武汉理工通信原理课设-时分复用数字通信系统
通信原理课程设计---基于Sysyemview的PCM时分复用多路系统设计
通信原理课程设计学院: 信息科学与工程学院班级: 通信0903姓名:学号:指导老师：课程设计任务书课程设计题目：基于Sysyemview的PCM时分复用多路系统设计课程设计内容与要求：（1）基于Systemview软件实现；（2）实现单路话音信号的抽样、压缩、均匀量化与编码得到PCM 信号；（3）实现多路PCM信号的时分复用；（4）实现接收端的分接与译码；（5）考虑实现位同步电路；（6）观察输出信号的眼图，得出误码率-信噪比曲线；（7）分别选择不同特性信道时考察误码率-信噪比曲线。
1 .PCM实验原理脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号，然后在信道中进行传输。
接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。
PCM系统的组成如图1-1所示。
话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到限带信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
2 .时分复用原理时分复用就是将抽样周期分成若干个时隙，各路信号的抽样值编码按一定的顺序占用某一时隙，用一个信道传输多路数字信号，既一个物理信道分为多个逻辑信道。
在现代交换机之间往往采用数字中继传输方式，将多路信号复接为一个基群，如我国采用的E制：基群传输数率为2048Kb/s。
时分复用设备主要由复接器和分接器组成，示意图见图6，其中复接器完成时分复用功能，复接器完成解时分复用功能。
基于Systemview软件实现的一种设计时分复用实现3．仿真结果通过输入输出的时域观测窗口，我们得到仿真结果（见图11），经过PCM编码后时分复用传输再经过解时分复用PCM译码后的信号与原始语音信号对比，波形失真小，但是有一定的延迟。
pcm编码时分复用课程设计
pcm编码时分复用课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PCM编码的基本原理，掌握其采样、量化和编码的过程。
2. 学生能了解时分复用的概念，掌握其在通信系统中的应用。
3. 学生能运用所学知识分析PCM编码时分复用在实际通信系统中的作用。
技能目标：1. 学生能运用PCM编码方法对模拟信号进行数字化处理。
2. 学生能通过时分复用技术实现多路信号的传输与解复用。
3. 学生能运用相关软件或工具进行PCM编码时分复用的模拟与测试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对通信技术的兴趣，提高对信息科学领域的认识。
2. 学生培养团队协作意识，提高沟通与表达能力。
3. 学生认识到通信技术在现代社会中的重要性，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子信息类学科的基础课程，旨在帮助学生掌握PCM编码和时分复用技术的基本原理和应用。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对通信技术有一定了解。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际通信系统，为后续相关课程打下坚实基础。
教学过程中，注重激发学生的学习兴趣，培养其科学精神和创新意识。
二、教学内容1. PCM编码原理- 采样定理与信号重建- 量化原理与量化误差- 编码方法及其在通信系统中的应用2. 时分复用技术- 时分复用的基本概念- 多路信号时分复用的实现方法- 时分复用在通信系统中的应用案例分析3. PCM编码与时分复用的结合- PCM编码在时分复用中的应用原理- PCM时分复用系统的构建与性能分析- PCM时分复用在现代通信系统中的实例教学大纲：第一周：PCM编码原理学习，包括采样定理、量化原理和编码方法。
第二周：时分复用技术学习，重点掌握时分复用的基本概念和实现方法。
第三周：结合教材案例分析，深入理解PCM编码与时分复用的结合。
第四周：实践操作，运用软件或工具进行PCM编码时分复用的模拟与测试。
通信原理课件第八章 时分复用(一)
基带信号 m1(t)
m2(t)
信道
低通滤波器 1 低通滤波器 2
m1 ′(t ) m２′(t )
mn -1 (t ) mn(t)
发送端
接收端
低通滤波器 n－1 低通滤波器 n
mn -1 ′(t ) mn ′(t )
图 6-4 时分复用系统示意图
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
8
1路 2路 3路 4路
同步时分复用原理
4 32 1
D CB A d cb a
cC3 bB2 aA1
帧3
帧2
帧1
2
1
B
A
b
a
异步时分复用原理
2b B a A 1
帧6 帧5 帧4 帧3 帧2 帧1
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
12
TDM方式的优点（相对与FDM）
❖ 1、多路信号的汇合和分路都是数字电路，比 FDM的模拟滤波器分路简单、可靠。
❖ 把基群数据流采用同步(SDH)或准同步数字复接 技术汇合成更高速的数据(称为高次群)，高次群 的复接结构称为高次群的复接帧。
❖ 对帧的研究是时分复用系统研究的重点，相当于 对频分复用系统中频道的研究。
wujing
现代通信原理——第八章 时分复用
17
