基于system view的PCM时分复用系统的设计与制作

基于system view的PCM时分复用系统的设计与制作

前言

在通信原理的学习过程中，借助于System View软件，可以形象、直观、方便地进行通信系统仿真设计与仿真分析。引入System View仿真实现PCM通信系统，将带来直观、形象的感受。加深对通信系统的理解。

System View主要用于电路与通信系统的设计和仿真。具有良好的交互的界面，通过打开其分析窗口和示波器模拟等方法，为用户提供了一个可视化具体的的仿真过程，其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库图示和专业库图示。可以快速、有效的建立和修改系统、进行访问与参数的调整，方便地加入注释。

用户在进行通信系统的设计时，仅仅只需要从System view配置的图示库中调出有关图示并进行所要求的参数设置，完成图示间的各项连线，然后运行仿真操作，System View最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析的详细结果。System View被广泛的应用在通信的设计与仿真中，通过相应的设计与仿真将展示PCM通信系统实现的设计思路及具体过程，并对仿真结果加以进行分析。

1 PCM通信系统

PCM通信系统包括对信号的抽样、PCM编码（包括量化、非均匀量化编码）、调制、通道编码以及通过传输后在接收端进行的信道译码、解调、译码。

PCM，中文名称为脉码调制,60年代它就开始应用在市内电话网来扩充信道的容量，它的应用使已有音频电缆的大部分芯线的信道传输容量扩大了二十四至四十八倍。它由A.里弗斯在1937年时提出的，它为数字通信奠定了坚实的基础，到70年代的中、末期，世界各个国家相继把脉码调制成功地应用于卫星通信、同轴电缆通信和光纤通信等中、大容量传输系统。到80年代初，脉码调制已用于大容量干线传输和市话中继传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用此种技术。

PCM通信系统的主要优点有：传输性能比较稳定、远距离信号再生中继时噪

声不会出现累积、抗干扰性能力强，而且还可以使用保密编码、纠错编码和压缩编码等来提高系统的可靠性、保密性、有效性等。

1.1 PCM的时分复用

相对于模拟通信来说，要实现数字通信必须要有同步技术或称为定时，它包括时钟同步(也称位同步)和帧同步，这是数字通信系统的一个重要特征。PCM的时分复用包括帧同步和位同步两个模块实现。位同步是为了达到收、发端频率同频、同相，在设计传输码型时，一般要考虑传输的码型中应含有发送端的时钟频率成分。这样，接收端从接收到的经过复用的码元信号中提取出发端时钟频率来进而得到同频、同相的收端时钟，就可以做到位同步；位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提，位同步的基本含义是收、发两端的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。帧同步是为了保证收、发对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号，当然这必须是在位同步的前提下实现。为了建立收、发系统的帧同步，需要在每一帧(或几帧)中的固定位置插入具有特定码型的帧同步码。这样，只要收端能正确识别出这些帧同步码，就能正确辨别出每一帧的首尾，从而能正确区分出发端送来的各路信号。

时分复用是建立在抽样定理基础上的。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，利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条通道同时传送若干个基带信号。时分复用技术，它可以在同一个通道上传输多路信号。定义是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信号传输；在接收端再运用相对应的某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。这种技术的抽样定理使连续(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。

时分复用是无论帧或时隙都是互不重叠的情况下，把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，然后根据一定的时隙分配原则，使各个发信端在每帧内只能按指定的时隙向收信设备发送信号，如果能够达到位同步和帧同步。收信端可以分别在各时隙中接收到各发信端发送的信号而不会受到其他信息的干扰。同时，发信端发向多个收信端的信号都按一定的顺序安排。在彼此约定好的时间间隙来传输信息，各收信端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分出来.。

1.2 PCM的E1标准

E1标准就是利用时分复用技术将许多路的PCM信号装成时分复用帧后，再送往信道上一帧接一帧地传输。E1标准在南美、中国、欧洲国家使用。E1标准规定每125μs为一个时间片，每个时间片分为32个通道或时隙），每个时隙的容量为8bit。通道0只用于同步，通道16仅仅用于信道信令，其他30个通道用于传输30路PCM语音数据。E1的数据率表示为：(32×8bit)/125μs=2.048Mb/s 如果对E1进一步复用，还可构成E2到E5等高层次群。E5可承载7680个话路，数据传输速率可达到约为565Mb/s。此速率是相当快的了。

1.3 PCM的特点

PCM可以面向向用户提供多种多样的业务，不仅可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务，还可以提供远程教学、图像传送、话音等其他业务。它尤其适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。

PCM线路的特点有：

●PCM线路可以提供很高的带宽，满足用户的大数据量的传输。

●通过SDH设备进行网络传输，线路协议十分简单。

●支持从 2M开始的各种速率,最高可达155M的速率。

●界面非常丰富便于用户连接内部的网络。

●可以承载更多的数据传输业务。

●线路使用费用相对便宜，能够提供较大的带宽

1.4 PCM的仿真实现软件

System view是一种通信领域的可视化软件工具，由美国ELANIX公司推出。System view是基于windows环境下运行的用于系统仿真分析的软件，它使用的是功能模块来描述程序。用户通过利用System view，可以构造各种复杂的系统，比如：模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统等，因此，System view非常适合于应用各种线性或非线性控制系统的设计与仿真。

1.4.1 System View 的特点

System View的库资源相当的丰富，这些库里的器件都特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无绳电话、卫星通讯、寻呼机、无线电话、调制解调器等通信系统；它不仅包括各种图示的基本库及专业库，基本库中包括多种多样的信号源、加法器、接收器、各种函数运算器、乘法器、积分器、

