时分多路复用系统的仿真实现报告
时分复用技术实验报告
一、实验目的1. 理解时分复用技术的原理和过程。
2. 掌握时分复用系统的组成和功能。
3. 学习使用时分复用技术实现多路信号传输。
4. 分析时分复用技术的优缺点及其在实际应用中的意义。
二、实验原理时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号按照一定的时间顺序复用到同一传输线路上，并在接收端进行分离的技术。
其基本原理是将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片，每个信号源占用一个时间片进行传输。
在发送端，将各个信号源的数据按照一定的顺序排列，并分配相应的时间片，形成复用信号。
在接收端，通过相应的解复用技术，将复用信号分离成各个原始信号。
三、实验仪器与设备1. 时分复用实验箱2. 示波器3. 信号发生器4. 计算器四、实验步骤1. 系统搭建：按照实验箱说明书，搭建时分复用实验系统。
将信号发生器连接到实验箱的输入端，示波器连接到实验箱的输出端。
2. 信号生成：设置信号发生器，生成两个频率分别为1kHz和2kHz的正弦波信号，分别代表两路信号源。
3. 时分复用：开启实验箱，设置时分复用参数，如时间片数量、时间片长度等。
观察示波器上的输出信号，记录下复用信号的特征。
4. 解复用：设置解复用参数，如时间片数量、时间片长度等。
观察示波器上的输出信号，记录下解复用信号的特征。
5. 数据分析：分析时分复用和解复用信号的特征，验证时分复用技术的原理和效果。
五、实验结果与分析1. 时分复用信号：示波器显示的复用信号是两个正弦波信号的叠加，且时间上相互交织。
2. 解复用信号：示波器显示的解复用信号是两个独立的正弦波信号，分别对应两个原始信号。
3. 分析：通过实验，验证了时分复用技术能够将多个信号复用到同一传输线路上，并在接收端进行分离。
时分复用技术具有以下优点：- 提高信道利用率：在同一传输线路上传输多个信号，提高了信道利用率。
- 简化系统设计：时分复用技术不需要复杂的调制解调技术，简化了系统设计。
电路基础原理模拟信号的多路复用与解复用
电路基础原理模拟信号的多路复用与解复用在通信领域中，信号传输是非常重要的一环。
模拟信号的多路复用与解复用是实现多信号并行传输的关键技术之一。
本文将讨论电路基础原理下的模拟信号多路复用与解复用的原理和应用。
首先，我们来了解什么是模拟信号的多路复用。
多路复用指的是将多个信号通过同一个信道同时传输的技术。
在模拟信号的多路复用中，采用的是时分多路复用（TDM，Time Division Multiplexing）技术。
简而言之，TDM技术将每个信号分成若干个时间片，然后依次将每个时间片送入信道中传输。
接收端根据时间片的先后顺序，通过解复用技术将多个信号分开。
在TDM技术中，关键的部分就是如何将多个信号进行分时处理。
这涉及到了时钟信号的产生和同步问题。
具体实现时，发送端会通过时钟信号将多个信号进行切片，并按照时间顺序依次输入到信道中。
而接收端则需要根据发送端的时钟信号进行同步，通过时钟信号判断出每个信号的时间片，并按照时间顺序将信号进行合并。
模拟信号的多路复用技术具有一些优势。
首先，它可以提高信道利用率。
通过多路复用技术，多个信号可以同时传输，充分利用了信道的带宽资源。
其次，它能够降低系统成本。
由于多个信号可以通过同一个信道进行传输，可以减少所需的硬件设备数量和成本。
此外，模拟信号的多路复用技术还能够减少通信线路的数量，简化了通信系统的布线和维护工作。
除了多路复用，解复用也是实现模拟信号传输的关键环节。
解复用是指在接收端将多路复用后的信号还原为原始信号的过程。
在TDM技术中，解复用的核心是通过时钟信号对多个信号进行分离。
接收端根据发送端的时钟信号，按照时隙的顺序将信号进行分离，还原为原始信号。
在实际应用中，模拟信号的多路复用与解复用技术被广泛应用于电话通信、数据传输、音视频传输等领域。
例如，电话通信中的多路复用技术可以实现多个通话同时传输在一根电话线上，提高了通信线路的利用率。
另外，数据传输中的多路复用技术可以实现多个计算机同时进行数据传输，提高了数据传输效率。
PCM系统时分多路复用
电话通信系统
一、语音信号的数字化变换
语音信号经PCM通信系统变成数字信号 1.语音信号的抽样速率为8KHz 2.语音信号的量化采用A率非均匀量化 3.语音信号的编码采用8位折叠二进制编码---在用户电路中实现 4.多路语音信号常用TDM方式进行复用
* 30/32路PCM系统的帧结构
32时隙，256bit，125us
（二）语音信号的数字化
1. 抽样：遵循抽样定理，将时间上的连续变为离散（PAM） * 抽样定理：fs(抽样速率) ≥ 2fm(信号最高频率） 语音信号：300-3400Hz fs ≥ 6800Hz 取 8000Hz 周期T = 1/8000 = 125us
思考：一信号频率范围2Hz –5KHz，若对此信号抽样， 求抽样速率和周期。
三阶高密度双极性码（HDB3）
是AMI码改进型，克服了连“0”码多时丢失定时信息的缺点，是CCITT推 荐使用的码型之一。
编码规则： 1. 先编成AMI码，检查代码连“0” 情况，若连“0”数< 4个，编码完毕 2. 若连“0”数≥ 4个
①代码中的“1”称为信码B，并用B+、B-表示 ②将连“0”按4个分组，将“0000”用“000V”取代，
