简易两路时分复用电路设计
简易两路时分复用电路设计
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
Abstract
The course design task is to complete a simple two-way time-division multiplexing communication circuit design, implementation, analog signals of different two-way time-transfer functions. Requires us to signal the receiving end be able to complete a two-way to restore the original analog signal. Would also like to use the appropriate means of transmission and synchronization of encoding methods for filter design.
Keywords: TDM Sampling Demodulation Filter
1 引言
1.1 Multisim简介
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
multisim 10概述
●通过直观的电路图捕捉环境，轻松设计电路
●通过交互式SPICE仿真，迅速了解电路行为
●借助高级电路分析，理解基本设计特征
●通过一个工具链，无缝地集成电路设计和虚拟测试
●通过改进、整合设计流程，减少建模错误并缩短上市时间
直观的捕捉和功能强大的仿真
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabⅥEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
2 设计相关知识
2.1时分复用
时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率，因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。
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。
2.2 PAM编码
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振幅调制（PAM）信号。下图为PAM信号产生过程。
图2.1 语言输入信号f=f0
图2.2 抽样脉冲信号f≥2f0
图2.3 PAM信号
用抽样信号与语言信号相乘，得到PAM调制信号，这一抽样过程应该满足抽样定理，才能无失真的还原出原信号。所以抽样信号的频率f≥2f0 。
2.3 时分解复用
时分复用的解调过程称为时分解复用。时分解复用通信，是把各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信分离出原来的模拟信号。由抽样定理可知，将时间上离散的信号变成时间上连续的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。时分解复用是建立在抽样定理的基础上的,因为抽样定理连续(模拟)的基带信号由可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替.具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目
的。抽样脉冲占据时间一般较短,在抽样脉冲之间就留出间隙.利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样,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,能够传输的数据也就越多.时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开，互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。
2.4 时分解复用中的同步技术原理
在通信系统中，同步具有相当重要的地位。通信系统能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依赖有无良好的同步系统。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。他们在通信系统中都具有相当重要的作用。时分解复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过相应电力和滤波器，把时分复用的调制信号不失真的分离出来。
2.4.1 位同步
位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。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、发两端机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。因此，接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的的定时脉冲序列。
2.4.2 帧同步