微分器等；专业库有通讯、逻辑、射频/模拟、数字信号处理等；并可进行各种系统频域和时域的具体分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（包括RLC电路、混合器、放大器、运放电路等）进行理论分析和失真分析。System View 还能自动执行系统的连接检查，详细具体的给出连接错误的信息或尚悬空的待连接端的信息，及时通知用户连接出错并通过显示指出相对应的出错的图示。这个特点对用户进行系统的诊断是十分有效的。

System View的另一重要特点是它可以从不同方式、以各种不同角度，按所需的要求设计多种多样的滤波器，并可自动完成滤波器各指标比如根轨迹图、幅频特性（伯特图）、传递函数等之间转换。在系统设计和仿真分析方面，System View 还提供了一个相对真实而灵活的波形窗口了提供给用户来检查和分析系统的各个过程的具体的时域或频域的波形。在观察窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形滚动、缩小、放大等处理。另外，观察窗口中还带有一个功能强大的“接收计算器”，它可以很好的完成对仿真运行结果的各种谱分析、运算、滤波。

1.4.2 System View 的应用领域

System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。System View具有与外部档的界面，可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC++或仿真工具Matlab的界面，可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的界面：与Xilinx公司的软件Core Generator配套，可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据档；另外，System View还有与DSP芯片设计的界面，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码。

1.4.3 System View 进行通信仿真的优点

★用户不需要为通信系统的各个模块进行详细的建模。System View把一些最常需要用到的功能模块进行了完整的封装，比如：一些基本

的通道模型、编译码模型、常用的滤波器以及基本的调制和解调模

型等。用户在运用System View进行设计通信系统时，只需要根据

自己的需要对参数进行某项设定就行。

★System View采用的基于组织构图的设计方式，用户只需利用图符和

子系统对象的没有限制的封层结构功能就可以很方便的快捷的建立

复杂的通信系统。

★可以对具有多种数据采样率输入的系统进行合并在一起。这样能够满足通信系统中高频和低频部分的设计。

★扩展性能强。System View允许工程设计人员插入自己用其他语言编写的用户代码模块。比提供与其他软件工具的界面。

★包含强有力的DSP和FPGA模块。可对复杂系统进行建模。

2 PCM通信系统仿真设计

2.1 PCM通信系统设计原理

本设计采用的设计思路是：两路信号分别经过各自进行PCM编码（抽样、量化、编码），由于PCM编码输出是并行信号，所以必须经过并串转换变成串行信号然后通过复用，经过调制，进入加有高斯噪声的通道，通过解调、分路，由于分路出的信号是串行的，D/A输入是并行数据，所以必须通过串并变换电路，然后译码、D/A之后经过低通滤波器后，输出原始各自的信号。设计原理图如下图2-1所示。

2-1 PCM通信系统的原理模型

2.2 PCM通信系统的仿真设计

PCM通信系统的仿真设计是运用System View软件，根据PCM通信系统的原理模型，以及相关知识进行设计的。具体设计图如下图2-2所示。

2-2基于System view的PCM通信系统仿真设计

两路信号分别经过各自的低通滤波器然后进入编码子系统进行PCM编码和数字复接，形成三合一波形后经过加有高斯噪声的信道后，分别经过帧同步子系统和位同步子系统，进行时分复用的时隙分配。经过单稳多谐振荡器和串并变换器等一系列的处理，最后分出两路时隙供两路信号传输，完成数字分接。然后经过串并变换和锁存器进入各自的译码模块，经过数模变换、解扩和低通滤波器完成信号的恢复

2.3仿真设计图符参数设置

表2-1 仿真设计图符参数设置

3 信号源模块以及编码模块的设计

3.1 信号源模块的设计

PCM的信号源模块主要由信号源发生器、低通滤波器、延时器组成实现模型见图：3-1

图3-1 信号源模块

本设计采用的是两路信号的时分复用系统。信号源为两路信号，一路是频率为3000HZ的正弦信号。另一路为高斯信号。信号经过低通滤波器后，通过延时得到编码模块的输入信号。

PCM的信号源模块组件功能实现:1,信号发生器：产生稳定的信号输入。2,，低通滤波器：为实现信号的语音特性，考虑到滤波器在通带和阻带之间的过渡，采用低通滤波器，而没有设计带通滤波器。采用巴特沃兹低通滤波器，因其具有

通带内最大平坦的振幅特性，且随频率的增加单调减少。3，延时器：信号源发生器在刚开始产生波形时，有一个过渡的过程。加入其使稳定的波形输入PCM编码模块。

3.2 编码模块的设计

PCM编码原理：

脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统。它是在概念上最简单、在理论上最完善的编码系统。与此同时也是数据量最大的编码系统。PCM的编码原理理解起来也很直观和简单，下图为PCM 系统的原理框图如图3-2：

图3-2 PCM编码原理

图中，输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM信号)，经信道传输到接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常，将量化与编码的组合称为模/数变换器或者是A/D转换器；而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器或者是D/A转换器。模/数变换器或者是A/D转换器完成由模拟信号到数字信号的变换，数/模变换器或者是D/A转换器完成数字信号到模拟信号的变换。

PCM在通信系统中主要用来完成将语音信号转换为数字信号的功能，它的实现主要包括以下三个步骤完成：抽样、量化、编码。它们分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为了改善小信号的量化性能，我国采用压扩和非均匀量化，CCITT有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码。