模 拟 信 号
3.7
2.7
PAM
0.3
-0.3 -1.8
-2.6
2. 量化：用有限个电平来表示抽样信号，变幅度上的连续为离散
3.7 4 2.7 3
0.3 0
-0.3 0
-1.8 -2
-2.6 -3
* 均匀量化：将输入信号的取值按等距离分割，四舍五入法 * 量化误差：由量化引起的误差
* 非均匀量化：根据信号的不同区间来确定量化间隔 * 压缩与扩张技术
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。
实验六 基于simulink的时分多路复用系统的仿真
实验六基于simulink的时分多路复用系统的仿真一、实验目的1、掌握时分复用的概念；2、理解时分复用的原理及简单实现方法；3、进一步熟悉simulink在通信系统中的使用2、实验原理抽样定理：一个频带限制在0到f m以内的低通模拟信号x(t),可以用时间上离散的抽样值来传输，抽样值中包含有x(t)的全部信息。
当抽样频率f s≧2f m时，可以从已抽样的输出信号中用一个带宽为f m≦B≦f s—f m的理想低通滤波器不失真地恢复出原始信号。
时分复用是建立在抽样定理基础上的。
抽样定理使连续(模拟)的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。
这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在单路抽样信号在时间上离散的脉冲间留出很大的空隙。
因此，可以在空隙中插入若干路其他抽样信号，只要各路抽样信号在时间上不重叠并且能区分开，那么一个信道就可以能同时传输多路信号，达到多路复用的目的。
这种多路复用技术称为时分多路复用，图6-1为基带信号的时分复用原理框图。
图6-1 基带信号时分复用原理假设有N路PCM信号进行时分多路复用，系统框图及波形如图6-2和图6-3所示。
各路信号首先通过相应的低通滤波器使之变为带线信号，然后送到抽样电子开关，电子开关每T s秒将各路信号依次抽样一次，这样N个样值按先后顺序错开插入抽样间隔T s，之内，最后得到的复用信号是N个抽样信号之和，其波形如图6-3所示。
各路信号脉冲间隔为T s，各路复用信号脉冲的间隔为T s /N。
由各个消息构成单一抽样的一组脉冲叫做一帧，一帧中相邻两个脉冲之间的时间间隔叫做时隙，未被抽样脉冲占用的时隙叫做保护时间。
图6-2 时分复用系统框图图1.3 时分复用波形（a）第一路波形（b）第二路波形（c）第三路波形（d）合成波形在接收端，合成的多路复用信号由与发送端同步的分路转换开关区分不同路的信号，把各路信号的抽样脉冲序列分离出来，再用低通滤波器恢复各路所用的信号。
第3章时分多路复用及PCM3032路系统
图3-16 帧同步系统工作流程图
图中A表示帧同步状态；B表示前方 保护状态；C表示捕捉状态；D表示后方 保护状态。
图中PS 为帧同步码标志；PC 为收端产 生的比较标志。
4．帧同步码型与长度
在选择帧同步码组结构时，要考虑 由于信息码而产生伪同步码的概率越小 越好。
如果增加帧同步码组的码位数，可
3.2.1 PCM30/32路系统帧结构
PCM30/32系统的帧周期是125 s，
每一帧由32个时隙组成，每个时隙对应1 个样值，1个样值编8位码。
图3-10 PCM30/32路系统帧结构
1．30个话路时隙：TS1∽ TS15 ，TS17∽TS 31
TS1∽ TS15 分别传送第1∽15路（ CH1 ∽ CH15 ）话音信号，TS ∽ 17 TS 31 分别传送 第16∽30路（ CH16 ∽CH 30）话音信号。
为了提高通信信道的利用率，使信 号沿同一信道传输而不互相干扰，这种 通信方式称为多路复用。
目前多路复用方法中用得最多的有 两大类：频分多路复用（FDM）和时分 多路复用（TDM）。
频分多路复用方式用于模拟通信； 时分多路通信方式用于数字通信，例如 PCM通信。
2．时分多路复用的概念
所谓时分多路复用（即时分制）是 利用各路信号在信道上占有不同的时间 间隔的特征来分开各路信号的。
因此用户的话音信号需要经过2/4线 变换的差动变量器，经1 2端送入PCM 系统的发送端。
差动变量器1 2端与4 1端的传输 衰减要求越小越好，但4 2端的衰减要 求越大越好，以防止通路振鸣。
话音信号再经过放大（调节话音电
平）、低通滤波（限制话音频带，防止 折叠噪声的产生）、抽样和路及编码。
其抽样周期为 1 125s 16 16T (T 125s)， 而且信令信号抽50样0 后只编4位码。
通信系统中的多路复用技术介绍
通信系统中的多路复用技术介绍多路复用技术指的是在通信系统中，通过将多个信号合并在一个信道中传输，以提高通信信道的利用率和传输效率的一种技术。
它可以将不同用户的信号同时传输在同一个信道中，从而实现多个用户同时进行通信。
下面将详细介绍多路复用技术的原理和步骤。
一、多路复用技术的原理1. 频分多路复用（FDM）：将传输信道频带划分为若干个不重叠的子信道，每个子信道用于传输一个用户的信号。
通过控制每个子信道的带宽，可以使不同用户之间的信号不会相互干扰。
2. 时分多路复用（TDM）：将传输信道的时间分成若干个时隙，每个时隙用于传输一个用户的信号。
用户的信号在不同的时隙进行传输，通过控制每个用户的传输速率，可以实现多用户同时传输。