E1帧结构源于语音通信：
❖ 抽样频率：
fs=8000Hz
❖ 空分复用方式（SDM，space division multiplex ） 无线通信中(包括卫星通信)的位置复用 有线通信中的同缆多芯复用。
❖ 码分复用方式（CDM，code division multiplex ） 编码发射、相关接收技术。
武汉理工通信原理课设-时分复用数字通信系统
武汉理工通信原理课设-时分复用数字通信系统武汉理工大学《数字通信系统》课程设计课程设计任务书学生姓名： v 专业班级：指导教师：周颖工作单位：信息工程学院题目：简易两路时分复用电路设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成一个简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
2、在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
3、选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。
4、安装和调试整个电路，并测试出结果；5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《数字通信系统》课程设计目录摘要 (1)1.概述 (2)1.1 PAM与抽样定理 (2)1.2 时分复用技术 (2)2.电路整体方案 (3)2.1系统方案原理 (3)2.2系统组成框图 (3)3.各电路模块原理 (4)3.1PAM调制电路 (4)3.2.1电路方案 (4)2.2.2电路原理图 (4)2.2.3乘法器 (5)2.2 时分复用电路 (5)2.2.1电路原理 (5)2.2.2加法器 (6)2.3 信号还原电路 (6)2.3.1电路方案 (6)2.3.2电路原理图 (7)2.3.3低通滤波器 (7)4. Multisim仿真 (8)4.1整体仿真图 (8)4.2仿真结果 (8)5. 实物测试 (10)6.总结 (11)7.附录 (12)附录1 元件清单 (12)附录2 芯片资料 (12)参考文献 (14)武汉理工大学《数字通信系统》课程设计摘要《通信原理》课程是信息学科中的一门重要课程，它主要讲述了通信系统组成原理以及信源和信道中的各种信息编码调制方式和原理等理论知识。
基于Systemview的PCM时分复用多路系统的课程设计祥解
通信原理课程设计学院: 信息科学与工程学院班级: 通信11级姓名:学号:指导老师：济南大学2013年 12月 25 日通信原理课程设计一、设计目的通过通信原理实验箱或者Systemview软件仿真进一步深化通信原理课程知识，培养学生的专业素质，提高其利用通信原理知识处理通信系统问题的能力，为今后专业课程的学习、毕业设计打下良好的基础。
通过必要的工程设计、初步的科学研究方法训练和实践锻练，增强分析问题和解决问题的能力，了解通信系统的新发展。
二、设计内容基于Systemview的PCM时分复用多路系统设计要求：（1）基于Systemview软件实现；（2）实现单路话音信号的抽样、压缩、均匀量化与编码得到PCM信号；（3）实现多路PCM信号的时分复用；（4）实现接收端的分接与译码；（5）考虑实现位同步电路；（6）观察输出信号的眼图，得出误码率-信噪比曲线；（7）分别选择不同特性信道时考察误码率-信噪比曲线。
三、设计内容1、SystemView是一种电子仿真工具。
它是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计和仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理，滤波器设计，直到复杂的通信系统等不同层次的设计，仿真要求。
此外SystemView具有良好的交互界面，简单易学，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程。
本文主要阐述了如何利用SystemView设计PCM时分复用多路系统。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
此外该软件支持外部数据的输入和输出，支持用户自己编写代码(C/C＋＋)，兼容Matlab软件。
同时，提供了与硬件设计工具的接口，给使用者提供了很大的便利。
2、PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写，是数字通信的编码方式之一。
模拟信号数字化必须经过三个过程，即抽样、量化和编码，PCM 编码的主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间根据抽样定理进行抽样,使其离散化,同时将抽样值按四舍五入取整量化,同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值，以实现由模拟向数字的转换。
武汉理工-PSK通信系统课程设计【范本模板】
课程设计任务书学生姓名：顾舰灵专业班级电信1102 班指导教师：工作单位：信息工程学院题目：PSK通信系统的设计初始条件:具备通信课程的理论知识;具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试. 要求完成的主要任务：(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成PSK移频数据传输电路的设计,实现基带信号的PSK传输功能，收发波形一致.2、完成系统中相关调制、传输以及解调模块电路的设计。
