器的原理和巴克码识别器的工作过程,利用动态通信系统仿真软件SystemView设计了由数据发生器、时钟发生器、PN序列发生器、8位移位寄存器
5、、加法器及逻辑比较器构成的巴克码识别器的仿真电路,并对此次仿真过程中的图符参数设置及巴克码生成波形，巴克码识别输出波形，检测器检测单峰脉冲、数据与时钟的波形覆盖图等仿真结果加以分析。最后对系统性能指标漏同步概率、假同步概率、群同步平均建立时间以及群同步保护加以论述。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。关键词：System View；巴克码识别器；仿真设计；群同步码。AbstractGroup of synchronous code barker code in digital communication system and the characteristics of the princi
6、ple of barker code recognizer is the soul of the whole design, was given by using the dynamic communication system simulation software SystemView simulation design and analysis method of barker code recognizer. The principle of PN sequence generator and the working process of the barker code recogni
7、zer, using dynamic communication system simulation software SystemView designed by data generator, clock generator, PN sequence generator, 8 bits shift register, adder and logic in the composition of the comparator barker code discriminator circuit simulation, and the simulation of the glyphs in the
8、 process of parameter setting and barker code to generate the waveform, barker code recognition output waveform, pulse single-peak detector, data and clock waveforms overlay, etc. The results of simulation analysis. Finally, the system performance index missed synchronization probability and false s
9、ynchronization probability, group of synchronous average set up time and group synchronization protection. The simulation results show that the method is feasible and effective.Key words: The System View.Barker code recognizer; The simulation design; Group synchronization code.第一章：设计原理与仿真软件介绍1.1 巴克码
10、简介通过资料查询，对巴克码归纳如下：巴克码是50年代初，R.H.巴克提出的一种具有特殊规律的二进制码组。它是一个非周期序列，一个n位的巴克码X1，X2，X3，Xn。)，每个码元只可能取值+1或-1，它的自相关函数为:目前已找到的只有10组，并且已经证明在长度小于12100的范围内不存在其他长度的巴克码，已知的其中长度的巴克码如下：n 巴克码组2 + ，+3 +4 +，+5 +7 +11 +13 +表中“+”表示+1，“”表示1。以n = 7的巴克码为例，它的局部自相关函数可求出j2、3、4、5、6、7时的R（j）值分别为1、0、1、0、1、0，再求出j为负值时的自相关函数值，两者一起画在图3-
11、2 中。由图可见，其自相关函数在j0时出现尖锐的单峰，如图所示。图1-1 七位巴克码的自相关函数1.2 群同步原理通信系统的帧同步中的消息数字流总是用若干码元组成一个“字”，又用若干“字”组成一“句”，即组成一个个的“群”进行传输的。因此，在接收这些数字流时，同样也必须知道这些“字”、“句”的起止时刻，在接收端产生与“字”、“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，统称为群同步或帧同步。接收码组与发送码组在结构、频率和相位上须完全一致，否则就不能正常接收所发送的信息，接收到的只是一片噪声。若实现了收发同步但不能保持同步，也无法准确可靠地获取所发送的信息数据。发送端和接收端可以采用高精确度和高稳定度的
12、时钟频率源，以保证频率和相位的稳定性。但在实际应用中，存在许多事先无法估计的不确定因素，如收发时钟不稳定、发送时刻不确定、信道传输时延及干扰等，尤其在移动通信中，这些不确定因素都有随机性，不能预先补偿，因此只能通过同步系统消除。群同步的任务就是在位同步信息的基础上，识别出数字信息群（“字”或“句”）的起止时刻，或者说给出每个群的“开头”和“末尾”时刻。这些特殊的码字应该在信息码元序列中不会出现，或者是偶然可能出现，但不会重复出现，此时只要将这个特殊码字连发几次，收端就能识别出来，接收端根据这些特殊码字的位置使接收设备的帧定时与接收到的信号中的帧定时处于同步状态实现群同步。1.3 连贯式插人法连
13、贯式插人法，又称集中插入法。它是指在每一信息群的开头集中插入作为群同步码组的特殊码组，该码组在信息码中很少出现，其基本要求是具有尖锐单峰特性的自相关函数，便于与信息码区别，码长适当、以保证传输效率。满足此要求的特殊码组有：全0码、全1码、1与0交替码、巴克码、电话基群帧同步码0011011。由于巴克码具有建立时间短、码组易于识别等优点8，因此应用是最普遍的。1.4 system view简介 System View是美国Elanix公司推出的基于个人计算机Windows环境的动态通信系统仿真工具，它可用于DSP信号处理、滤波器设计以及复杂的通信系统数学模型的建立和仿真分析它的用户界面友好，分析
14、窗口功能强大，用户只需用鼠标点击图符库中的相应图符就能完成各种系统的搭建、设计和仿真分析。第二章：模块电路设计与参数设置2.1 原理框图巴克码识别系统由伪随机序列（数据）发生器、时钟发生器、巴克码生成电路、检测电路共同组成，其中巴克码由时钟脉冲加到PN序列产生器上生成。系统原理框图如图2-1所示图2-1系统原理框图2.1巴克码生成电路时钟脉冲加到PN序列产生器上生成巴克码，巴克码生成电路如图2-2 所示图2-2巴克码生成电路原理图2.2 时钟信号实现时钟信号：为系统提供一连串稳定的脉冲信号，从而满足系统各部分协同工作需要的稳定的脉冲信号。时钟信号源参数设置：一个周期脉冲序列应等于，或长于指定的脉冲宽度，即保证一周期内有脉冲信号显示。脉冲宽度一般设置为5e-3 sec即0005s，那么输入频率应小于200Hz，因为1/200=0005s，这里频率定义为常用值100Hz，具体操作如下。打开SystemView仿真软件，从图符库中拖出一个信号源图符“Source”