3. 统计多路复用（SDM）：根据用户的传输需求和信道的使用情况，动态地分配信道资源。
当用户的传输需求较小或者其他用户没有传输时，可以将信道资源分配给其他用户使用。
二、多路复用技术的步骤1. 信号接入：将不同用户产生的信号接入到通信系统中。
用户的信号可以通过不同的方式接入，如数字化后通过信号结构器输入、模拟信号通过模数转换器转换为数字信号后输入等。
2. 信号编码：对每个用户的信号进行编码。
编码可以使得不同用户的信号在传输过程中相互独立，不会相互干扰。
常见的编码方式有频分编码、时分编码等。
3. 多路复用：将各个用户的信号按照多路复用技术的原理进行合并。
例如，对于频分多路复用技术，可以将每个用户的信号经过调制后分配到不同的频带中；对于时分多路复用技术，可以将每个用户的信号按照时间顺序分配到不同的时隙中。
4. 信号传输：将多路复用后的信号通过信道传输。
传输过程中需要保持信号的完整性和准确性，避免信号受到干扰或衰减。
5. 信号分解：在接收端，将传输的信号进行分解，分离出各个用户的信号。
分解可以使用与多路复用技术相对应的解复用技术，如频分解复用、时分解复用等。
6. 信号解码：对分离出的每个用户的信号进行解码。
4.时分多路复用PCM_标准实验报告
实验十三时分多路复用PCM实验【实验内容】1．脉冲编码调制（PCM）及系统实验2．PCM编码时分多路复用时序分析实验【实验目的】1．加深对PCM编码过程的理解。
2．掌握时分多路复用的工作过程。
3．了解PCM系统的工作过程。
【实验环境】1．分组实验：两人一组或单人2．设备：通信实验箱，数字存储示波器【实验原理】1.PCM基本工作原理脉冲编码调制（PCM）是把一个时间连续、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后在信道中传输。
脉冲编码调制包括三个步骤，对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。
抽样：要使模拟信号数字化并实现时分多路复用，首先要在时间上对模拟信号进行离散化处理，这一过程叫抽样。
所谓抽样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。
抽样后的样值序列在时间上是离散的，可进行时分多路复用，也可将各个抽样值经过量化、编码变换成二进制数字信号。
量化：抽样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。
这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。
量化有均匀量化和非均匀量化。
采用均匀间隔量化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化，这种量化方式会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。
如果使小信号时量化级间宽度小些，而大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。
这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化。
目前国际上普遍采用容易实现的A律13折线压扩特性和μ律15折线的压扩特性。
我国规定采用A律13折线压扩特性。
采用13折线压扩特性后小信号时量化信噪比的改善量可达24dB，而这是靠牺牲大信号量化信噪比(亏损12dB)换来的。
A律和μ律的压扩特性如下图所示:编码：抽样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。
时分多路复用及PCM3032路系统
30/32路PCM基群帧结构2.1 帧结构帧结构的概念就是把多路话音数字码以及插入的各种标记按照一定的时间顺序排列的数字码流组合。
我国采用的是30/32路PCM基群结构，即在传输数据时先传第1路信号，然后传第2路信号，第3路信号……直到传完第32路，再传第1路，第2路……如此循环下去。
每一路信号占用的不同的时间位置，称为时隙，用TS0、TS1、TS2、……TS31来表示。
其中TS0用于传输同步码、监视码、对端告警码组（简称对告码）；TS16用于传输信令码；TS1—TS15传前15个话路的话音数字码，TS17—TS31传输后15个话路的话音数字码，显然，在32个时隙中只有30个时隙用于传话音数字码，记作PCM30/32。
将所用话路都抽样一次的时间叫帧长，也就是同一个话路抽样两次的时间间隔。
因为每个话路的抽样频率是8000H Z，即每秒抽样8000次，所以两个抽样值之间的时间间隔是1/80 00，等于125µs，这也就决定了帧长是125µs。
由于编码需要时间，所以每个样值应达到一定的宽度，这个时间宽度就是时隙，即每个话路在一帧中所占的时间，等于3.91（125/3 2）µs，每个时隙的样值编8位码，因此，每位码占用的时间是0.448µs（3.91µѕ/8）. PCM 30/32基群帧结构如图：2.2 TS0偶帧TS0用于传帧同步码，其中第2—8位码固定发0011011，这7位码组就是帧同步码。
收端就是通过检测帧同步码组来实现同步的。
第1位码留作国际通用，不用时为1。
奇帧TS0用于传监视码、对告码等。
其中第2位码固定发1，称为监视码，它用于辅助同步过程的实现。
第3位码为A1。
