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1、武汉理工大学通信原理课程设计说明书0目录摘要 .11Multisim 介绍 .32 时分复用原理 .42.1 TDM 方式 .72.2 基本特点 .73 总体设计思路 .83.1PAM 编码原理 .83.2PAM 信号解调 .113.3 复接分接 .133.4 位同步原理 .133.5 帧同步原理 .144 电路仿真 .155 实物制作和测试结 .206 实验结果分析 .227 心得体会 .238 参考文献 .24武汉理工大学通信原理课程设计说明书1摘要为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信，例
2、如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如 PCM，PAM 等通信。时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。抽样的一个重要作用，是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，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。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。发端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。合路后的抽样信号送到 PAM 编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。关键词：信道利用率 PAM 编码 时分复用武汉理工大学通信原理课程设计说明书2ABSTRAC
3、TIn order to improve the channel utilization, enables multiple signal transmission and not interfere with each other, along the same channel multiplexing. Is currently used more frequency division multiplexing and time division multiplexing. Frequency division multiplexing is used for simulating the
4、 communication, such as carrier communication, time division multiplex used in digital communication, such as PCM, PAM communication, etc. Time division multiplex communication, it is multiple signals on the same channel has different time slot to communicate. Sampling of an important role, is a con
5、tinuous time signal into a discrete time signal, its limitations on the channel holding time, provides conditions for multipath signal along the same transmission channel. Specifically, is to put some time into uniform time interval, the multiple signals transmission time distribution in different t
6、ime interval, separated from each other, in order to achieve the purpose of mutual interference. Start distributor not only have the effect of sampling, at the same time also play the role of reuse and road. Road PAM sampling signal of the encoder on quantization and coding, then digital code letter
7、 sent to the channel.Keywords: PAM coding time-division multiplexing channel utilization武汉理工大学通信原理课程设计说明书31Multisim 介绍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 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，用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件” 、 “软件即仪器” ，是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
8、 Multisim的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。Multisim 的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，并且其中具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、 时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和
9、不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。特点总结如下：（1）所见即所得的设计环境； （2）互动式的仿真界面；（3）元件库包括 1200 多个新元器件和 500 多个新 SPICE 模块，这些都来自于如美国模拟器件公司（Analog Devices） 、凌力尔特公司（Linear Technology ）和德州仪器（ Texas Instruments）等业内领先厂商，其中包括 100 多个开关模式电源模块； （4）动态显示元件（如 LED，七段显示器等） ； （5）汇聚帮助（Convergence Assistant ）功能，能自动调节 SPICE 参数，纠正仿真错误； （6）
10、数据的可视化分析功能，包括一个新的电流探针仪器和用于不同测量的静态探点，以及对 BSIM4 参数的支持。武汉理工大学通信原理课程设计说明书42 时分复用原理 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。图 1 两个基带信号时分复用原理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
11、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。武汉理工大学通信原理课程设计说明书5信道示意图：图 2 信道示意图TDM
12、 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。CH1CH2CHn图 3 多路传输原理框图LPFLPFLPF多路选择信道多路选择LPFLPFLPF武汉理工大学通信原理课程设计说明书62.1 TDM 方式目前分为以下两种：同步时分复用系统（分两类）： 1.准同步系列 PDH(用于公共电话网 PSTN） 2.同步系列 SDH（用于光纤通信等骨干网络） 统计(异步)时分复用系统（分两类）： 1.虚电路方式（如，X
13、.25、帧中继、ATM） 2. 数据报方式（如 TCP/IP） PSTN 系统目前采用 PDH 和 SDH 结合的方式，在小用户接入及交换采用PCM/PDH，核心骨干网络采用 SDH。 目前世界上存在两类的 PDH 标准： 1.基于 A 律压缩的 30/32 路 PCM 系统（欧洲标准，用于欧洲、中国、俄罗斯等） 2.基于 u 律压缩的 24 路 PCM 系统（美洲标准，用于北美、日本、台湾等） 时间片划分 ：同步(Synchronous)时分多路复用 TDM,它的时间片是预先分配好的,而且是固定不变的,因此各种信号源的传输定时是同步的。与此相反,异步时分多路复用 1DM 允许动态地分配传输媒体的时间片。2.2 基本特点1.TDM 在时域上各路信号时分开的，但在频域上各路信号时混叠在一起的，正好与 FDM 相反2.TDM 容易用数字电路实现，因而也容易集成3.能抗非线性失真4.要求产生准确的位，帧定时，要插入冗余比特，进行帧同步武汉理工大学通信原理课程设计说明书73 总体设计思路总体框图结构如下：图 4 电路总模块3.1PAM 编码原理抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过