抽样，就是对模拟信号进行周期性的连续的扫描，把在时间上连续的信号变

成时间上离散的信号。但是该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有的信息，也就是说要实现无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理来确定的。量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，也就是说用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表达。仅仅从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。

均匀量化：用这种方法量化输入信号时，无论对大的输入信号还是小的输入信号一律都采用相同的量化间隔。为了适应幅度大的输入信号，同时又要满足精度要求，就需要增加样本的位数。但是，对话音信号来说，大信号出现的机会并不多，增加的样本位数就没有充分利用。为了克服这个不足，就出现了非均匀量化的方法。非均匀量化：非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔v?也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。

实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A压缩律。美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律。这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现，本设计中所用到的PCM编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和解码与差错控制编码和解码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。

在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。在13折线法中，无论输入信号是

正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其他四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。

3.3 编码模块的仿真设计

PCM的编码器模块组建功能实现：瞬时压缩器：使用我国先采用的A律压缩，注意在译码时也应采用A律解压。提高小信号的信噪比。A/D转换器：完成经过瞬时压缩后信号时间及幅度的离散。数据选择器：完成A/D转换后的数据的并串转换。具体设计如图3—3。

图3-3 编码模块的设计

两路信号进入PCM的编码器模块，由于PCM量化采用非均匀量化，还要使用瞬时压缩器实现A率压缩后再进行均匀量化，A/D转换器完成采样及量化，由于A/D转换器的输出是并行数据，必须通过数据选择器完成并串转换换成串行数据。用脉冲发生器产生1KHZ的方波信号，经过4、8、16分频后输入数据选择器248的地址输入端，运用巴克码11110010作为数据选择器的数据输入端。产生帧同步信号。相同的道理，运用数据选择器257、258分别产生第一路和第二路PCM信号。然后用第一路和第二路PCM信号加上帧同步信号作为数据选择器263的数据输入端产生三合一波形。

压缩器输出波形如图3-4，3-5所示：

图3-4 压缩信号1

图3-5 压缩信号2 编码输出信号如图3-6，3-7，3-8所示：

图3-6 第一路PCM信号

图3-7 第二路PCM信号

图3-8 合路信号

3.4 编码图符参数设置表3-1 编码图符参数

4 时分复用模块与译码模块

4.1 时分复用原理

时分复用技术可以在同一个通道上传输多路信号。它的定义是在发送端将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信号传输；而在接收端再用某种方法，将各个时间段内的信号提取出来还原成原始信号的通信技术。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。时分复用是建立在抽样定理基础上的。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，利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条通道同时传送若干个基带信号。

时分复用设备主要有复接器和分接器组成，其中复接器完成时分复用功能，分接器完成解时分复用功能。时分复用就是将抽样周期分为若干时隙，各路信号的抽样值编码按一定的顺序占用某一时隙，用一个通道传输多路数字信号，即一个物理通道分为多个逻辑通道。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：基群传输速率为2048Kb/s。原理如图4-1示。

图4-1 时分复用系统原理

4.2 位同步模块

位同步，或称码元同步。它是指在数字通信系统中，信号的发送设备按照确定的时间顺序，逐个传输数字脉冲序列中的每个码元。由于在接收端必须有准确的抽样判决时刻才能正确判决所发送的码元，因此，接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列。这个定时脉冲序列的重复频率必须与发送的数码脉冲序列一致，同时在最佳相位时刻（或称为最佳判决时刻）对接收码元进行抽样判决。此时在接收端产生这样的定时脉冲序列。位同步仿真实现如图4-2所示。

合路

图4-2 位同步模块仿真实现

本设计采用数字锁相环法提取位同步信号。接收码元的相位通过从基带信号的过零点提取（它代表码元的起始时刻），而对数字信号进行微分就可以获得过零点的信息，由于数字信号的过零方向有正有负（即有“0”变到“1”和“1”变到“0”），因此微分再整流，就可以获得接收码元所有的过零点的信息，得到接收码元的相位后，在将它加到相位比较器去进行比较。将接收码元的宽度分为两个区，前半码元称为滞后区，即若位同步脉冲波形落入此区，表示位同步脉冲的相位滞后于接收码元的相位，后半码元称为超前区当位同步脉冲位于超前区时，接收码元经微分整流，并经单稳多谐振荡器85电路后产生的波形和分频器的输出波形使与门93有输出，该输出经过单稳多谐振荡器204产生一超前脉冲。若位同步脉冲落入滞后区，分频器输出波形与与门206经过单稳多谐振荡器产生一滞后脉冲。这样，无论位同步脉冲超前或滞后，都会分别送出超前或滞后脉冲加于分频器的脉冲进行扣除或附加，因而达到相位调整的目的。PCM的位同步模块器件功能实现：鉴相器（微分器和整流器）：通过微分和整流获得接收码元所有的过零点信息，得到接收码元的相位。单位多谐振荡器：根据信息产生方波。位同步子系统输出信号如图4-3所示。

图4-3 位同步子系统输出信号

4.3 帧同步模块

帧同步模块的功能实现：4位计数器：进行帧同步检测信号时，进行相应的移位检测。8位锁存器：进行数据的锁存，延时。模拟比较器：进行相位的比较，检测帧同步信号是否同步。单稳多谐振荡器：根据输入信息产生相应的信号波形。反相器：进行信号的反相、放大、延时。与门：进行两输入信号的与运算。仿真实现如图4-4所示。

