【正文】 4系統(tǒng)性能的分析（1） 第一路信號(hào)不做任何處理，其它七路信號(hào)分別做相對(duì)于前一路輸入信號(hào)的兩個(gè)單位延遲。在譯碼時(shí)出現(xiàn)了部分失真。分析結(jié)果如下：示波器1接在仿真框圖的輸入端部分，其輸出波形為包括方波、鋸齒波和正弦波在內(nèi)的八路原始輸入信號(hào)。示波器3接在仿真框圖的輸出端，即解復(fù)用端，其輸出波形為對(duì)復(fù)用波形進(jìn)行按時(shí)間抽取采樣分離以后的重建信號(hào)。仔細(xì)對(duì)比示波器1和示波器3的輸出波形。可以看出示波器1的輪廓不包含示波器3中的方波、鋸齒波。可以得出在經(jīng)過(guò)Subsystem采樣Merge合成以后，示波器1的輸出波形出現(xiàn)了失真現(xiàn)象。對(duì)比示波器5和示波器4的輸出波形?？梢钥闯鰞烧咧g波形總體來(lái)說(shuō)略有失真，原因就是時(shí)隙變大，使信號(hào)在恢復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)了拓寬和少量混疊，同時(shí)，復(fù)用和解復(fù)用中可能有混入的無(wú)關(guān)量，造成了干擾，引起信號(hào)帶寬的增大，使恢復(fù)出的波形出現(xiàn)了失真。 scope3原始信號(hào)的波形 scope1重建新號(hào)后的輸出波形 scope5編碼后的輸出波形 scope5編碼后的輸出波形（2） 第一路信號(hào)不做任何處理，其它七路信號(hào)分別做相對(duì)于前一路輸入信號(hào)的一個(gè)單位延遲。分析結(jié)果如下：示波器1接在仿真框圖的輸入端部分，其輸出波形為包括方波、鋸齒波和正弦波在內(nèi)的八路原始輸入信號(hào)。示波器3接在仿真框圖的輸出端，即解復(fù)用端，其輸出波形為對(duì)復(fù)用波形進(jìn)行按時(shí)間抽取采樣分離以后的重建信號(hào)。仔細(xì)對(duì)比示波器1和示波器3的輸出波形?？梢钥闯鍪静ㄆ?的輪廓包含示波器3中的方波、鋸齒波和正弦波?？梢缘贸鲈诮?jīng)過(guò)Subsystem采樣Merge合成以后，示波器1的輸出波形就是將輸入波形按照時(shí)隙分配復(fù)用原則解復(fù)用以后的波形。對(duì)比示波器5和示波器4的輸出波形?？梢钥闯鰞烧咧g波形總體來(lái)說(shuō)基本一致略有失真，究其原因就是在復(fù)用和解復(fù)用中可能有混入的無(wú)關(guān)量，造成了干擾，引起信號(hào)帶寬的增大。針對(duì)此情況，在輸出端分別加入了低通濾波器和數(shù)字濾波器，減小了干擾量的影響，但相比示波器5的編碼波形還是存在一定程度上的失真，但是最終通過(guò)低通濾波器和數(shù)字濾波器的處理，已實(shí)現(xiàn)了基本的復(fù)用功能。 scope3原始信號(hào)的波形 scope1重建信號(hào)的波形 scope5編碼后的輸出波形 scope4譯碼后的輸出波形經(jīng)過(guò)對(duì)比可知，在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，時(shí)隙大小對(duì)信號(hào)的傳輸與恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。在一定的時(shí)隙間隔下，雖然也能對(duì)信號(hào)進(jìn)行編譯碼，但是在原始信號(hào)的恢復(fù)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一定程度的失真，因此咋，在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，除了要必須滿足的抽樣定理的條件外，選擇合適的延遲也是非常重要的。 噪聲環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響數(shù)子通信傳輸系統(tǒng)中，由于噪聲，干擾等因素，會(huì)使傳輸信號(hào)受到干擾。信道的抗噪聲性能是衡量一個(gè)信道性能的重要因素，數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指系統(tǒng)克服加性噪聲的能力。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，它通常采用誤碼率來(lái)衡量。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要對(duì)信道抗噪聲性能跟抽樣次數(shù)，進(jìn)制數(shù)。通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力，在數(shù)字通信中，信道的加性噪聲能使傳輸碼元產(chǎn)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤程度通常用誤碼率來(lái)衡量。