用于传对告码，正常同步时为0，不正常时即失步时发1。
其它几位码、第1位、第4—8位码可用于低速率数据通信，不用时为1。
对告码的作用是：通话正常进行，必须两个方向都通畅，如果一个方向有故障，就必须能通过对告码来告诉对方。
《数字通信》-第4章-时分多路复用及PCM30-32路系统-2
《数字通信》第4章时分多路复用及PCM30/32路系统(2)复习时分多路复用利用各路信号在信道上占有不同的时间间隔的特征来分开各路信号 发端和收端的高速开关k1和k2必须严格同频同相位同步位同步就是码元同步，需要做到每位码对齐相当于k1,k2同频帧同步帧同步就是为了保证收端与发端相应的话路在时间上对准相当于k1,k2同相复习 PCM30/32路系统帧结构复习 PCM30/32路定时系统内容1.PCM30/32路帧同步系统2.PCM30/32路系统的构成1.PCM30/32路帧同步系统位同步已解决的问题：解决收端时钟与接收信码之间的同频问题，得到了一连串无头无尾的信码流。
帧同步系统需要解决的问题：从收到的信码流中分辨出哪8位码是属于同一个抽样值的码字 分辨出每一个码字（8位码）属于哪一路，以便正确分路。
帧同步实现方法：集中插入帧同步码帧同步码选择为：0011011将帧同步码集中插入在偶帧TS0的第2位-第8位收段接收并识别出帧同步码后，即可判断出后续的8位码为一个码字，且为第一个话路信码，以此类推，便可正确接收每一路信号，从而实现帧同步。
前方保护：目的：防止假失步过程：当连续m次检测不到帧同步码后，才判断为系统真正失步，并立即进入捕捉状态，开始捕捉同步码。
ITU-T规定：m=3或4前方保护时间：从第一个帧同步码丢失起，到帧同步系统进入捕捉状态位置的这段时间，叫做前方保护时间。
(-1)sT m T =前后方保护：目的：防止伪失步 同步捕捉方式：逐步移位捕捉方式 过程：只有当连续捕捉到n次帧同步码后，才判断为系统真正恢复到了同步状态。
ITU-T规定：n=2 后方保护时间：从捕捉到第一个真正的同步码到系统进入同步状态的这段时间。
(-1)sT n T =后前后保护时间记忆：我不会轻易放你走，会经过三番四次的挽留。
一旦你最终选择离开，如果将来还想回来，我将需要再（二）次考虑你的请求。
后方保护：伪同步可能带来的影响：需要经过前方保护才能重新开始捕捉，因而使同步恢复时间拉长在捕捉过程中，如果捕捉到的帧同步码组具有以下规律，则判断帧同步系统进入帧同步状态：第N 帧（偶帧）有帧同步码{0011011}；第N+1帧（奇帧）无帧同步码，而有奇帧标志码{1A111111}；第N+2帧（偶帧）有帧同步码{0011011}如果在第N+1帧或第N+2帧检测失败，则需要重新进行捕捉。
时分多路复用
时分多路复用（TDM）：概念时分多路复用（TDM：Time Division Multiplexing）是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用。
TDM就是通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号的。
电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。
因数字信号是有限个离散值，所以TDM技术广泛应用于包括计算机网络在内的数字通信系统，而模拟通信系统的传输一般采用FDM。
TDM是以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现，因此时分多路复用更适用于数字信号的传输。
它又分为同步时分多路复用和统计时分多路复用。
采用基带传输的数字数据通信系统，如计算机网络系统、现代移动通信系统等；原理由于基带传输系统采用串行传输的方法传输数字信号，不能在带宽上划分。
TDM技术在信道使用时间上进行划分，按一定原则把信道连续使用时间划分为一个个很小的时间片，把各个时间片分配给不同的通信过程使用；由于时间片的划分一般较短暂，可以想象成把整个物理信道划分成了多个逻辑信道交给各个不同的通信过程来使用，相互之间没有任何影响，相邻时间片之间没有重叠，一般也无须隔离，信道利用率更高。
通常采用的技术有：STDM同步十分多利复用技术和ATDM异步时分多路复用技术同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定的时间段（一个周期），再将每一时间段划分成等长度的多个时隙，每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。
由于在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，这就形成了时隙浪费，其时隙的利用率很低，为了克服STDM的缺点，引入了异步时分复用技术。
异步时分复用（ATDM）技术又被称为统计时分复用技术（Statistical Time Division Multiplexing），它能动态地按需分配时隙，以避免每个时间段中出现空闲时隙。
时分复用及帧同步
时分复用及帧同步2.1.1 时分复用/解复用（TDM ）实验一、实验目的 1. 掌握时分多路复用的概念 2. 了解本实验中时分复用的组成结构二、实验仪器1. RZ9681实验平台2. 实验模块： ∙ 主控模块∙ 基带数据产生与码型变换-A2 ∙ 信源编码与时分复用模块-A3 ∙ 信源译码与时分解复用模块-A6 3. 100M 双通道示波器 4. 信号连接线5. PC 机（二次开发）三、实验原理 时分复用是将整个信道传输信息的时间划分成不同时隙，利用不同的时隙来传输不同信号，以扩大传输容量和提高传输效率。