3、载波信号频率：256KHz、峰值：5V；基带信号为M序列,峰值为1V的方波。
4、安装和调试整个电路,并测试出结果;5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：二十二周一周,其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1 数字频带传输系统 (1)2 PSK调制解调的基本原理 (2)2。
1 PSK调制原理 (2)2。
2 PSK解调原理 (4)3 PSK通信系统模块设计与仿真 (6)3.1 m序列发生电路 (6)3.1.1 m序列电路设计 (6)3。
1.2 M序列仿真结果 (7)3。
2 PSK调制电路 (9)3。
2。
1 PSK调制电路设计 (9)3.2.2 PSK调制电路仿真 (10)3。
3 PSK解调电路 (10)3.3.1 PSK解调电路设计 (10)3.3。
2 PSK解调器仿真 (12)4 整体电路 (14)5实物安装与调试 (17)6 总结体会 (19)参考文献 (20)1 数字频带传输系统在数字基带传输系统中，为了使数字基带信号能够在信道中传输,要求信道应具有低通形式的传输特性。
然而,在实际信道中，大多数信道具有带通传输特性，数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输.必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。
输入输出图 2。
通信原理实验报告实验四-时分复用数字基带通信系统
实验四时分复用数字基带通信系统电子二班 044 陈增贤一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、基本原理本实验要使用数字终端模块。
1. 数字终端模块工作原理：原理框图如图4-1所示，电原理图如图4-2所示(见附录)。
它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。
两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。
两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
延迟1延迟2整形延迟3FS-INBS-INS-INFD FD-7FD-15FD-8FD-16BD显示串/并变换串/并变换F2÷3并/串变换并/串变换D2B1F1D1SD-DBD显示B2图4-1 数字终端原理方框图延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD 、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图4-3所示。
移位寄存器40174把FD 延迟7、8、15、16个码元周期，得到FD-7、FD-15、FD-8（即F1）和FD-16（即F2）等4个帧同步信号。
在FD-7及BD 的作用下，U65（4094）将第一路串行信号变成第一路8位并行信号，在FD-15和BD 作用下，U70（4094）将第二路串行信号变成第二路8位并行信号。
《通信原理》教学大纲
课程名称：通信原理课程代码：学分：3总学时：48适用专业：电子与信息一、课程的性质、目的与任务本课程为电子与信息专业必修课，是重要的专业基础课程适合于未来从事通信行业工作的本科生学习。
课程教学目的是要求学生掌握通信基本概念、信号分析处理、通信系统的构成、基本原理、数字通信系统组成及其关键功能模块等原理。
初步学会分析和研究通信系统的各种性能参数，并运用计算机仿真等方法对系统进行性能分析研究。
通信原理是一门处于不断发展的课程与学科，要求能追踪前沿技术并培养创造性解决问题的能力。
同时通过授课、作业、案例分析，培养学生思维和能力。
二、教学的基本要求通过本门课程的教学与学习，要求同学们能了解通信系统的发展与未来，掌握通信原理及其关键技术，并了解当前通信领域中层出不穷的各种新技术和新名词，了解该领域内的各种前沿技术与未来发展趋势。
通过教学，学生们能理解通信基本原理，理解各种通信系统的特点、应用范围等内容。
并掌握通信的信源、发送设备、信道、接收设备等相关技术及其基本原理，掌握常见的通信系统设备及其工作原理、性能等相关内容。
三、课程教学内容、重点与难点第一章绪论（2学时）⏹知识要点：通信系统的组成、系统模型及分类；通信技术的发展历史及趋势；信号、消息；信息及其度量，信息量和平均信息量；通信系统的性能度量；信道。
⏹重点：1. 模拟和数字通信系统模型。
2．信息量与平均信息量（信息的熵）的计算。
3．码元速率，信息速率，频带利用率，误码率，误信率的定义与计算。
4. 信道⏹难点：信息量与平均信息量（信息的熵）的计算、信道分析。
⏹教学方法：课堂讲解与讨论第二章确定信号分析（4学时）⏹知识要点：信号通过系统的过程。
确定信号的时域和频域分析。
傅立叶变换关系式，傅立叶变换的主要运算特性，常用信号的傅立叶变换；；信号的能量和能量谱密度；信号的功率和功率谱密度。
⏹重点：信号及其正交展开变换、信号的傅氏分析、相关函数及功率谱密度函数。
通信原理填空简答题—武汉理工
1．设每秒传送N 个M 进制码元，则码元速率为N ，信息传输速率为 N log 2M 。
2．在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_帧同步信息 ，TS16用来传输信令信息 。
3．载波同步的方法一般可分为 插入导频法（外同步法）和 直接法（自同步法 。