香農(nóng)定理指出，在噪聲與信號(hào)獨(dú)立的高斯白噪信道中，假設(shè)信號(hào)的功率為S，噪聲功率為N，信道通頻帶寬為W(Hz)，則該信道的信道容量C有這就是香農(nóng)信道容量公式。從公式(1)中我們可以看出，在特定帶寬（W）和特定信噪比(S/N)的信道中傳送信息的速率是一定的。由信道容量公式還可得出以下結(jié)論：(1)提高信號(hào)S與噪聲N功率之比，可以增加信道容量。(2)當(dāng)信道中噪聲功率N0時(shí)，信道容量C無(wú)窮大，這就是說(shuō)無(wú)干擾信道的信道容量可以為無(wú)窮大。(3)信道容量C一定時(shí)，帶寬W與信噪比S/N之間可以互換，即減小帶寬，同時(shí)提高信噪比，可以維持原來(lái)信道容量。(4)信噪比一定時(shí)，增加帶寬W可以增大信道容量。但噪聲為高斯白噪聲時(shí)(實(shí)際的通信系統(tǒng)背景噪聲大多為高斯白噪)，增加帶寬同時(shí)會(huì)造成信噪比下降，因此無(wú)限增大帶寬也只能對(duì)應(yīng)有限信道容量，該極限容量為：其中，n0為噪聲功率譜密度,n0=N/W。香農(nóng)公式可以畫(huà)成圖3中的曲線。該圖橫坐標(biāo)為信噪比S/N，以分貝dB為單位；縱坐標(biāo)為C/W，單位為b/S/Hz，其物理意義為歸一化信道容量，即單位頻帶的信息傳輸速率。顯然，C/W越大，頻帶的利用率越高，也即信道的利用率越高。該曲線表示任何實(shí)際的通信系統(tǒng)理論上頻帶利用能達(dá)到的極限。曲線下方是實(shí)際通信系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的頻帶利用區(qū)域，而上方為不可實(shí)現(xiàn)區(qū)域。 香農(nóng)公式曲線5 TDMA方式的時(shí)隙分配算法在相鄰抽樣脈沖之間存在時(shí)間上的空隙，利用這種空隙便可以在同一信道中傳輸其它路 信號(hào)的抽樣脈沖，在接收端就可以想法把各種信號(hào)分開(kāi)，最后實(shí)現(xiàn)恢復(fù)各路原始信號(hào)。但是，在現(xiàn)實(shí)中的很多情況下，都會(huì)有噪聲存在，在仿真過(guò)程中噪聲的處理時(shí)非常重要的。時(shí)分解復(fù)用通信，是把各路信號(hào)在同一信道上占 有不同時(shí)間間隙進(jìn)行通信分離出原來(lái)的模擬信號(hào)。由抽樣定理可知，將時(shí)間上離散的信號(hào)變 成時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)，其在信道上占用時(shí)間的有限性，為多路信號(hào)沿同一信道傳輸提供了條件。時(shí)分解復(fù)用是建立在抽樣定理的基礎(chǔ)上的,因?yàn)槌闃佣ɡ磉B續(xù)(模擬)的基帶信號(hào)由可能被 ，就是把時(shí)間分成一些均勻的時(shí)間間隙，將各路 信號(hào)的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)間間隙，以達(dá)到互相分開(kāi)，互不干擾的目的，在仿真過(guò)程中，恢復(fù)基帶信號(hào)時(shí)，由于噪聲或者參數(shù)設(shè)置的影響，時(shí)分復(fù)用的解調(diào)過(guò)程也比較復(fù)雜，大多情況下，利用抽樣判決器進(jìn)行抽樣判決以恢復(fù)基帶信號(hào)。抽樣脈沖占據(jù)時(shí)間一般較短,因此, 就可能用一條信道同時(shí)傳送若干個(gè)基帶信號(hào),并且每一個(gè)抽樣值占用的時(shí)間越短,能夠傳輸?shù)?,各個(gè)信號(hào)就能分別互 相分開(kāi)，互不干擾并不失真地還原出原來(lái)的模擬信號(hào)，另外，在加入幀同步信號(hào)是，在輸入端加入一路信號(hào)作為幀同步信號(hào)，在解復(fù)用必須端利用與門(mén)等邏輯運(yùn)算對(duì)幀同步信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，在選擇幀同步碼時(shí)候要選擇能夠準(zhǔn)確提取幀同步信號(hào)的碼。 為了使系統(tǒng)中的所有成員都能均衡有效地工作，要求在一個(gè)時(shí)元內(nèi)， 不但任意網(wǎng)絡(luò)成員發(fā)送消息的間隔要均勻分布，而且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息的間隔要近似均勻分布，也就是說(shuō)分配每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙應(yīng)具有周期性的等間隔。在時(shí)隙分配中，若按單個(gè)的時(shí)隙逐一分給每個(gè)成員，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難，而且很難達(dá)到要求。為此提出時(shí)隙塊模型，將時(shí)隙“成塊”地分給各節(jié)點(diǎn)。