帧同步子系统输出信号如图4-5所示：

图4-5 帧同步子系统输出信号时分复用模块输出的各路时隙信号如图4-6，4-7所示：

图4-6 第一路信号时隙

图4-7 第二路信号时隙

4.4 PCM的译码器模块

PCM的译码器模块的功能实现：锁存器：经过串并转换后的串行数字语音信号，每8bit为一个数据帧，必须经过锁存才可以将数据并行送至D/A转换器。锁存器的使能端的时序控制应该与采样时钟一致，由于系统存在时延，在使能端通过设置初始相位解决后，送至D/A转换器中。瞬时扩张器：实现与瞬时压缩器相反的功能，由于采用A律压缩，扩张也必须采用A律瞬时扩张器。低通滤波器：由于采用脉冲不可能是理想冲击函数会引起孔径失真，量化时也会带来量化噪声，及信号再生时引入的定时抖动失真，需要对再生信号进行幅度及相位的补偿，同时滤除高频分量，在这里使用与编码模块中相同的低通滤波器。具体实现见图

4-8。

图4-8 译码设计模块

信号经过分接分成两路信号，经过各自的锁存器，然后通过D/A转换,再经过瞬时扩展器，（此处必须采用与编码模块相对应的解扩方式），经过低通滤波器（此处的低通滤波器为减少信号失真采用与编码模块的一样的滤波器）输出信号。扩展信号输出如图4-9，4-10所示。

图4-9 扩展信号1

图4-10 扩展信号2 4.5 时分复用模块及译码模块的图符参数设置

表4-2 时分复用模块及译码模块的图符参数

44 Shft-8in Token Parameters:

Logic: Gate Delay = 0 sec

基于某SystemviewPCM时分复用多路系统设计

通信原理课程设计 基于Systemview的 PCM时分复用多路系统设计

课程设计题目： 基于Systemview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。

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．设计原理 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。 (a) 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。(b) 量化 从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。

基于Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真课程设计任务书

课程设计任务书 题目: 脉冲编码调制（PCM）的实现 初始条件： 1、MATLAB软件； 2、脉冲编码调制相关知识。 要求完成的主要任务: 1、任务 实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。 2、要求 用仿真软件对其进行验证，使其满足以下要求： （1）模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内； （2）分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化； （3）按照13折线A律特性编成8位码。 时间安排： 第1，2天：分析题目，方案设计； 第3，4，5天：软件设计； 第6，7天：系统仿真； 第8天：答辩，完成设计说明书。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 摘要....................................................................... I Abstract................................................................... II 1 绪论 (1) 2 MATLAB简介 (2) 2.1 MATLAB软件简介 (2) 2.2 MATLAB程序设计方法 (2) 3 PCM脉冲编码原理 (4) 3.1 模拟信号的抽样及频谱分析 (4) 3.1.1 信号的采样 (4) 3.1.2 抽样定理 (4) 3.1.3 采样信号的频谱分析 (5) 3.2 量化 (5) 3.2.1 量化的定义 (5) 3.2.2 量化的分类 (6) 3.2.3 MATLAB的A律13折线量化 (12) 3.3 PCM编码 (13) 3.3.1 编码的定义 (13) 3.3.2 码型的选择 (13) 3.3.3 PCM脉冲编码的原理 (13) 4 PCM的MATLAB实现 (15) 4.1 PCM抽样的MATLAB实现 (15) 4.2 PCM量化的MATLAB实现 (18) 4.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现 (18) 4.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现 (20) 4.3 PCM A律13折线编码的MATLAB实现 (22) 5 结果分析及总结 (25) 参考文献 (26)

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。

脉冲编码调制CM系统设计与仿真

脉冲编码调制C M系统 设计与仿真 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

脉冲编码调制(P C M)系统设计与仿真摘要 : SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 关键词: PCM 编译码 1、引言 随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemView具有良好的交互界面，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，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。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。 2、系统介绍 PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采

基于-Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计和仿真

课程设计(论文)任务书 信息工程学院通信工程专业 14-2 班 一、课程设计(论文)题目脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真 二、课程设计(论文)工作自2017年1 月3日起至2017年1月 13日止。 三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室（4-410）。 四、课程设计(论文)容要求： 1．本课程设计的目的 （1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理； （2）培养学生采用Matlab与Simulink相结合对各种编码与解码进行仿真的方法； （3）培养学生对PCM的理解能力； （4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2．课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）学习Matlab与Simulink仿真软件的使用； （2）对PCM，DPCM，ΔM编码与解码各功能模块的工作原理进行分析； （3）提出各种编码与解码电路的设计方案，选用合适的模块； （4）对所设计系统进行仿真； （5）并对仿真结果进行分析。 a. 采样定理的原理仿真 b. PCM编码与解码 c. DPCM编码与解码；增量调制（至少选做一种） 2）创新要求： 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文 （2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、辞、附录等 （3）毕业论文装订按学校的统一要求完成 4）答辩标准： （1）完成原理分析（20分） （2）系统方案选择（30分） （3）仿真结果分析（30分） （4）论文写作（20分） 5）参考文献： （1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电第1版 .2010.11.1 （2）静.《基于MATLAB的通信系统仿真》航空航天大学