3.1 数字复接 数字复接技术是把两个或两个以上的低速信号按照时分复用的方式合并成一个高速信号。
按帧复接是指将每一路并行数据的每一帧按照信道的顺序循环逐一排列，得到一路的串行数据。
按照按帧复接的方式，每次复接一路信号的一帧数据，因此复接时不会破坏原来各个帧的自身内部的顺序，有利于交换。
准同步复接指各并行信道使用各自的时钟，但各支路的时钟被限制在一定的容差范围内。
这种复接方式在复接前必须将各支路的码速都调整到统一的规定值后才能复接。
在这种复接方式中需要进行码速调整。
本实验中数字复接系统方框图，如下图所示：图1 时分复用解复用方框图本实验中同步复接的帧结构如下图所示：发定时调 整复 接收定时分 接恢复同 步PCM 8bit CVSDPCM 8bit CVSD帧头PCM 8bit CVSD一帧4路数据图2 时分复用帧结构在本实验中，一帧分为四个时隙，第一个时隙传输一个8bit 的帧头，用于同步以及确定每一帧的起始点；第二个时隙传输PCM 的8bit 的量化信号，第四个时隙传输CVSD 的量化信号，但由于采样值不是固定的，因此每一帧传送的PCM 和CVSD 的信号都是不同的；第三个时隙传输一个8bit 的自定的数据，可以通过解复用模块A6的8个LED 的亮灭来观察。
一帧高速串行数据的传输速率为256Kb s ⁄，由于在一帧中有4个时隙，因此每一路低速并行数据的传输速率为256Kb s ⁄÷4=64Kb s ⁄。
时分多路复用
摘要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会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(Multiplexing)。
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 Division Multiplexing)是两种最常用的多路复用技术。
时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用，适用于媒体数据速率容量超过要传输的几路数字信号总速率的情况。
此次课程设计利用MATLAB/Simulink仿真软件实现对时分多路复用系统的模拟仿真，达到对输入信号实现复用和解复用的效果。
关键词：多路复用；解复用；系统仿真目录前言 (1)一、基本原理 (2)1.1多路复用技术 (2)1.2时分多路复用技术概述 (2)1.3TDM系统组成及工作原理 (3)1.4时分复用中的同步技术原理 (3)1.2.1位同步原理 (4)1.2.2帧同步原理 (4)1.2.3 载波同步原理 (4)1.2.4网同步原理 (4)二、模块简介 (6)2.1设计思路 (6)2.2 MATLAB概述 (6)2.3 Simulink简介 (6)2.4时分多路复用系统的基本原理 (7)三、时分复用系统仿真模型 (10)3.1 Simulink仿真框图搭建 (10)3.2 Subsystem/Subsystem1结构框图 (10)3.3参数设置 (11)3.4仿真结果及分析 (13)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)前言在实际的通信系统中，经常需要在两地之间同时传送多路信号。
(完整word版)时分多路复用系统的仿真实现
摘要时分多路复用是一种数字复用技术,在数字通信系统中,模拟信号的数字传输或数字基带信号的多路传输一般都采用时分多路复用方式来提高系统的传输效率。
时分复用是将不同源端的数字数据合并到一个时间共享的链路上,适用于媒体数据速率容量超过要传输的几路数字信号总速率的情况。
本次课程设计利用MATLAB/Simulink仿真软件实现对时分多路复用系统的模拟仿真,达到对输入信号实现复用和解复用的效果.关键词：时分复用;Simulink；仿真目录第1章时分多路复用系统仿真的基本原理 (1)1。
1 Simulink简介 (1)1.2 时分多路复用系统的基本原理 (1)第2章时分复用系统仿真模型 (4)2。
1 Simulink仿真框图搭建 (4)2.2 仿真参数设置 (5)第3章时分多路复用的Simulink仿真及结果分析 (11)3。
1 时分多路的Simulink仿真 (11)3。
2 仿真结果分析 (13)总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)第1章时分多路系统仿真的基本原理1.1 Simulink简介Simulink（动态系统仿真）是MATLAB中一个建立系统方框图和基于方框图级的系统仿真环境，是一个对动态系统进行建模、仿真并对仿真结果进行分析的软件包。
使用Simulink可以更加方便地对系统进行可视化建模，并进行基于时间流的系统级仿真，使得仿真系统建模与工程中的方框图统一起来。
并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块，如示波器模块、频谱仪模块以及数据输入输出模块等显示出来，使得系统仿真工作大为方便.Simulink具有适应面广结构（线性系统、非线性系统、离散系统、连续及系统混和系统)、流程清晰仿真精细和提供大量函数模块等优势特点.由于matlab和simulink是集成在一起的，因此用户可以在两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。