在传输时把若干个码元组成一个个的码组，即一个个的字或句，通常称为群或帧。群同步又称帧同步。帧同步的主要任务是把字或句和码区分出来。在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送。每一个帧中包含多路。接收端为了把各路信号区分开来，也需要帧同步系统。帧同步是为了保证收、发各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。
2.5 低通滤波器
时分解复用后得到的信号既含有低频的语言信号，又含有高频的抽样信号。为了将原始的语言信号分离出来，我们需要将高频信号滤掉。在这里采用二阶有源低通滤波电路。
图2.4 二阶有源低通滤波器电路图
二阶有源低通滤波器的截止频率f=1/2πRC ，电压增益A0 = 1+（R2/R1）
3 电路设计
3.1 抽样脉冲电路
图3.1 抽样脉冲电路
如图3.1所示，两个抽样信号的频率相等，占空比相等，分别为15Khz与10%，加入反相器74LS04是为了对两路信号的抽样处在同一周期的不同时间段，进行时分复用。
3.2 PAM编码调制电路
这里直接采用调制信号与抽样信号直接相乘的形式来实现PAM编码。下面为PAM编码电路。
图3.2 脉冲编码电路
图中A1,A3为直接在multisim中调用的乘法器，其X端输入为抽样脉冲信号，Y端输
用功率放大器来实现加法功能，即可实现时域上的信号输出。
3.3 时分解复用电路
图3.3 时分解复用电路
如图3.3所示为时分解复用电路，A5 与A6的Y输入端为输入信号，X输出端为抽样脉冲信号，使用抽样信号实现同步。由于时分复用信号在频域是混叠的，故解调要采用相干解调的方式。将分离出来出来的两路信号通过低通滤波器，即可恢复出原信号。
3.4 低通滤波电路
图3.4 低通滤波电路
图3.4为低通滤波电路。信号从C3输入，从C11输出，中间部分是3个二阶有源低通滤波器的级联。C3和C11的作用是滤除直流信号，低通滤波器的截止频率f=1/2πRC = 1/（2*3.14*5000*0.01*10-6 ）= 3.18KHz
4 电路仿真及仿真结果分析
4.1总体电路图
图4.1 总体电路图
4.2各模块仿真结果
图4.2 原始信号f1=2.5K, f2 = 1K
图4.3 信号1与信号2的PAM编码信号
图4.4 调制电路的输出信号
图4.5 时分复用的解调信号
图4.6 最终解调输出信号
如图4.6所示，我们在电路的输出端得到了f1=2.5KHz,f2=1KHz的信号，与两路原始信号相同，完整的还原了两路模拟信号，仿真成功。
5 心得体会
通过这次课程设计我对通信原理的时分复用和频分复用有了更加深入的理解并且掌握了它们的工作原理，并在仿真和焊接实物图中得到时分复用的验证。在这过程中要充分发挥multisim的仿真功能，将自己设计的电路进行仿真，确定电路的正确性。焊接实物图不仅需要扎实的基本功还需要细心和耐心，否则很难完成实物的焊接。通过这次的设计，我明白只有理论知识是远远不够的，要把所学的理论知识与实践相结合起来，培养实际动手能力和独立思考的能力。
通信原理课程设计是将通信原理课程上的理论知识付诸实践的课程。其目的是提高大家对所学知识的的灵活应用能力，提高我们的动手能力，同时提高自学能力。课程设计基本结束了，我的毅力和思考能力都得到了锻炼，提高了综合素质。很高兴我们有这样一个锻炼自己、提高自己的机会。
6 附图乘法器
7 参考文献
[1] 樊昌信,张甫翔.通信原理.北京：国防工业出版社，2001
[2] 曹志刚.现代通信原理.北京：清华大学大学出版社，1992
[3] 康华光.模拟电子技术基础。北京：高等教育出版社，2006
[4] 钱恭斌.实用通信与电子线路的计算机仿真.北京：电子工业出版社，2001
[5] 郭梯云，刘增基.数据传输.北京：人民邮电出版社，1998
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。
三路频分复用系统设计
***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2015年春季学期 数字信号处理课程设计 题目：频分多路复用系统的设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 频分复用是一种用频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被划分成很多个互不重叠的频率段（子通道），每路信号占据其中一个字信道，并且各路之间必须留有未被占用的频段（防护频带）进行隔离，以防止信号重叠。在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出来所需要的信号。 本次以“频分多路复用系统的防真设计”为题目的《数字信号处理》课程设计，在MATLAB仿真环境为基础，利用STMULINK仿真工具，根据频分复用的原理，仿真频分多路复用系统。并设计必要的带通滤波器。低通滤波器，从复用信号中恢复所采集的语音信号。最后通过系统的仿真波形图对系统进行分析。 通过本次《数字信号处理》课程设计，再次熟悉了频分复用的相关理论知识，对如何通过SIMULINK仿真工具进行系统仿真也有了更清晰的认识和掌握。 关键词：频分复用；FFT；Matlab；频谱分析
目录 一设计任务目的及要求 (1) 1.1设计目的及意义 (1) 1.2设计要求 (1) 二原理与模块介绍 (2) 2.1 频分复用通信系统模型建立 (2) 2.2 语音信号采样 (5) 2.3 语音信号的调制 (7) 2.4滤波器的设计 (8) 2.4.1 切比雪夫I型滤波器 (8) 2.5 信道噪声 (10) 三设计内容 (11) 3.1 设计流程图 (11) 3.2 语音信号的时域和频域仿真 (12) 3.2.1 信号的时域仿真 (12) 3.2.2信号频域仿真 (13) 3.3 复用信号的频谱仿真 (13) 3.4传输信号的仿真 (14) 3.5 解调信号的频谱仿真 (15) 3.6恢复信号的时域与频域仿真 (16) 总结 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
