基于fpga的数字信号传输性能分析仪的设计与实现

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1、基于FPGA的数字信号传输性能分析仪的设计与实现摘要：数字传输分析仪主要用于测试数字通信信号的传输质量，通常由数字信号发生器，伪随机信号发生器，低通滤波器，数字信号分析电路等组成。论文采用FPGA作为数字信号发生器和伪随机信号发生器，利用移位寄存器产生要求的m序列。通过改变低通滤波器的截止频率和伪随机信号的幅度来模拟传输环境，信号分析部分由数字信号分析电路组成。数字信号分析部分从信号中提取同步信号，同时利用同步时钟产生同步扫描信号，作为示波器外触发信号，以稳定显示数字信号眼图。通过眼图观察分析信号受干扰程度以及码间串扰的强弱，从而最终实现对数字信号传输性能的测试。关键词：FPGA；DSPBui

2、lder；m序列；低通滤波器；眼图Abstract:Digitalsignaltransmissionperformanceanalyzerismainlybythecompositionofthedigitalsignalgenerator,apseudo-randomsignalgenerator,low-passfilter,digitalsignalanalysiscircuit.Inthisstudy,usingtheFPGAasthedigitalsignalgeneratorandapseudo-randomsignalgenerator,theshiftregisterProd

3、ucetotherequirementsofmsequence.Bychangingthelow-passfilter'scutofffrequencyandtheamplitudeofthepseudorandomsignaltoanalogtransmissionenvironment,signalanalysiscomposedofthedigitalsignalanalysiscircuitandoscilloscope.Theanalysisportionofthedigitalsignaltoextractthesyncsignalfromthesignal,whiletaking

4、advantageofthesynchronousclocksynchronizationscansignal,asthetriggersignaloutsidetheoscilloscope,youcanstablythedisplayofthedigitalsignaleyediagram.Byobservingandanalyzingtheeyediagramsignalstrengthofthedegreeofinterferenceandintersymbolinterference,thusthefinaltestfordigitalsignaltransmissionperfor

5、mance.Keywords:FPGA; DSPBuilder;m sequences; lowpassfilter;eyediagram；1.Introduction随着通信技术和计算机技术的飞速发展，数字信号传输得到了越来越广泛的应用。数字信号传输分析仪是数字通信中最重要、最基本的测试仪器，主要用于测试数字通信信号的传输质量，其主要测试参数包括误码、告警、抖动和漂移等，其广泛应用于数字通信设备的研制、生产、维修和计量测试，还可应用于数字通信网络的施工、开通验收和维护测试。但是一般的数字传输分析仪比较复杂，而且价格比较昂贵，因此模块化和集成化已经成为该产品的主要发展趋势。本文提出一个基于FP

6、GA的简易数字传输性能分析仪，只需通过示波器观察眼图来直观地获悉码间串扰和噪声的影响，从而实现对数字信号传输性能的测试。2.相关工作（加一些参考文献的分析）学术界，对于数字信号传输分析仪的研究，近段也有不少文献发表[1-4]，他们都主要集中在采用较为简单的电路来实现，但是总体来说所有的实现方案都只侧重了某一个方面。企业界，国内生产数字传输分析仪的厂家主要有：中国电子科技集团41所、北京通测、中创信测等单位。国产数字传输分析仪大多以PCM分析仪和中低速SDH/PDH数字传输分析仪为主。41所产品是国内数字传输分析仪的典型代表，具有除OTN测试仪外的全部种类，最高速率为2.5Gbps。目前国内仅少

7、数厂家在开发更高速率的数字传输分析仪，多数厂家都向小型化方向发展。而高档数字传输分析仪还主要是由国外大公司所掌控，包括JDSU、EXFO、Anritsu、Acterna等公司，最新一代的OTN测试仪速率已达43Gbps。91.数字传输性能分析仪总体设计简易数字信号传输性能分析仪的框图如图1所示。图1简易数字信号传输性能分析仪框图图中，V1和V1clock是数字信号发生器产生的数字信号和相应的时钟信