频分复用系统设计报告

《信息处理课群综合训练与设计》任务书学生姓名：黄在勇专业班级：通信1104班 指导教师：周建新工作单位：信息工程学院 题目: 频分复用 初始条件： Matlab软件、信号与系统、通信处理等。 要求完成的主要任务: 根据频分复用的通信原理，用matlab采集两路以上的信号（如语音信号），选择合适的高频载波进行调制，得到复用信号。然后设计合适的带通滤波器、低通滤波器，从复用信号中恢复出所采集的语音信号。设计中各个信号均需进行时域和频域的分析。 参考书： [1]陈慧慧、郑宾. 频分多址接入模型设计及MATLAB仿真计算（第三版）. 高等教育出版社，北京: 2000 [2]李建新、刘乃安、刘继平. 现代通信系统分析与仿真MATLAB通信工 具箱. 西安电子科技大学出版社，西安: 2000 [3]邓华等. MATLAB通信仿真及应用实例详. 人民邮电出版社，北京: 2003 时间安排： 1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料； 2、课程设计时间为2周。 （1）理解相关技术原理，确定技术方案，时间2天； （2）选择仿真工具，进行仿真设计与分析，时间6天； （3）总结结果，完成课程设计报告，时间2天。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 摘要........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 1绪论 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计内容 (2) 1.3设计要求 (2) 2频分复用通信系统模型 (3) 3频分复用系统方案设计 (6) 3.1语音信号采样 (6) 3.2语音调制信号 (7) 3.3 系统的滤波器设计 (8) 3.4信道噪声 (9) 4频分复用原理实现与仿真 (11) 4.1 语音信号的时域和频域仿真 (11) 4.2 复用信号的频谱仿真 (12) 4.3 传输信号的仿真 (13) 4.4 解调信号的频谱仿真 (14) 4.5恢复信号的时域与频域仿真 (16) 5 心得体会 (18) 附录I 源程序 (19) 附录II 参考文献 (24)

高速光时分复用系统的全光解复用技术

高速光时分复用系统的全光解复用技术 李利军,陈　明,范　戈 (上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海　200030) 摘要:作为高速光信号处理应用的一个分支,全光解复用技术涉及到半导体非线性光学多方面的问题,是实现高速光时分复 用(OT DM )系统的关键技术之一。文章对现有的OT DM 系统的全光解复用技术进行了综述,较为详细地描述了两类主流技术的工作原理,对两者的优缺点做了剖析。介绍了潜在的基于更高速全光开关的解复用新技术,并探讨了全光解复用技术的演进思路。 关键词:光时分复用系统;全光开关;解复用中图分类号:T N914 文献标识码:A 文章编号:1005-8788(2005)06-0027-04 A survey of a ll -opti ca l de m ulti plex i n g techn i ques for h i gh speed O TDM syste m s L IL i 2jun,CHEN M i n g,FAN Ge (Nati onal Laborat ory on Local Fiber 2Op tic Communicati on Net w orks,Shanghai J iaot ong University,Shanghai 200030,China )Abstract:A s a branch app licati on of high s peed op tical signal p r ocessing .The all 2op tical de multi p lexing technol ogy relates t o many as 2pects of se m iconduct or non 2linear op tics and is one of the key technol ogies t o realize the high 2s peed op tical ti m e 2dividi on multi p lexing (OT DM )syste m.This paper gave a survey of current all 2op tical de multi p lexing technol ogies,the p rinci p les of operati on of t w o p re 2dom inant technol ogies have been described in detail,their advantages and disadvantages were analyzed .The potential demulti p lexing technol ogy based on higher 2s peed op tical s witch was als o intr oduced and the evoluti on r oute of all 2op tical de multi p lexing technol ogy dis 2cussed in this paper . Key words:op tical ti m e -divisi on multi p lexing (OT DM )syste m s;all -op tical gate;de multi p lexing 光时分复用(OT DM )技术是一种能有效克服电子电路带宽“瓶颈”、充分利用低损耗带宽资源的扩容方案。与波分复用(WDM )系统相比,OT DM 系统只需单个光源,光放大时不受放大器增益带宽的限制,传输过程中也不存在四波混频等非线性参量过程引起的串扰,且具有便于用户接入、易于与现行的同步数字系列(S DH )及异步传输模式(AT M )兼容等优点。在多媒体时代,超高速(速率高于100Gbit/s )的OT DM 技术对超高速全光网络的实现具有重要意义,其中涉及的关键技术包括:超短光脉冲的产生、时分复用、同步/时钟提取和解复用。解复用可以由光开关来实现。适用于时分复用光信号的光开关有:机械光开关、热光开关、喷墨气泡光开关、液晶光开关和声光开关等。但这些窗口宽度从几百个ns 到几十个m s 的光开关并不适合于线路速率在100Gbit/s 以上的高速OT DM 系统,这是因为这些光开关在操作过程中引入了电的控制信号。基于光学非线性效应(如:光Kerr 效应、四波混频(F WM )效应和交叉相位调制(XP M )效应)的全光开关是实现高速OT DM 信号解复用技术的关键器件。 1　基于相移型全光开关的解复用技术 相移型光开关是一类干涉型光开关,这类光开 关的平衡状态对应器件的闭合状态,而它的非平衡状态是在非线性介质中用控制脉冲对被分割成两路的信号光的其中一路的相位进行半波调制,使得这两路信号光在光开关输出端干涉耦合的耦合量为最大值,从而使光开关导通。 相移型全光开关中的非线性介质可以是光纤也可以是半导体材料。光纤在非线性响应速度方面具有明显的优势(<10fs ),而且不存在载流子密度起伏和增益饱和等问题;然而由于半导体材料在集成度(有效长度低于1mm )、偏振稳定性、非线性强度(高于前者4个数量级)等方面具有更加明显的优势,因而在全光开关中得到了广泛的重视。 基于相移型全光开关的解复用技术是非常多的。基于光Kerr 效应的解复用最早报道于1987年[1] ,随后的非线性光环路镜(NOLM )、太赫兹光非对称解复用器(T OAD )和马赫-曾德尔干涉仪(MZI )则是基于XP M 效应的光开关。 半导体光放大器(S OA )的非线性效应很复杂,除了亚皮秒级的双光子吸收(TP A )、谱烧孔(SHB )和载流子加热(CH )外,还有p s 级的带间载流子起伏(I nterband Carrier Dyna m ics ),各种非线性机制的恢复时间也相差很大。尽管提高有源区载流子密度和添加辅助光可以把载流子寿命控制在几十个p s 收稿日期:2004-12-21 作者简介:李利军(1976-),男,山西寿阳人,博士,主要从事高速光通信技术研究。 7 22005年　第6期(总第132期) 光通信研究 ST UDY ON OPTI CAL COMMUN I CATI O NS 2005 (Sum.No .132)