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。
频分复用原理及其应用研究
2015届学士学位论文 频分复用原理及其应用研究
频分复用原理及其应用研究 摘要频分复用(FDM)是通信系统中信号多路复用方式中的一种，本质上是依据频率来分隔信道的。频分复用技术在当今通信领域有着很重要的地位。根据性质和特点的不同频分复用还可以被细分为传统的频分复用(FDM)和正交频分复用(OFDM)。 本论文主要由以下几个部分组成。第一部分介绍频分复用基本原理，系统实现以及其应用特点；第二部分介绍正交频分复用的基本原理及DFT的实现；第三部分主要介绍在实际应用中当载波频率接近时，频谱会发生重叠，传统的频分复用解调效果容易出现失真，正交频分复用由于其载波的正交性特点,在频谱发生重叠时可以保证解调效果；最后通过MATLAB程序中的SIMULINK仿真图来表现正交频分复用的优越之处。 关键词频分复用；正交频分复用；MA TLAB仿真
Frequency division multiplexing principle and its application research Abstract Frequency division multiplexing (FDM) is a kind of signal multiplexing mode in communication system, which is divided by frequency channel essentially. Frequency division multiplexing technology is very widely used in today's communication. Frequency division multiplexing can also be divided into the traditional frequency division multiple(FDM) and orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) depending on the nature and characteristics. This paper consists of the following parts. The basic principle of frequency division multiplexing, system implementation and its application characteristics are introduced in the first part . The basic principle of orthogonal frequency division multiplexing and its realization of DFT are introduced in the second part .Due to its characteristics ,orthogonal frequency division multiplexing can guarantee the demodulation compare with the traditional frequency division multiplexing when the carrier frequency is close to in the practical application, spectrum overlap happens ,which is introduced in the third part .Finally by SIMULINK of MA TLAB simulation diagram to show the superiority of the orthogonal frequency division multiplexing. Keywords Frequency division multiplexing; Orthogonal frequency division Multiplexing ;MA TLAB simulation
基于MATLAB频分复用系统的研究与仿真设计课程报告
百度文库 . 《电子产品辅助设计与仿真》 课程考核报告 基于MATLAB频分复用系统的研究与仿真设计 完成日期2013年12月
目录 1引言 (1) 2课程设计要求 (2) 课程设计题目 (2) 课程设计目的 (2) 设计要求 (2) 3设计过程及原理 (3) 频分复用通信系统模型建立 (3) 频分复用通信系统理论原理 (4) 4 MA TLAB仿真 (5) 语音信号的时域和频域仿真 (5) 复用信号的频谱仿真 (6) 传输信号的仿真 (6) 解调信号的频谱仿真 (7) 恢复信号的时域与频域仿真 (8) 5体会与收获 (9) 参考文献 (10) 附录 (11)
1引言 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室MATLAB工作界面）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
