FPGA实现的HDB3编解码器设计与性能

"基于FPGA的HDB3编解码器的设计与实现 (2010年)，韩德红，孙筱萌，张显才，空军雷达学院三系武汉，430019" 本文主要探讨了在数字通信系统中，如何利用FPGA（现场可编程门阵列）技术设计和实现HDB3（High Density Bipolar with Zero Substitution，高密度双极性码，一种无直流分量、低频分量少且有利于时钟提取的传输码型）编解码器。HDB3码是AMI码（Alternating Mark Inversion，双极性传号交替反转码）的改进版本，广泛应用于CCITT G.703推荐的PCM（脉冲编码调制）基群、二次群和三次群的数字传输接口。 在基带传输系统中，选择合适的传输码型至关重要，因为它直接影响到传输质量和距离。HDB3码的优势在于其没有直流分量，低频成分少，这有助于减少信道中的高频、低频和直流分量的限制。此外，HDB3码还能有效避免连续零码导致的位定时信息难以提取的问题，便于接收端提取同步时钟，并具备一定的检错能力。 文章中提到，传统的HDB3编解码器通常采用专用集成电路和中小规模集成芯片实现，这种方法集成度不高，不利于升级和维护。为解决这一问题，作者们选择了ALTERA公司的Cyclone系列FPGA芯片EP2C8T144C6，利用其高集成度和快速处理的特点，设计了一种新的HDB3编解码电路。这种设计不仅提高了整个通信系统的集成度，还克服了传统分立硬件电路带来的抗干扰差和调整困难的问题。 通过实验验证，该FPGA实现的HDB3编解码器的传输误码率低于10^-6，证明了其在实际通信系统中的高效性和可靠性。论文采用了VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）语言进行逻辑描述，这是FPGA设计中常用的硬件描述语言，能够实现逻辑功能的抽象和复用。 这篇文章提供了一个基于FPGA的高效HDB3编解码器设计方案，对于提高通信系统的性能和稳定性，以及简化系统维护具有积极意义。这种设计方法对于现代数字通信系统，尤其是在需要高可靠性和灵活性的场景下，具有很大的应用价值。