采用該方法給用戶分配時(shí)隙時(shí)，還存在著這樣一個(gè)問(wèn)題值得注意：當(dāng)用戶所分配的時(shí)隙需要由若干個(gè)節(jié)點(diǎn)塊內(nèi)的時(shí)隙組成時(shí)，可以有若干種選擇。但考慮到時(shí)隙的均勻性原則，在選擇這些節(jié)點(diǎn)塊組合時(shí)，須滿足以下準(zhǔn)則：對(duì)同一級(jí)節(jié)點(diǎn)塊來(lái)說(shuō)，塊間間隔 BI 越大越好。本文研究的內(nèi)容是在MATLAB的simulink仿真基礎(chǔ)上，按照多址方式中的，時(shí)分多址。在掌握多址技術(shù)的思想，原理和實(shí)現(xiàn)方法上，用軟件Matlab/Simulink搭建時(shí)分多址系統(tǒng)仿真模型，對(duì)不同的噪聲環(huán)境，帶寬大小進(jìn)行分析；并提出基于優(yōu)先級(jí)的TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法。當(dāng)前，在多個(gè)學(xué)科對(duì)這一問(wèn)題都展開(kāi)了研究，Link16作為美國(guó)國(guó)防部裝備部隊(duì)用于指揮、控制和情報(bào)的主要戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，采用的就是TDMA接入方式的無(wú)線數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)絡(luò)，時(shí)分多址訪問(wèn)是一種無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，它的運(yùn)作不依賴于特定節(jié)點(diǎn)的控制，為使廣播有序進(jìn)行，系統(tǒng)將時(shí)間軸劃分為時(shí)間元時(shí)元?jiǎng)澐譃闀r(shí)間幀，時(shí)間幀劃分為時(shí)隙，在此過(guò)程中，TDMA時(shí)隙分配算法，通過(guò)使信道分配得到更好的信道利用率，提升了處理不同業(yè)務(wù)類型的能力，是的傳統(tǒng)的延遲和帶寬分配變得可控，本文以D TDMA 算法的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，提出基于優(yōu)先級(jí)的D TDMA，具體來(lái)說(shuō)，圍繞著以下三個(gè)方面來(lái)展開(kāi)：(1)時(shí)分多址的動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法的幀結(jié)構(gòu)分為預(yù)約請(qǐng)求時(shí)隙和數(shù)據(jù)時(shí)隙兩個(gè)階段，預(yù)約請(qǐng)求時(shí)隙由n個(gè)微時(shí)隙組成，節(jié)點(diǎn)對(duì)微時(shí)隙的占用采用固定分配模式，微時(shí)隙的長(zhǎng)度和系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)決定了請(qǐng)求時(shí)隙的長(zhǎng)度，微時(shí)隙在一幀中占用的比例越小，數(shù)據(jù)時(shí)隙在一幀中占用的比例就越大，這樣可以節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)銷，提高系統(tǒng)性能。基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法和基于哈希算法的時(shí)隙分配算法都可以提高系統(tǒng)的性能，但哪種方法分析效果更好，這至關(guān)重要。文中對(duì)這兩種方法進(jìn)行了多角度的對(duì)比，并以實(shí)際的時(shí)分多址做仿真，得出根據(jù)幀結(jié)構(gòu)的不同對(duì)現(xiàn)有的時(shí)隙分配算法進(jìn)行分類，能減少報(bào)文的平均延誤時(shí)間,適合突發(fā)應(yīng)急報(bào)文的傳輸需要，更適合當(dāng)代快速發(fā)展的通信系統(tǒng)(2) 基于哈希算法的動(dòng)態(tài)時(shí)隙資源分配機(jī)制HP_TDMA算法。該算法將節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙需求劃分為3種情況:節(jié)點(diǎn)不需要使用時(shí)隙、只需要使用主時(shí)隙和需要競(jìng)爭(zhēng)額外時(shí)隙。在時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)階段采用哈希算法獲得節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)隙使用的優(yōu)先級(jí)順序表,按照優(yōu)先級(jí)表配置節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)隙的使用。