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)
时分复用-解复用实验
固定及变速率时分复用、解复用实验 第一部分固定速率时分复用/解复用实验? 一、实验目得 1.掌握固定速率时分复用/解复用得同步复接/分接原理。 2.掌握帧同步码得识别原理。 3.掌握集中插入帧同步码时分复用信号得帧结构特点。 二、实验内容 1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统,使系统正常工作。 2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统,使系统正常工作。 3.用示波器观察集群信号(FY_OUT)、位同步信号(BS)及帧同步信号(FS),熟悉它们得对应关 系。 4.观察信号源发光管与终端发光管得显示对应关系,直接观察时分复用与解复用得实验效果。 三、实验仪器 示波器，RC-GT-IＩ型光纤通信实验系统。 四、基本原理 １．同步复接/分接原理 固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接／分接。在实际应用中,通常总就是把数字复接器与数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Mｕldex)。 图１、1 数字复接器得基本组成图１、2 数字分接器得基本组成图数字复接器得基本组成如图1、1所示。数字复接器得作用就是把两个或两个以上得支路数字信号按时分复接方式合并成为单一得合路数字信号。数字复接器由定时、调整与复接单元所组成。定时单元得作用就是为设备提供统一得基准时间信号,备有内部时钟,也可以由外部时钟推动。调整单元得作用就是对各输入支路数字信号进行必要得频率或相位调整,形成与本机定时信号完全同步得数
字信号。复接单元得作用就是对已同步得支路信号进行时间复接以形成合路数字信号。 数字分接器得基本组成如图1、2所示。数字分接器得作用就是把一个合路数字信号分解为原来支路得数字信号。数字分接器由同步、定时、分接与恢复单元所组成。定时单元得作用就是为分接与恢复单元提供基准时间信号,它只能由接收得时钟来推动。同步单元得作用就是为定时单元提供控制信号,使分接器得基准时间与复接器得基准时间信号保持正确得相位关系,即保持同步。分接单元与复接单元相对应,分接单元得作用就是把输入得合路数字信号（高次群)实施时间分离。分接器得恢复单元与复接器得调整单元相对应，恢复单元得作用就是把分离后得信号恢复成为原来得支路数字信号。 将低次群复接成高次群得方法有三种；逐比特复接;按码字复接：按帧复接。在本实验中,由于速率固定,信息流量不大,所以我们所应用得方式为按码字复接，下面我们把这种复接方式作简单介绍。 按码字复接:对本实验来说,速率固定，信息结构固定,每8位码代表一“码字”。这种复接方式就是按顺序每次复接1个信号得8位码,输入信息得码字轮流被复接。复接过程就是这样得:首先取第一路信息得第一组“码字”,接着取第二路信息得第一组“码字”，再取第三信息得第一组“码字”,轮流将3个支路得第一组“码字”取值一次后再进行第二组“码字”取值,方法仍然就是:首先取第一路信息得第二组码，接着取第二路信息得第二组码，再取第三路信息得第二组码,轮流将3个支路得第二组码取值一次后再进行第三组码取值，依此类推,一直循环下去,这样得到复接后得二次群序列(d)。这种方式由于就是按码字复接,循环周期较长,所需缓冲存储器得容量较大,目前应用得很少。 图１、3 按码字复接示意图 (ａ）第一路信息;(b)第二路信息;(ｃ)第三路信息;(d）复接后２．本实验所用得同步复接模块得结构原理 本实验所用到得固定速率时分复用端得原理方框图如图1、4所示。这些模块产生三路信号时分复用后得FY_OUT信号,信号码速率约为１28KＢ，帧结构如图1、５所示。帧长为24位,其中首位无定义，第２位到第8位就是帧同步码(７位巴克码111０010),另外16位为２路数据信号,每路8位。此FY＿OUT信号为集中插入帧同步码时分复用信号。同时通过发光二极管来指示码型状态：发光二极管亮状态表示1码,熄状态表示0码。本实验中用到得电路,除并行码产生器与８选一电路就是由分立器件组成得外，其她电路全都在两片大规模集成电路XＣ95XL144TQ100-5(以下简称CPLD）
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
FDMA频分复用系统设计
山东轻工业学院 课程设计任务书 学院电子信息与控制工程学院专业通信工程 姓名班级学号 题目频分复用系统设计 主要内容： 综合运用数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，从而加深对所学知识的理解，建立概念，加深理解滤波、FDM等的综合应用。设计5~8路基带信号（带宽相同）进行FDM传输的一个系统，调制方式可以选择DSB、SSB、AM或VSB，也可以采用多采样率系统实现；在接收端进行解复用和解调，恢复出原始的各路基带信号。 基本要求 （1）掌握数字信号处理的基本概念、基本原理和基本方法；掌握DFT对模拟信号进行频谱分析的方法；掌握设计FIR和IIR数字滤波器的方法； （2）掌握FDM系统的原理及简单实现方法 （3）设计出系统模块图，记录仿真结果； （4）对结果进行分析，写出设计报告。 主要参考资料 [1]高西全，丁玉美. 数字信号处理(第三版). 西安电子科技大学出版社. 2009.01 [2]A.V.奥本海姆，R.W.谢弗. 离散时间数字信号处理.(第二版) . 西安交通大学出版社. 2004.09 [3]胡广书. 数字信号处理. 清华大学出版社. [4]matlab数字信号处理的相关资料 [5]樊昌信. 通信原理. 国防工业出版社. 2008 完成期限：自 2012 年 6 月 28 日至 2012年 7 月 13 日 指导教师：张凯丽教研室主任：