4．香农公式表明通信系统的有效性和可靠性指标是一对矛盾。
5．模拟调制方式分_幅度调制（或线性调制） 和_角度调制（或非线性调制） 两大类，其中SSB 调制方式占用的带宽最窄，为 基带信号带宽 。
6．在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫位同步（码元同步），把各组数据区别开来则需要 群同步（帧同步）。
7．数字通信与模拟通信相比较其最大特点是占用频带宽和噪声不积累。
8．调制信号的最高频率为Fh ，则常规调幅信号的带宽为 2f h ，单边带信号的带宽为 f h ，双边带信号的带宽为 2f h ，残留边带信号的带宽为 f h ～2f h 。
9．在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是 2PSK ，有效性最差的是 2FSK 。
10．在独立等概的条件下，M 进制码元的信息量是二进制码元的 log 2M 倍；在码元速率相同情况下，M 进制码元的息速率是二进制的 log 2M 倍。
11．热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽、时域特性表现为 杂乱无章 、统计特性表现为 正态分布。
12．恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频特性和相频特性的不理想，其影响可以采用均衡 措施来加以改善。
13．随参信道的三个特点是：传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化 和 衰落 。
14．在模拟通信系统中注重强调变换的 线性关系 。
15．在调制技术中通常又将幅度调制称之为 线性调制 ，而将频率调制和相位调制称之为非线性调制 。
16．DSB 、SSB 、VSB 三种调制方式，其已调信号所占用带宽大小的关系为DSB ＞ VSB ＞ SSB 。
通信原理课设报告
目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1 2FSK调制原理 (1)2.2 2FSK解调原理 (2)2.3 2FSK信号的表达式和波形图 (2)3 建立模型描述 (3)4 模块功能分析或源程序代码 (4)5 调试过程及结论 (9)6 心得体会 (12)7 参考文献 (12)2FSK通信系统设计1 技术要求设计一个2FSK数字调制系统，要求：（1）设计出规定的数字通信系统的结构；（2）根据通信原理，设计出各个模块的参数（例如码速率，滤波器的截止频率等）；（3）用Matlab或SystemView 实现该数字通信系统；（4）观察仿真并进行波形分析；（5）系统的性能评价。
2 基本原理2.1 2FSK调制原理二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现。
两种FSK信号的调制方法的差异在于：由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的（这一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continous-Phase FSK，CPFSK）），而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。
图1是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图，图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f或f两个载波之一。
2.2 2FSK 解调原理图2 2FSK 相干解调原理框图数字调频信号的解调方法很多，如相干检测法、包络检波法、过零检测法、差分检测法等。
下面就相干检测法进行介绍。
相干检测的具体解调电路是同步检波器，原理方框图如图2所示。
图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法，起分路作用。
它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘，再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号，取出含基带数字信息的低频信号，抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值进行比较判决，即可还原出基带数字信号。
2.3 2FSK 信号的表达式和波形图在二进制数字调制中,若正弦载波的频率随二进制基带信号在f 1和f 2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号(2FSK 信号)。
通信原理课设119
1.增量调制原理增量调制是一种最简单的差分脉冲编码调制，当DPCM 系统中量化器的量化电平数取为2时，此DPCM 系统就成为增量调制系统。
原理方框图如下： 抽样延迟二电平量化)(t m k m k e +-kr k m '*k m 延迟k r '*'k m（a ）编码器 （b ）译码器图1.1 增量调制原理方框图图1.1示出增量调制原理方框图。
图1.1中预测误差kk k m m e '-=被量化成两个电平σ+和σ-。
δ置称为量化台阶。
这就是说，量化器输出信号k r 只取两个值σ+或σ-。
因此，k r 可以用一个二进制符号表示。
例如，用“1”表示“σ+”，及用“0”表示“σ-”。
译码器由“延迟相加电路”组成，它和编码器中的相同。