經(jīng)過(guò)仿真分析得出采用哈希算法的時(shí)隙分配策略能夠高效地利用時(shí)隙資源,提高信道利用率。該算法綜合了固定分配和動(dòng)態(tài)接入的優(yōu)點(diǎn),具有最小時(shí)延保障。但是這種算法沒(méi)有充分考慮節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)不均衡的情況,在競(jìng)爭(zhēng)階段節(jié)點(diǎn)都按優(yōu)先級(jí)高低盡最大可能占有時(shí)隙,而不考慮自身的時(shí)隙需求,因此該算法不能充分利用時(shí)隙資源?！　。?）根據(jù)幀結(jié)構(gòu)的不同對(duì)現(xiàn)有的時(shí)隙分配算法進(jìn)行分類,分析其特點(diǎn)及綜合性能。根據(jù)二叉樹(shù)塊內(nèi)均分法,提出一種基于優(yōu)先級(jí)的態(tài)時(shí)隙分配算法,地面主控站可根據(jù)用戶的緊急或優(yōu)先級(jí)高低的預(yù)約請(qǐng)求進(jìn)行實(shí)時(shí)分配,能滿足用戶占用時(shí)隙塊發(fā)送較長(zhǎng)報(bào)文的需求。仿真結(jié)果表明,該算法能減少報(bào)文的平均延誤時(shí)間,適合突發(fā)應(yīng)急報(bào)文的傳輸需要。根據(jù)仿真結(jié)果表明，基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法，適用于用戶有應(yīng)急需要、發(fā)送較長(zhǎng)報(bào)文、占用連續(xù)多時(shí)隙的場(chǎng)合，該策略采用預(yù)約時(shí)隙的方式，根據(jù)信息類型對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排隊(duì)處理，依次滿足各用戶的預(yù)約請(qǐng)求，該算法時(shí)隙利用率高，能動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)隙分配，可有效避免信息的碰撞。能夠更加高效的利用信道，實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的動(dòng)態(tài)分配，提高信息的傳送速率，更適合當(dāng)代信息時(shí)代的需求?！?總結(jié)我本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要原理就是利用各個(gè)時(shí)隙在時(shí)間軸上不相互重疊達(dá)到多路復(fù)用的目的，它是基于抽樣原理的基礎(chǔ)之上的。在本次仿真的過(guò)程中根據(jù)抽樣定理和奈奎斯特準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)仿真過(guò)程中，抽樣、量化、編碼基本上都是利用Matlab中的各個(gè)器件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在準(zhǔn)確掌握通信原理理論的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)起來(lái)還是很容易的。但是在后面模塊中的解復(fù)用部分，由于抽樣的速率及時(shí)間都會(huì)對(duì)信號(hào)的恢復(fù)有影響，所以在時(shí)隙大小的控制仿真部分，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中遇到了一些小麻煩，但是最后在老師的講解與指導(dǎo)下，還是把信號(hào)解了出來(lái)。由于自己能力有限，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)仿真電路花了一些時(shí)間，在網(wǎng)上找了很多資料，加上自己平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)比之下，選擇了最簡(jiǎn)單的電路來(lái)實(shí)現(xiàn), 并沒(méi)有完全完成老師任務(wù)書(shū)的要求。同時(shí)，過(guò)于簡(jiǎn)單的電路可能會(huì)在功能上存在一定的缺陷，這是個(gè)遺憾。但同時(shí)，我也收獲了很多，首先，畢設(shè)提高了我們分析問(wèn)題的能力。面對(duì)一個(gè)課題如何下手，這往往是我們遇見(jiàn)的最大問(wèn)題，如何聯(lián)系學(xué)習(xí)的理論知識(shí)去處理，這是我們欠缺的地方。同時(shí)通過(guò)做東西，也加強(qiáng)我們對(duì)理論的知識(shí)的理解。第二，能夠培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。復(fù)雜的電路，繁冗的接線要求我們必須細(xì)心小心的處理。仿真時(shí)，出不來(lái)結(jié)果，必須每個(gè)元件的，一步步去檢查。