基于 MATLAB 的PCM系统仿真设计与实现

通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于MATLAB 的PCM系统仿真设计与实现 学生学号： 学生姓名： 所在班级： 任课教师： 2016年10月25日

目录 1．PCM技术的产生和发展 (3) 2 课题设计内容 (4) 3 PCM基本原理 (4) 3.1 抽样 (4) 3.2 量化 (4) 3.3 编码 (7) 3.4 时分多路复用 (9) 4 PCM系统仿真电路设计 (10) 4.1 总体设计思想 (10) 4.2 各模块的设计和仿真图形分析 (10) 4.2.1 PCM编码模块设计 (10) 4.2.2 PCM解码模块设计 (14) 4.2.3 PCM系统总体模块 (15) 5 结论 (17) 6 参考文献 (18)

1．PCM技术的产生和发展 脉冲编码调制，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。到70年代中、末期，各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。80年代初，脉码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用。 在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0码”和“1码”，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基地信号，由PCM电端机产生，现在的数字传输系统都是采用脉冲编码调制（pulse code modulation）体制。PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。PCM有两种标准（表现形式）即T1和E1。中国采用的是欧洲的E1标准。T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是 2.048Mbit/s。脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M 速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。 脉冲编码调制是70年代末法杖起来的，记录媒体之一的CD，80年代初由飞利浦和索尼公司共同推出。脉冲编码调制的音频格式也是被DVD-A所采用，它支持立体声和5.1环绕声，1999年由DVD讨论会发布和推出的。脉冲编码调制的比特率，从14-bit发展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit；采样频率从44.1kHz发展到192kHz。PCM脉冲编码调制这项技术可以改善和提高的方面则越来越小。只是简单的增加PCM脉冲编码调制比特率和采样率，不能根本的改变它的根本问题。其原因是PCM的主要问题在于： (1)任何脉冲编码调制数字音频系统需要在其输入端设置急剧升降的滤波器，仅让 20Hz-22.05Hz的频率通过（高端22.05kHz是由于CD44.1kHz的一半频率而确 定）。 (2)在录音时采用多级或者串联抽选的数字滤波器（减低采样频率），在重放时采 用多级的内插的数字滤波器（提高采样频率），为了控制小信号在编码时的失 真，两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的 保真度。

两路语音PCM时分复用系统的设计

摘要数字通信系统是采用数字信号来传递信息的通信系统，数字通信过程中主要涉及信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调等技术问题。而脉冲编码调制就是一种常用的信源编码方法，将模拟信号抽样、量化，直到转换成为二进制符号的基本过程。为了扩大通信系统链路的容量，在一条链路上传输多路独立的信号，为此引入了一种复用技术来实现多路信号共同传输的目的。 而在本系统设计中，所运用的复用技术是时分复用，同时基于现场可编程门阵列器件作为主控芯片，在Quartus II软件中使用硬件描述语言Verilog HDL编写PCM编译码和时分复用模块的程序，再对其进行波形仿真以验证程序的正确性，从而设计出语音信号的PCM编码与译码、时分复用的过程。本设计中，将两路语音信号通过外围硬件电路模块送至FPGA中进行PCM编码、译码处理，最后通过后级外围电路实现语音信号的重现。 关键词：语音脉冲编码调制时分复用FPGA

Design of Two-way V oice PCM System by Time Division Multiplexing ABSTRACT A digital communication system is a communication system that transmit information by using digital signal, and digital communication mainly relates to the source coding and decoding, channel coding and decoding, digital modulation and demodulation technology. Pulse code modulation is a common source coding, and it is that the analog signal sampling ,quantization ,until the transformation become the basic process of binary symbols. In order to expand the capacity of communication link system ,a transmission of multiple independent signal on a link, therefore introduction of a division multiplexing technology to achieve the purpose of multiplexing. In this system design, we use a time division multiplexing technology, and based on the Field Programmable Gate Array, using Verilog HDL hardware description language to write PCM encoding and decoding and time division multiplexing module in Quartus II, then Waveform simulation to verify the correctness of the program, thus design a voice signal process of PCM encoding and decoding, time division multiplexing. In this system design, The two-way voice signal through the peripheral hardware circuit module is sent to the FPGA for PCM encoding and decoding, finally to achieve reproducible speech signal through the peripheral circuit. Key Words：V oice Pulse code modulation Time division multiplexing FPGA

脉冲编码调制(PCM)系统设计方案

数字通信原理与技术设计报告书 脉冲编码调制

脉冲编码调制仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 PCM 即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM 的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采用非均匀