所以无传输误码时，*m 'k =*m k 。
在实际系统电路设计中，为了简单起见，通常用一个积分器来代替上述“延迟相加电路”，并将抽样器放在相加器后面，与量化器合并为抽样判决器。
设编码器输入模拟信号为)(m t ,它与预测信号)(m t '值相减，得到预测误差)(e t 。
预测误差)(e t 被周期为s T 的抽样冲击序列）（t T δ抽样。
若抽样值为负值，则判决输出电压σ+（用“1”表示）；若抽样值为正值，则判决输出电压σ-（用“0”表示）。
这样就得到二进制输出数字信号。
图1.3中示出了这一过程。
因积分器含抽样保持电路，故)(m t '为阶梯波形。
图1.2 增量调制波形图在解调器中，积分器只要每收到一个“1”码元就使其输出升高σ，每收到一个“0”码元就使其输出降低σ，如下图1.3所示。
这样就可以恢复图1.2中的阶梯形电压。
这个阶梯电压通过低通滤波器平滑后，就可以得到十分接近编码器的原来输入的模拟信号。
Ts 2TsTs 2Ts )(t d )(t m '积分器)(t d )(t m '图1.3解调器中积分器译码原理图输出二进制波Ts2.增量调制的过载特性与编码的动态范围2.1 增量调制系统的量化误差由上述增量调制原理可知，译码器恢复的信号是阶梯形电压经过低通滤波平滑后的解调电压。
《通信原理》本科教学大纲
《通信原理》课程教学大纲课程编号：适用专业：电子信息工程总学时：60学时（其中理论教学50，实验10）一、课程性质与目的1.课程性质：《通信原理》课程是电子信息工程和通信工程类专业课程中的一门重要的专业基础课。
2.课程目的：通过本课程的学习和实验，其讲述了数字通信系统的组成、分类以及数字信号实现基带、频带传输和模拟信号实现数字传输的原理和方法，从而为学生从事话音、图象、数据等信息的传输打下了一个理论基础。
二、课程教学基本内容（一）绪论（4学时）1.了解通信系统的基本组成、分类及通信方式（2学时）；2.掌握信息度量的方法（1学时）；3.了解一般通信系统的主要性能指标（1学时）。
（二）信道与噪声（6学时）1.了解信道的定义及信道数学模型（1学时）；2.掌握恒参信道特性及其对所传信号的影响（1学时）；3.掌握随参信道特性及其对所传信号的影响（2学时）；4.了解分集接收技术（1学时）；掌握信道加性噪声的分析方法；5.掌握信道容量的概念及其计算（1学时）。
（三）数字基带传输系统（8学时）1.了解数字基带系统的基本组成（1学时）；2.掌握数字基带系统的传输码型（1学时）；3.了解数字基带系统及其码间干扰分析（1学时）；4.掌握数字基带系统的无码间干扰传输（2学时）；5.掌握数字基带系统的眼图分析方法（1学时）；6.了解数字基带系统的时域均衡原理（1学时）；7.了解数字基带部分响应系统（1学时）。
（四）数字频带传输系统（10学时）1.了解和掌握数字调制的基本方法和原理（4学时）；2.掌握数字调制系统的抗噪声性能（2学时）；3.掌握数字频带系统的性能比较（2学时）；4.了解其他改进性和多进制数字调制系统的基本原理（2学时）。
（五）模拟信号的数字传输（8学时）1.了解和掌握脉冲振幅调制技术（2学时）；2.掌握模拟信号量化的方法和原理（1学时）；3.掌握脉冲编码调制的基本原理和系统组成（2学时）；4.了解增量调制的基本原理（2学时）；5.了解时分复用及多路数字电话系统（1学时）。
时分复用和频分复用
时分复用频分复用简介数据通信系统或计算机网络系统中, 传输媒体的带宽或容量往往超过传输单一信号的需求, 为了有效地利用通信线路, 希望一个信道同时传输多路信号, 这就是所谓的多路复用技术(MultiplexiI1g) 。
采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输, 在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing) 和时分多路复用TDM (Time Di-vision MultiplexiIIg) 是两种最常用的多路复用技术。
举个例最简单的例子：从A地到B地坐公交 2 块。
打车要20 块为什么坐公交便宜呢这里所讲的就是“多路复用”的原理。
频分复用(FDM) 频分复用按频谱划分信道，多路基带信号被调制在不同的频谱上。
因此它们在频谱上不会重叠，即在频率上正交，但在时间上是重叠的，可以同时在一个信道内传输。
在频分复用系统中，发送端的各路信号m1(t) ，m2(t) ，,,mn(t) 经各自的低通滤波器分别对各路载波f1(t) ，f2(t) ，, ，fn(t) 进行调制, 再由各路带通滤波器滤出相应的边带(载波电话通常采用单边带调制)，相加后便形成频分多路信号。
在接收端，各路的带通滤波器将各路信号分开，并分别与各路的载波f1(t) ，f2(t) ，, ，fn(t) 相乘，实现相干解调, 便可恢复各路信号, 实现频分多路通信。
为了构造大容量的频分复用设备，现代大容量载波系列的频谱是按模块结构由各种基础群组合而成。
根据国际电报电话咨询委员会(CCITT) 建议, 基础群分为前群、基群、超群和主群。
①前群，又称3路群。
它由3个话路经变频后组成。
各话路变频的载频分别为12，16，20千赫。
取上边带，得到频谱为12〜24千赫的前群信号。
②基群，又称12路群。
它由4个前群经变频后组成。
各前群变频的载频分别为84，96，108，120 千赫。
通信系统实验指导-通信原理实验指导书资料