不用命令行编程，由方框图产生.mdl文件（s函数）当创建好的框图保存后,相应的.mdl文件就自动生成，这个.mdl文件包含了该框图的所有图形及数学关系信息。
时分多路复用技术的实现原理
时分多路复用技术的实现原理信道复用技术的类型主要有：1.频分多路复用2.时分多路复用3.波分多路复用4.码分多路复用下面我主要介绍一下时分多路复用技术的实现原理：时分多路复用（TDM：Time Division Multiplexing）是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用。
TDM就是通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号的。
电路上的每一短暂时刻只有一路信号存在。
因数字信号是有限个离散值，所以TDM技术广泛应用于包括计算机网络在内的数字通信系统，而模拟通信系统的传输一般采用FDM。
TDM是以信道传输时间作为分割对象，通过多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现，因此时分多路复用更适用于数字信号的传输。
它又分为同步时分多路复用和统计时分多路复用。
采用基带传输的数字数据通信系统，如计算机网络系统、现代移动通信系统等；TDM技术的基本原理由于基带传输系统采用串行传输的方法传输数字信号，不能在带宽上划分。
TDM技术在信道使用时间上进行划分，按一定原则把信道连续使用时间划分为一个个很小的时间片，把各个时间片分配给不同的通信过程使用；由于时间片的划分一般较短暂，可以想象成把整个物理信道划分成了多个逻辑信道交给各个不同的通信过程来使用，相互之间没有任何影响，相邻时间片之间没有重叠，一般也无须隔离，信道利用率更高。
通常采用的技术有：STDM同步十分多利复用技术和ATDM异步时分多路复用技术同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定的时间段（一个周期），再将每一时间段划分成等长度的多个时隙，每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。
由于在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，这就形成了时隙浪费，其时隙的利用率很低，为了克服STDM的缺点，引入了异步时分复用技术。
时分复用实验报告
一、实验目的1. 理解时分复用的基本概念和原理。
2. 掌握时分复用和解复用的实验操作方法。
3. 通过实验，加深对时分复用在实际通信系统中的应用理解。
二、实验原理时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号源的信息按照一定的时间顺序复用到同一传输线路上，并在接收端进行解复用的技术。
时分复用通过将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片，并将每个时间片分配给一个信号源，从而实现多路信号在同一传输线路上传输。
时分复用的基本原理如下：1. 将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片。
2. 将每个时间片分配给一个信号源，每个信号源在一个时间片内发送自己的信息。
3. 在接收端，根据每个信号源分配的时间片顺序，将复用后的信号解复用，恢复出各个原始信号。
三、实验仪器1. 实验箱：包含时分复用和解复用模块。
2. 信号发生器：产生不同频率和幅度的信号。
3. 示波器：观察信号波形。
4. 电缆线：连接实验箱和仪器。
四、实验步骤1. 连接实验箱、信号发生器和示波器。
2. 设置信号发生器，产生两个不同频率和幅度的信号。
3. 将信号发生器产生的信号输入到时分复用模块的输入端。
4. 打开实验箱电源，观察示波器上复用信号的波形。
5. 将复用信号输入到解复用模块的输入端。
6. 观察解复用模块的输出端，分析解复用后的信号是否恢复出原始信号。
五、实验过程1. 将信号发生器产生的两个信号分别输入到时分复用模块的A、B输入端。
2. 打开实验箱电源，观察示波器上A、B信号的波形，确认信号输入正常。
3. 观察示波器上复用信号的波形，确认复用过程正常。
4. 将复用信号输入到解复用模块的输入端。
5. 观察解复用模块的输出端，分析解复用后的信号是否恢复出原始信号。
六、实验结论1. 通过实验，成功实现了时分复用和解复用过程。
2. 实验结果表明，时分复用技术能够有效地将多个信号源的信息复用到同一传输线路上，并在接收端恢复出原始信号。
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摘要时分多路复用是一种数字复用技术，在数字通信系统中，模拟信号的数字传输或数字基带信号的多路传输一般都采用时分多路复用方式来提高系统的传输效率。
时分复用是将不同源端的数字数据合并到一个时间共享的链路上，适用于媒体数据速率容量超过要传输的几路数字信号总速率的情况。