量化 PCM 编码示意图见图 1。 下面将介绍 PCM 编码中抽样、量化及编码的原理： (a> 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时 间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就 是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 (b> 量化 从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散 幅度值的有限数集合。如图 2所示，量化器 Q 输出 L 个量化值 yk ， k=1，2， 3，?， L 。 yk 常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度 x 落在xk 与 xk 1 之间时，量化器输出电平为 yk 。这个量化过程可以表达为： y Q(x) Q x k x x k 1 y k , k 1,2,3, ,L 这里xk 称为分层电平或判决阈值。通常 k xk 1 xk 称为量化间隔。 x 模拟入 图 3.2 模拟信号的量化 模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺 点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号 m(t) 较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的 量化器 量化值 图 3.1 PCM 原理框

HUT-时分复用通信系统的设计与实现汇总

湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院（系、部）2015 ~ 2016 学年第 1 学期 课程名称通信原理课程设计指导教师胡永祥职称教授 学生姓名专业班级通信1302 学号 题目时分复用通信系统的设计与实现 成绩起止日期2015 年12 月07 日～2015 年_12 月24 日 目录清单

湖南工业大学 课程设计任务书 2015 —2016 学年第一学期 计算机与通信学院学院（系、部）通信工程专业通信1302 班级课程名称：通信原理课程设计 设计题目：时分复用通信系统的设计与实现 完成期限：自2015 年12 月07 日至2014 年12 月24 日共 3 周 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日

通信原理课程设计 设计说明书 时分复用通信系统的设计与实现 起止日期：2015 年12 月07 日至2015 年12 月24 日 学生姓名 班级通信工程1302 学号 成绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院（部） 2015年12 月25日

1、概述 (5) 2、设计基本概念和原理 (12) 2.1数字基带通信系统 (12) 2.2时分复用2DPSK、2FSK通信系统 (12) 3、总体设计 (12) 3.1数字调制的原理 (12) 3.2数字解调的工作原理 (16) 4、详细设计 (20) 5、完成情况 (23) 6、简要的使用说明 (19) 7、总结 (20) 参考文献 (21)

第1部分总则 1.1、目的要求 (5) 1.2、设计步骤与设计说明书的撰写要求 (12) 1.2.1、设计步骤 (12) 1.2.2、设计说明书的撰写要求 (12) 1.3、时间进度安排 (12) 1.4、考核要求 (20) 第二部分课程设计项目内容 2.1、设计目的 (23) 2.2、设计内容 (19) 7、总结 (20) 参考文献 (21)

时分复用和频分复用

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。取下边带，得到频谱为 60～108千赫的基群信号。基群也可由12个话路经一次变频后组成。③超群, 又称60路群。它由5个基群经变频后组成。各基群变频的载频分别为420，468，516，564，612千赫。取下边带,得到频谱为312～552千赫的超群信号。④主群，又称300路群。它由5个超群经变频后组成。各超群变频的载频分别为1364,1612,1860，2108，2356千赫。取下边带,得到频谱为812～2044千赫的主群信号。3个主群可组成 900路的超主群。4个超主群可组

波分复用／解复用 知多少

波分复用/解复用器 知多少？ 随着数据业务的飞速发展，现代生活对传输网的带宽需求越来越高，而光纤资源已经固定且再次铺设费用昂贵，这就需要设备制造商提供有保障、低成本的解决方案。鉴于城域网具有一定的传输距离、较多的业务种类等许多不同于骨干网的特点，波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技术就十分适用于光纤扩容。 什么是光波分复用技术？ 在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息，称为光波分复用技术，简称WDM。光波分复用包括频分复用和波分复用。光频分复用（FDM）技术和光波分复用（WDM）技术无明显区别，因为光波是电磁波的一部分，光的频率与波长具有单一对应关系。通常也可以这样理解，光频分复用指光频率的细分,光信道非常密集。光波分复用指光频率的粗分，光信道相隔较远，甚至处于光纤不同窗口。 什么是波分复用/解复用器？ 我们知道波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。 波分复用/解复用器的工作原理是什么？ 在FDM系统中，波分复用器用于发射端将多个波长的信号复合在一起并注入传输光纤中，而波分解复用器则用于在接收端将多路复用的光信号按波长分开分别送到不同的接收器上，波分复用/解复用器可以分成两大类，即有源（主动）和无源（被动）型，我们这里只介绍被动型的器件，它按照工作原理可以分成三类，最简单的一种波分复用器是基于角度散射元件，例如棱镜和衍射光栅，另外两种波分复用器为光滤波器和波分复用定向耦合器。从原理上讲，一个波分解复用器反射过来用即为波分复用器，但应该注意的是在FDM系统中对它们的要求不一样，波分解复用器严格要求波长的选择性，而复用器不一定要求波长选择性，因为它的作用只是将多路信号复合在一起。

通信系统PCM系统设计与仿真

脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真 摘要: SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 关键词: PCM 编译码 1、引言 随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemView具有良好的交互界面，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，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。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。 2、系统介绍 PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。 图1 PCM原理框图 下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理： (a) 抽样 所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 (b) 量化

时分复用通信系统设计

目录 第一章摘要 (1) 第二章总体设计原理 (2) 2.1 PCM编码原理 (2) 2.2 PCM原理框图 (3) 2.3 时分复用原理 (4) 第三章单元电路的设计 (6) 3.1信号源系统模块 (6) 3.2 PCM编码器模块 (7) 3.3帧同步模块 (9) 3.4位同步模块 (10) 3.5 PCM分接译码模块 (12) 3.6系统仿真模型 (14) 第四章总结与体会 (15)