通信系统实验通信教研室编青岛科技大学电子信息工程系二ＯＯ三年十二月目录实验箱使用简介 (1)实验一数字基带信号 (5)实验二数字调制 (14)实验三模拟锁相环与载波同步 (18)实验四数字解调与眼图 (23)实验五数字锁相环与位同步 (28)实验六帧同步 (34)实验七时分复用数字基带通信系统 (38)实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统 (43)实验九PCM编译码 (45)实验十时分复用通话与抽样定理 (53)附录通信原理实验各单元电路原理图 (55)实验箱使用简介为配合《通信原理》课程的理论教学，我们采购了华中科技大学(原华中理工大学)研制的TX-5通信原理教学实验系统。
现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。
《通信原理》课程主要介绍传输及复用技术。
本实验系统涵盖了数字频带传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK 数字电话系统。
图中STA 、STB 分别为发端的两路模拟话音信号，BS 为时钟信号，SLA 、SLB 为抽样信号，F 为帧同步码，AK 为绝对码，BK 为相对码。
在收端CP 为位同步信号，FS 为帧同步信号，F 1、F 2为两个路同步信号，SRA 、SRB 为两个PCM 译码器输出的模拟话音信号。
图中发滤波器用来限制进入信道的信号带宽，提高信道的频带利用率。
收滤波器用来滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。
由于系统的频率特性、码速率与码间串扰之间的关系比较适合于软件仿真实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK 调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单元。
信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。
SRA SRB b对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程中的变化。
所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一未定义比特复接而成。
时分复用的matlab课程设计
时分复用的matlab课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握时分复用的基本概念和原理，理解其在通信系统中的应用。
2. 学会使用MATLAB软件进行时分复用系统的仿真和性能分析。
3. 了解时分复用与其他复用技术的区别及优缺点。
技能目标：1. 能够运用MATLAB编程实现时分复用信号的生成、传输和解调过程。
2. 学会利用MATLAB分析时分复用系统的误码率、信道容量等性能指标。
3. 培养实际操作和解决问题的能力，提高编程和调试技巧。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的精神。
2. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通与表达能力。
3. 提高学生的信息素养，使他们认识到通信技术在现代社会中的重要作用。
本课程针对高年级本科生或研究生，具有较强的实践性和应用性。
根据学生已具备的基础知识和实际操作能力，课程目标旨在使学生在掌握时分复用理论知识的基础上，运用MATLAB软件进行实际系统的设计与分析，从而提高学生的理论联系实际能力和创新思维能力。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成时分复用系统的仿真设计与性能评估，为从事通信工程领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 时分复用基本原理：介绍时分复用的概念、原理及其在通信系统中的应用，对应教材第3章。
- 时分复用的定义与分类- 时分复用的实现方法及关键技术- 时分复用在现代通信系统中的应用案例2. MATLAB编程基础：回顾MATLAB软件的基本操作、编程语法和数据结构，为后续仿真打下基础，对应教材第2章。
- MATLAB软件的安装与界面操作- MATLAB编程基础（变量、数据类型、运算符、流程控制等）- MATLAB函数和脚本文件的编写与调试3. 时分复用系统仿真：结合MATLAB软件，设计时分复用系统的仿真实验，对应教材第4章。
- 时分复用信号的生成与解调- 仿真系统的性能分析（误码率、信道容量等）- 参数优化与性能改进4. 实践项目与案例分析：安排实际操作项目，让学生动手实践，并分析典型案例，加深对时分复用技术的理解，对应教材第5章。
武汉理工大学-光纤通信第07章 多信道复用技术
向传输，从而实现将不同方向的信
用
图7－2双向结构WDM传输系统 息混合在一根光纤上，达到单纤双
系
向传输的目的。
统
结
构
将上述两种情况进行比较，可以看出单向WDM传输系统的 扩容效率高，具有升级效应，同时并不要求对原有的光纤设施进
行改动，而单根光纤的双向传输结构，具有简化传输网络等方面
的优点。
6
技光 术波 的分 特复 点用
一）。由上可知，各端口可以作为输入端口，也可以作为输出端口。
11
7.2.3
2.光波分复用器的光学特性
50
为了保证器件的正常工作，则在
40 插损
L12
Δλ2
L23
作为解复用器时，要求器件具有
(dB)
光
30
最低的插入损耗，同时该光信号
波 分 复
20
应被其它输出端口所隔离。同理，
10
当作为复用器时，则要求给定工
技光 术波 的分 特复 点用
通 信
8
7.2.2
3.提高光纤的频带利用率
在目前实用的光纤通信系统中，多数情况是仅传输一个光