本次课程设计利用MATLAB/Simulink仿真软件实现对时分多路复用系统的模拟仿真，达到对输入信号实现复用和解复用的效果。
关键词：时分复用；Simulink；仿真目录第1章时分多路复用系统仿真的基本原理 (1)1.1 Simulink简介 (1)1.2 时分多路复用系统的基本原理 (1)第2章时分复用系统仿真模型 (4)2.1 Simulink仿真框图搭建 (4)2.2 仿真参数设置 (5)第3章时分多路复用的Simulink仿真及结果分析 (11)3.1 时分多路的Simulink仿真 (11)3.2 仿真结果分析 (13)总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)第1章时分多路系统仿真的基本原理1.1 Simulink简介Simulink（动态系统仿真）是MATLAB中一个建立系统方框图和基于方框图级的系统仿真环境，是一个对动态系统进行建模、仿真并对仿真结果进行分析的软件包。
使用Simulink可以更加方便地对系统进行可视化建模，并进行基于时间流的系统级仿真，使得仿真系统建模与工程中的方框图统一起来。
并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块，如示波器模块、频谱仪模块以及数据输入输出模块等显示出来，使得系统仿真工作大为方便。
Simulink具有适应面广结构（线性系统、非线性系统、离散系统、连续及系统混和系统）、流程清晰仿真精细和提供大量函数模块等优势特点。
由于matlab和simulink是集成在一起的，因此用户可以在两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。
不用命令行编程，由方框图产生.mdl文件（s函数）当创建好的框图保存后，相应的.mdl文件就自动生成，这个.mdl文件包含了该框图的所有图形及数学关系信息。
框图表示比较直观，容易构造，运行速度较快。
Simulink的仿真原理是当在框图视窗中进行仿真的同时，MATLAB 实际上是运行保存于simulink内存中s函数的映象文件，而不是解释运行该mdl文件。
Simulink的模型在视觉上表现为方框图，在文件上则是扩展名为mdl的ASCII 代码；在数学上体现为一组微分方程或差分方程；在行为上模拟了物理器件构成的实际系统的动态特性。
Simulink 的一般结构：输入→系统→输出1.2 时分多路复用系统的基本原理抽样定理：一个频带限制在0到fm以内的低通模拟信号x(t),可以用时间上离散的抽样值来传输，抽样值中包含有x(t)的全部信息。
当抽样频率fs≧2fm 时，可以从已抽样的输出信号中用一个带宽为fm≦B≦fs—fm的理想低通滤波器不失真地恢复出原始信号。
时分复用是建立在抽样定理基础上的。
抽样定理使连续(模拟)的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽样脉冲值所代替。
这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在单路抽样信号在时间上离散的脉冲间留出很大的空隙。
因此，可以在空隙中插入若干路其他抽样信号，只要各路抽样信号在时间上不重叠并且能区分开，那么一个信道就可以能同时传输多路信号，达到多路复用的目的。
这种多路复用技术称为时分多路复用，图1.1为基带信号的时分复用原理框图。
图1.1 基带信号时分复用原理假设有N路PCM信号进行时分多路复用，系统框图及波形如图1.2和图1.3所示。
各路信号首先通过相应的低通滤波器使之变为带线信号，然后送到抽样电子开关，电子开关每Ts秒将各路信号依次抽样一次，这样N个样值按先后顺序错开插入抽样间隔Ts，之内，最后得到的复用信号是N个抽样信号之和，其波形如图1.3所示。
各路信号脉冲间隔为Ts ，各路复用信号脉冲的间隔为Ts/N。
由各个消息构成单一抽样的一组脉冲叫做一帧，一帧中相邻两个脉冲之间的时间间隔叫做时隙，未被抽样脉冲占用的时隙叫做保护时间。
图1.2 时分复用系统框图在接收端，合成的多路复用信号由与发送端同步的分路转换开关区分不同路的信号，把各路信号的抽样脉冲序列分离出来，再用低通滤波器恢复各路所用的信号。
多路复用信号可以直接送到某些信道传输，或者经过调制变换成适合于某些信道传输的形式在进行传输。
传输接收端的任务是将接收到的信号经过解调或经过适当的反变换后恢复出原始多路信号。
图1.3 时分复用波形（a）第一路波形（b）第二路波形（c）第三路波形（d）合成波形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序号。
为此，必须在每帧内加上标志信号（即帧同步信号）。
它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲。
第2章时分复用系统仿真模型2.1 Simulink仿真框图搭建根据同步时分多路复用系统原理，在熟悉Simulink仿真软件的基础上，可搭建系统实现框图如图2.1和图2.2所示。
图2.1 时分复用系统结构框图图2.2 Subsystem/Subsystem1结构框图在左侧输入端输入包括方波、正选拨及锯齿波的四路信号，经过Subsystem （结构图如图2.2所示）在脉冲控制下实现对左侧输入信号按时间依次进行抽取。
合并器Merge的功能是将在不同时隙抽取的信号合并成一路向量信号并由示波器输出该复用波形。