目录 1 设计任务及要求 1.1 设计任务 1.2 设计要求 2 设计作用及其目的 3 设计过程及原理 3.1 频分复用通信系统模型建立3.2 信号的调制 3.3 系统的滤波器设计 3.4 信道噪声 4.基于simulink的FDMA仿真5参数设置 6频谱波形分析 7实验心得及体会 8 参考文献
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)
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)
三个同频带信号的频分复用的课程设计
1. 课程设计目的 综合运用信号与系统、数字信号处理的理论知识进行频谱分析和滤波器设计，通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现从而加深对所学知识的理解，建立概念。 2. 课程设计的基本要求 ①熟悉离散时间信号与系统的时域特性； ②掌握数字信号处理的基本概念，基本理论和基本方法； ③掌握序列快速傅里叶变换方法，利用序列傅里叶变换对离散信号和系统的响应进行频域分析； ④学会MATLAB 的使用，掌握MATLAB 的程序设计方法； ⑤掌握MATLAB 设计各种熟悉滤波器的方法和对信号进行滤波的方法。 3. 课程设计的内容 选择三个不同频段的信号对其进行频谱分析，根据信号的频谱特征设计三个不同的数字滤波器，将三路信号合成一路信号，分析合成信号的时域和频域特点，然后将合成信号分别通过设计好的三个数字滤波器，分离出原来的三路信号，分析得到的三路信号的时域波形和频谱，与原始信号进行比较，说明频分复用的特点。频分复用结构如图所示 ] [1n y ] [3n y ][2n y 4. 课程设计实现步骤 （1） 产生三路信号 利用MATLAB 语言产生三个不同频段的信号。 （2） 对三路信号进行频谱分析 画出三路信号时域波形，然后对信号进行频谱分析，在MATLAB 中，可以利用函数fft 对信号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。 （3） 设计数字滤波器并画出频率响应 根据三路信号的频谱特点得到性能指标，由性能指标设计三个数字滤波器。在MATLAB 中，可以利用函数fir1设计FIR 滤波器，利用函数butte、cheby1和ellip 设计IIR 滤波器；最后利用MATLAB 中的函数freqz 画出个滤波器的频率响应。 （4） 信号合成 将三路信号进行叠加为一路信号。 （5） 用滤波器对信号进行滤波
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。
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
频分复用论文
武汉工程大学（硕、博士）研究生试卷本 考试课程名称信号分析与处理 考试 考查 学科专业检测技术及自动化装置 学号 201104025 姓名金璐
信号的频分复用 1 设计任务 根据频分复用的通信原理，运用Matlab软件采集两路以上的语音信号，选择合适的高频载波进行调制，得到复用信号。然后设计必要的带通滤波器、低通滤波器，从复用信号中恢复所采集的语音信号。整个过程运用Matlab进行仿真，并对各个信号进行时域和频域分析。 2 设计要求 （1）使用Matlab软件画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （2）选择合适的高频载波，对采样信号进行调制。 （3）使用Matlab软件画出复用信号的频谱图。 （4）设计合适的带通滤波器，并画出带通滤波器的频率响应。 （5）对滤波后的信号进行解调，画出解调后各路信号的频谱图。 （6）设计低通滤波器，画出低通滤波器的频率响应。恢复信号的时域波形和频谱图。3设计过程 在本次设计过程中，我们通过输入3段语音信号，并且进行时域和频域的分析，再将3路信号分别乘以一个载波信号进行调制进行混频，再将其经过理想信道合成，合成得到叠加后的信号，再将合成信号进行频谱分析，再将合成信号通过切比雪夫2型带通滤波器进行滤波，得到3路带有语音信号的载波信号，每一个载波信号解调后得到原始的低频声音信号和高频载波与声音信号混频的信号，将3路语音信号频谱搬移还原，再经过低通滤波滤掉高频成分得到与原始语音信号几乎一样的信号，将恢复后的3路信号进行时域和频域分析，与原始输入的3路语音信号的时域谱和频域谱进行比较，得到它们的外围轮廓基本相同。 4理论设计 4.1频分复用通信系统模型建立 选择三个不同频段的信号对其进行频谱分析，根据信号的频谱特征设计三个不同的数字滤波器，将三路信号合成一路信号，分析合成信号的时域和频域特点，然后将合成信号分别通过设计好的三个数字滤波器，分离出原来的三路信号，分析得到的三路信号的时域波形和频谱，与原始信号进行比较，说明频分复用的特点。 频分复用的关键技术是频谱搬移技术，该技术是用混频来实现的。混频的原理，如图（1）所示。 图 1 混频原理 混频过程的时域表示式为：
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。