波长的光信号，其只占据了光纤频谱带宽中极窄的一部分，远 远没能充分利用光纤的传输带宽，因而复用技术的使用大大地 提高了频带利用率。
这里顺便提及光波分复用按波长的分类：一般来说，两光波之 间的波长间隔为10～100nm时称为波分复用（稀疏波分复用）； 波长间隔为1～10nm时称为紧密波分复用；当波长间隔小于 1nm（10GHz）情况时，则称之为光频分复用（FDM）。如果 采用后面将要介绍的相干光通信技术，则频率间隔能够进一步 缩小到0.1nm，那么一根光纤内可以安排2000个光载波，若每 一光载波信号的传输速率达到2.4Gbit/s，则一根光纤就能同时 传送10万路广播电视信号
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武汉理工大学《数字通信系统》课程设计课程设计任务书学生姓名： v 专业班级：指导教师：周颖工作单位：信息工程学院题目：简易两路时分复用电路设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成一个简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
2、在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
3、选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。
4、安装和调试整个电路，并测试出结果；5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《数字通信系统》课程设计目录摘要 (1)1.概述 (2)1.1 PAM与抽样定理 (2)1.2 时分复用技术 (2)2.电路整体方案 (3)2.1系统方案原理 (3)2.2系统组成框图 (3)3.各电路模块原理 (4)3.1PAM调制电路 (4)3.2.1电路方案 (4)2.2.2电路原理图 (4)2.2.3乘法器 (5)2.2 时分复用电路 (5)2.2.1电路原理 (5)2.2.2加法器 (6)2.3 信号还原电路 (6)2.3.1电路方案 (6)2.3.2电路原理图 (7)2.3.3低通滤波器 (7)4. Multisim仿真 (8)4.1整体仿真图 (8)4.2仿真结果 (8)5. 实物测试 (10)6.总结 (11)7.附录 (12)附录1 元件清单 (12)附录2 芯片资料 (12)参考文献 (14)武汉理工大学《数字通信系统》课程设计摘要《通信原理》课程是信息学科中的一门重要课程，它主要讲述了通信系统组成原理以及信源和信道中的各种信息编码调制方式和原理等理论知识。
本次课设是我们在完成理论课程的学习后，对理论知识综合应用和实践。
我们的任务是设计一个简易的时分复用电路，并完成信号的恢复。
在实际通信系统中，为了提高信道利用率，都会采用复用技术，而时分复用就是一种信道复用技术。
我们采用PAM调制方式进行时分复用传输，之后通过滤波器恢复原模拟信号。
通过此次课程设计去掌握时分复用原理及功能。
关键词：时分复用，PAM调制，信号恢复。
1.概述1.1 PAM与抽样定理PAM调制即为脉冲振幅调制，就是用基带信号m(t)去改变脉冲的幅度，是模拟语音信号信号数字化的必经之路。
如下图1.1所示，利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
PAM信号的特点为时间离散，但幅度不离散，仍为模拟信号。
基带信号抽样脉冲PAM信号图1.1 PAM调制示意图对模拟信号抽样必须满足抽样定理，抽样定理指出，一个频带受限(0;fH)信号m(t)，如果它的最高频率为f H，则可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。
在满足这一条件的情况下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
1.2 时分复用技术时分复用是(TMD)是信道的复用技术之一，非要用是指多个用户共用同一个物理信道，从而提高信息传输效率的技术。
时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。
这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短，能够传输的路数也就越多。
此外，时分复用通信系统有两个突出的优点，一是多路信号的汇合与分路都是数字电路，简单、可靠；二是时分复用通信系统对非线性失真的要求比较低。
然而，时分复用系统对信道中时钟相位抖动及接收端与发送端的时钟同步问题提出了较高的要求。
所谓同步是指接收端能正确地从数据流中识别各路信号。
时分复用系统的特点就是将各路信号的抽样时间错开，其系统原理框图如图1.2。
图1.2 时分复用系统框图2.电路整体方案2.1系统方案原理要完成两路信号传输及信号恢复系统设计，首先要对两路信号进行PAM 调制，单两路信号的抽样时间要分开来，在用加法器将两路信号合在一起传输，就可完成两路信号的分时传输。
对于信号的恢复，则需要用同步载波信号将两路PAM 信号还原出来，再用低通滤波器将PAM 信号进行解调还原。
那么整个系统就分为PAM 调制，分时传输和信号还原三个大部分就可以了。
2.2系统组成框图对于上述系统方案描述，这里用框图进行整个系统的描述如图2.1示。
PAM 调制则对模拟信号进行抽样即可，而分时抽样则用一个反相器对抽样脉冲处理，相当于延时一个脉冲宽度。