Subsystem1结构同Subsystem，实现时分复用系统原理框图（图1.2）中高速开关的作用，即在接收端将经合并器Merge以后的复用信号以按时间抽取的方式分离成原始的四路信号。
2.2 仿真参数设置系统框图各输入信号参数设置如图2.3到图2.5所示：图2.3 方波参数设置采用幅度为3，周期为2，无相位延迟的方波分别作为第1路输入信号。
具体设置如图2.3。
采用幅度为3 ，周期为兀的正弦波作为第2路和第4路输入信号。
具体设置如图2.4。
采用周期为2的锯齿波作为第三路输入信号。
具体设置如图2.5。
图2.4 正弦波参数设置Subsystem系统中各参数设置如图2.6到图2.11所示：图2.6 控制信号参数设置使用幅度为3周期为0.1的矩形脉冲控制按时间抽取的“高速开关”的旋转。
使用零阶保持器来实现时隙分配过程中的同步。
其采样时间设置为0.1/4。
图2.8 延迟器的参数设置单位延迟器，采样周期为缺省值，Subsystem/Subsystem1中有四路输入，第一路不做任何处理，对其他三路分别进行相对于前一路的单位延迟，即第二路延迟一个单位，第三路延迟二个单位，第四路延迟三个单位。
利用这种输入信号在时间轴上相对位置的变化，可以实现对四路信号的分离，即时隙分配。
图2.9 使能子系统结构示意图图2.10 使能子系统及参数确定Enable的作用就是使在系统控制信号的控制之下（本系统中为方波信号），子系统可以自行启动，不必再另行调用。
图 2.11 合成器Merge的参数设置系统框图输出部分参数设置：输出部分除了参数设置与Subsystem设置相同起抽样分离作用的Subsystem1以外，在分离出来的信号支路上各加上了低通或者数字滤波器来减少解复用的失真，具体设置如图2.12和图2.13。
图2.12 低通滤波器的参数设置图 2.13 数字滤波器的参数设置第3章 Simulink仿真及结果分析3.1 Simulink仿真结果整个时分多路复用框图中共接有3个滤波器，它们分别是：示波器1（输入端）、示波器2（复用端）和示波器3（解复用端）。
按照Simulink仿真的一般方法步骤仿真以后，各个端口的示波器波形如图3.1到图3.3所示。
图3.1 示波器1输出波形图3.2 示波器2输出波形图3.3 示波器3输出波形3.2 仿真结果分析示波器1 接在仿真框图的输入端部分，其输出波形为包括方波、锯齿波和正弦波在内的四路原始输入信号。
示波器2接在仿真框图的复用端，其输出波形为经过时间采样并由合成器合成以后的服用波形。
示波器3 接在仿真框图的输出端，即解复用端，其输出波形为对复用波形进行按时间抽取采样分离以后的解复用信号。
仔细对比示波器1和示波器2的输出波形。
可以看出示波器2的轮廓包含示波器1中的方波、锯齿波和正弦波。
可以得出在经过Subsystem采样Merge 合成以后，示波器2的输出波形就是将输入波形按照时隙分配复用原则复用以后的波形。
对比示波器1和示波器3的输出波形。
可以看出两者之间波形总体来说基本一致略有失真，究其原因就是在复用和解复用中可能有混入的无关量，造成了干扰。
针对此情况，在输出端分别加入了低通滤波器和数字滤波器，减小了干扰量的影响，但相比示波器1 输入波形还是存在一定程度上的失真。
总结这次课程设计的任务是利用Simulink仿真软件进行时分多路复用的系统仿真。
时分多路复用是按传输信号的时间进行分割的，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为多时间间隔，即时隙。
每个时间片被一路信号占用，通过在时间上交叉发送每一路信号的一部分来实现一条电路传送多路信号的。
完成本次课设需要在掌握Simulink仿真软件的基础上利用该软件对时分多路复用系统进行仿真，实现对输入信号的复用和解复用。
本次课程设计基本完成了利用Simulink仿真软件对输入信号的复用和解复用的任务，并且利用滤波器降低了外界无用信号的干扰，增大了输出信号与原始输入信号的接近度，即提高了设计的时分多路复用系统的系统性能。
参考文献[1] 潘新民.计算机通信技术[M].北京：电子工业出版社,2003:113[2] Proakis.数字通信（第四版）[M].北京：电子工业出版社,2004:112-115[3] 谢尤忠.现代通信系统原理教程[M].西安：电子工业出版社,2001:128.[4] 徐丽敏.基于MATLAB的信号处理实验教程[M].北京：电子工业出版社，2001:123[5] 樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社,1999:87致谢通过三周的的努力，计算机通信课程设计终于完成了，这意味着这一阶段艰苦的热烈的付出即将告一段落。
在整个课程设计中，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与指导的老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。
在课程设计过程中，陈老师倾注了大量的心血，一遍又一遍地指出每次课程设计过程中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。
同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。