第一章摘要 SystemView是具有强大功能基于信号的用于通信系统的动态仿真软件，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用。SystemView具有良好的交互界面，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，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。 时分复用（TDM：Time Division Multiplexing）的特点是，对任意特定的通话呼叫，为其分配一个固定速率的信道资源，且在整个通话区间专用。TDM把若干个不同通道（channel）的数据按照固定位置分配时隙（TimeSlot：8Bit数据）合在一定速率的通路上，这个通路称为一个基群。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所代替。这样，当抽样脉冲占据短时间时，在抽样脉冲之间就留有时间空隙，利用这个时间空隙便可以传输其他信号的抽样值。因此，这就有可能沿一条信道同时传送若干个基带信号。 当采用单片集成PCM 编解码器时，其时分复用方式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时分复用分配器合路后送入信道，接收端先分路，然后各路分别解码和重建信号。PCM的32路标准的意思是整个系统共分为32个路时隙，其中30 个路时隙分别用来传送30 路话音信号，一个路时隙用来传送帧同步码，另一个路时隙用来传送信令码，即一个PCM30/32 系统。

实验2脉冲编码调制PCM与时分复用实验(.)-

实验2脉冲编码调制PCM与时分复用实验（.）- 实验2脉冲编码调制和时分复用实验-实验目的 1。加深对脉码调制过程的理解； 2。熟悉PCM编解码专用集成电路的功能和用法；3.了解PCM系统的工作流程； 4。掌握时分复用的工作流程；用同步正弦波信号观察α律PCM八位编码 2，实验仪器 1。HD8621D实验盒1 2.20米双踪示波器1 3。铆钉孔线5 3，实验电路工作原理(PCM基本工作原理 脉冲调制是将模拟信号转换成数字信号，然后在通道中传输它脉码调制是模拟信号的过程所谓 采样，就是在采样脉冲到达的瞬间提取模拟信号，并及时将信号转换成信号所谓的 的量化意味着采样瞬时值的幅度，即一组指定的电平，被用来表示瞬时采样值在对模拟信号进行采样和量化之后，获得量化的脉冲幅度调制信号，该信号只是有限数量的值首先对

语音信号进行滤波、脉冲采样并转换成采样信号，然后将幅度连续的PAM信号通过舍入法量化成信号，再经过编码转换成信号对于语音电话通信，CCITT规定采样速率为8千赫。每个采样值都是编码的，即总共有量化值。因此，每个信道的脉码调制后的标准数字速率是每秒为了解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实践中采用量化方法，即小信号量化特征密集分层，量化间隔小，大信号稀疏分层，大信号大 (2个PCM编解码器电路[PCM编解码器电路TP3067芯片)1。根据图4-4和4-5，解释了单通道PCM编解码器的工作原理。a: 定时，可实现编解码器的省电控制图4-5是短帧同步定时的波形图 4，实验内容 1。用同步正弦波信号观察模数转换八位编码的实验：2.脉码调制和系统实验； 3。PCM 8位编码时分复用输出波形观测实验:4.脉码调制时分复用定

通信原理课程设计——两路时分复用课程设计最后版本

两路时分复用课程设计 摘要：本次课程设计的任务是完成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。随着通信网络的发展，时分复用设备的各路输入信号不再只是单路模拟信号。在通信网中往往有多次复用，由若干链路来的多路时分复用信号，再次复用，构成高次复用信号。在本课程设计中，我们只选用两次复用来完成设计。我们将要在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。并且选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。 关键词：时分复用；抽样；解调；滤波

引言 在实际的通信系统中，复用的目的是为了扩大通信链路的容量，提高通信系统的利用率，在一条链路上传输多路独立的信号。常见的有时分复用和频分复用，时分复用是一种重要的复用方法，如今它比频分复用的应用更为广泛。本次课设将对时分复用进行讨论并以及EWB仿真。 1 设计内容及要求 1.1 课程设计目的 本次课设主要是使学生加深对通信原理的理解，熟悉各类编码方式及数字基带信号的传输方式，相关电路的构成，以及如何实现仿真，为以后的工程设计打下良好基础。 1.2 课程设计要求 设计电路时，应以理论作为指导，构思设计方案；设计完成后应进行调试，仿真和分析；处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论；独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。 1.3 课程设计内容 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。在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。在EWB软件平台上实现仿真，并对结果进行分析。 2 设计相关知识 2.1 时分复用

在实际的通信系统中，为了提高通信系统的利用率，往往用多路通信的方式来传输信号。所谓多路通信，就是指把多个不同信源所发出的信号组合成一个群信号，并经由同一信道进行传输，在收端再将它分离并将它们相应接收。时分复用就是一种常用的多路通信方式。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。图2-1表示的是两个基带信号在时间上交替出现。显然这种时间复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离，各个信号就能分别得到恢复。这就是时分复用的概念。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。 图2.1 两个信号的时分复用 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。在实际通信系统中还必须传递信令以建立通信连接，如传送电话通信中的占线、摘机与挂机信号以及振铃信号等信令。上述所有信号都是时间分割，按某种固定方式排列起来，称为帧结构。采用时分复用的数字通信系统，在国际上已逐步建立其标准。原则上是把一定路数电话语音复合成一个标准数据流（称为基群），然后再把基群数据流采用同步或准同步数字复接技术，汇合成更高速的数据信号，复接后的序列中按传输速率不同，分别成为一次群、二次群、三次群、四次群等等。