图2.1 整体系统框图模拟信号1模拟信号2 PAM 调制 PAM 调制延时分时传输 PAM 解调 PAM 解调 信号分离 输出信号1 输出信号23.各电路模块原理3.1PAM 调制电路3.2.1电路方案PAM 调制实际上就是完成模拟信号的抽样，将连续时间离散化就行了，在本次设计中采用自然抽样方式，实现起来简单方便。
对于语音信号通常在3.4kHz 以内，为了满足抽样定理，让抽样信号的频率为8kHz 。
若模拟信号为m(t)，抽样信号为s(t)，则已调信号表示为：)()()(m t s t m t s （式1） 由上述表达式可知，将抽样信号和模拟信号加在乘法器的两端就可以完成一路信号的PAM 调制，调制原理框图如图3.1所示。
m(t) m s (t)s(t)图3.1 PAM 调制框图2.2.2电路原理图因为两路信号要分时传输，所以两路模拟信号的抽样时间要分开来，那么只要让对模拟信号2的抽样脉冲延时一个脉冲宽度即可，此处用反相器可以实现。
调制电路图如图3.2所示：图3.2 两路信号PAM 调制电路图PAM调制运用到了乘法器，本次课设中运用MC1496芯片外接电路装成PAM调制所用到的模拟乘法器。
电路图如图3.3示。
图3.3 模拟乘法器电路图2.2 时分复用电路2.2.1电路原理时分复用电路中，最重要的是让两路信号抽样时间分离，而在对两路信号的PAM调制中，已经完成了两路信号抽样时间隔离的设置，故而只要将两路信号加在一个信道中传输就可以实现分时传输了。
其电路图如下所示。
图3.4 信道时分复用电路图加法器运用运算放大器外接电路实现，电路图如图3.5示。
图3.5 加法器电路图如上图接的电路中，两路输入信号为U1和U2，则：输出：)212211)(431(Vo 21U R R R U R R R R R ++++= （3.2） 那么，当R1=R2=R3=R4时，21Vo U U += （3.3）这样就实现了加法器的功能，可以将两个PAM 信号合在一个信道上传输。
2.3 信号还原电路2.3.1电路方案要还原出两路模拟信号，首先要将分时传输的两路信号分离出来，即是进行时分解复用，之后再将分离出来的两路调制信号进行解调，就可以得到原来的模拟信号。
将两路时分复用信号分离，则只要让两路信号分别与他们的时间不同的抽样脉冲相乘，就可以分离出两路信号，分离后的信号经过低通滤波器，就能得到原来的平滑的模拟信号。
若信道传输信号为m(t),两路抽样脉冲为s1(t)和s2(t)，则电路原理框图如下。
S1(t) m1(t)m(t)S2(t) m2(t)图3.6 信号还原电路原理框图低通滤波器 低通滤波器2.3.2电路原理图下图所示为信号还原电路的电路图，经过乘法器后得到的是单路信号，由于此时仍为PAM 信号，所以经过一个低通滤波器可以解调出原模拟信号。
图3.7 信号还原电路原理图2.3.3低通滤波器解调电路中用到了低通滤波器，对于语音信号，低通滤波器的截止频率应在为3.4kHz 左右，采用有源二阶低通滤波器形式进行设计，则有Hz RC H 340021f ==π （3.4）则可得RC=4.68×10-5，大电容成本较高，采用1000pF 的电容时，电阻约为47k Ω。
在仿真中采用一级滤波器级联是，滤波效果比较差，有毛刺，故而采用两级滤波器计量的形式，滤波器内部电路如下图示。
图3.8 低通滤波器电路原理图4.Multisim仿真4.1整体仿真图如下图所示为整体仿真电路图，所用抽样脉冲为8kHz，两路模拟信号都是峰峰值为2V的正弦信号，频率分别为1 kHz和2 kHz，低通滤波器已经封装好了。
图3.9 仿真电路原理图4.2仿真结果1.观察两路模拟信号的PAM调制，用双踪示波器观察模拟信号和PAM信号，得到的结果如下图示：对于1 kHz的模拟信号，一个周期内抽样8次，而2 kHz的模拟信号，一个周期上抽样4次。
（a）（b）图3.10 PAM调制仿真结果2. 观测时分复用信道中的信号：将示波器通道1接在加法器后面，观察加法器输出的信号如下图示。
图3.11 时分复用仿真结果3. 观测信号的恢复：将示波器接两个通道在两个低通滤波器的后面，观察到滤波器输出的信号如下图示，图中1kHz和1.5kHz信号无频率失真的还原出来了。
图3.12 信号恢复仿真结果5.实物测试本次课程设计中，小组3人共同完成硬件实物焊接工作，在焊接过程中，将乘法器、加法器、低通滤波器都分开来焊接，在用杜邦线连接起来。
另外乘法器还用CD 4066代替焊接了板子，测试并没有大问题，但全部接线后滤波出来的信号失真严重，应该是滤波器没有达到要求。
部分实物图如下图所示：图3.13 低通滤波器图3.14 加法器图3.15 整体接线图6.总结通信原理课程是信息专业学生的基础课程，在掌握理论知识的基础上进行课程设计，是提高综合实践能力的重要途径。
在本次课设中，任务所要求的的时分复用及其信号恢复系统的实现原理不是特别困难，但是在要运用到许多模拟电子线路以及高频电子线路中的一些知识，比如说加法器，乘法器和低通滤波器都是要运用这些课程中的理论知识，实现起来就比较困难。
在课程设计中，我学习到了挺多理论课上没学到的知识。
为了设计出加法器和滤波器，我再次学习模电知识，计算出要求的参数，巩固了一些电子线路的基础知识。
同时，通信原理课程中主要学习的是通信系统的组成和原理，也是通过通信系统的设计，让我把以前学习的理论知识结合起来，共同实现系统功能，加强了我综合运用能力。
当然，在课程设计实践中，因为遇到了一些问题。
在电路仿真过程中，用仿真软件中的加法器进行仿真时，滤波得到的波形较为光滑，但用运放连成加法器是，滤波后得到的波形较差，可见加法器做的不是很完美。
另外，我们的实物制作也出了很大的问题，我们组都对一些硬件部分进行了焊接，整合在一起时却无法实现系统功能，所以说这次实物制作时失败的。