最后，通過(guò)畢設(shè)為我們以后設(shè)計(jì)電路提供了一定的思路和方法。而且通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我把通信原理的基礎(chǔ)及重點(diǎn)知識(shí)又復(fù)習(xí)了一遍，又聯(lián)系仿真中的問(wèn)題，通過(guò)自己動(dòng)手，掌握了本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)原理，學(xué)習(xí)到了自己以前沒(méi)有學(xué)會(huì)、沒(méi)有掌握的一些知識(shí)，在這里，謝謝李老師的悉心教導(dǎo)與嚴(yán)格要求。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深感受了學(xué)習(xí)中實(shí)踐的重要作用，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)制作各種東西更是如此，知識(shí)只有在經(jīng)常的學(xué)習(xí)與實(shí)踐的過(guò)程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲?？傊ㄟ^(guò)畢設(shè)，我收獲了很多。不僅對(duì)理論知識(shí)有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提高了我們的綜合能力。在這個(gè)過(guò)程中，我曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過(guò)，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，收獲知識(shí)，提高能力的同時(shí)，我也學(xué)到了很多人生的哲理，懂得怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。同時(shí)我也明白對(duì)任何事情如果付出越多，那么你收獲也就越多。因此在以后的生活和學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我一定會(huì)把課程設(shè)計(jì)的精神帶到生活中，不畏艱難，勇往直前！致謝在整個(gè)畢設(shè)過(guò)程中，有辛酸，也有喜悅，不斷付出也不斷收獲著，整個(gè)過(guò)程就像是大學(xué)生活的縮影，也是象牙塔里的最后一程，這意味這我們將要開(kāi)啟新的旅程，但拼搏不斷。在此期間，要特別感謝李老師給我的指導(dǎo)和孜孜不倦的教誨，在他的嚴(yán)格要求下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才一步步走向成熟，還要感謝各位同學(xué)，他們陪我一起學(xué)習(xí)，一起做實(shí)驗(yàn)，一起解決問(wèn)題，這段時(shí)間我學(xué)到了很多東西。 最后，我要感謝我的母?！兾骼砉W(xué)院 ，為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在校期間，這里給我留下了美好的回憶，畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程給了我這樣一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)，使我加深了對(duì)以前知識(shí)的理解和鞏固，拓寬了知識(shí)面，也提高了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。祝愿母校的將來(lái)更美好！參考文獻(xiàn)[1] 樊昌信，曹麗娜．通信原理（第六版)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.[2] 邵玉斌．Matlab/Simulink通信原理建模與仿真實(shí)例分析[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[3] 賈秋玲，袁冬莉，欒云鳳．、分析及設(shè)計(jì)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006.[4] 張圣勤．[M].北京：機(jī)器工業(yè)出版社，2006.[5]吳偉陵，龐沁華．通信原理[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005.[6]青松，程岱松，武建華．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的System View 仿真與分析[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.[7]桑林，郝建軍，劉丹．?dāng)?shù)字通信[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，200