【正文】 nlinear（非線性環(huán)節(jié)）、Connection（連接與接口）和Extra（其他環(huán)節(jié)）等具有不同功能或函數(shù)運(yùn)算的Simulink庫模塊（或庫函數(shù)），而且每個子模型庫中包含有相應(yīng)的功能模塊，用戶還可以根據(jù)需要定制和創(chuàng)建自己的模塊。用戶可以從最高級開始觀看模型，然后用鼠標(biāo)雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級的內(nèi)容，以此類推，從而可以看到整個模型的細(xì)節(jié)，幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。菜單方式對于交互工作非常方便，而命令行方式對于運(yùn)行仿真的批處理非常有用。仿真的結(jié)果還可以存放到MATLAB的工作空間里做事后處理。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對自己的模型進(jìn)行仿真、分析和修改模型。Simulink幾個重要特點(diǎn)如下： (1) 豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫。 (3) 以設(shè)計(jì)功能的層次性來分割模型，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理。 (5) 提供API用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成。8482。 (7) 使用定步長或變步長運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)來決定以解釋性的方式運(yùn)行或以編譯C代碼的形式來運(yùn)行模型。 (9)可訪問MATLAB從而對結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定制建模環(huán)境，定義信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)目的：（1）通過對多址技術(shù)的學(xué)習(xí)，完成時分復(fù)用系統(tǒng)的搭建；（2）利用PCM脈沖抽樣、量化、編碼原理實(shí)現(xiàn)對模擬信號的編譯碼，實(shí)現(xiàn)模擬信號的數(shù)字換轉(zhuǎn)換；（3）總結(jié)設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)論文1篇；設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）通過PCM 編碼搭建時分多址系統(tǒng)仿真模型。 設(shè)計(jì)仿真簡介(1)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)要求掌握多址技術(shù)的思想，原理和實(shí)現(xiàn)方法，用軟件Matlab/Simulink搭建時分多址系統(tǒng)仿真模型，對不同的噪聲環(huán)境，帶寬大小進(jìn)行分析；并提出一種TDMA方式的時隙分配方法。所謂多路通信，就是把多個不同信源所發(fā)出的信號組合成一個群信號，并經(jīng)由同一信道進(jìn)行傳輸，在收端再將它分離并被相應(yīng)接收。時分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的，因?yàn)槌闃佣ɡ硎惯B續(xù)（模擬）的基帶信號由可能被在時間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖所代替。利用這些空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值，因此，就可能用一條信道同時傳送若干個基帶信號,并且每一個抽樣值占用的時間越短，能夠傳輸?shù)穆窋?shù)也就越多。顯然這種時間復(fù)用信號在接收端只要在時間上恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分離，各個信號就能分別得到恢復(fù)。此外，時分復(fù)用通信系統(tǒng)有兩個突出的優(yōu)點(diǎn)，一是多路信號的匯合與分路都是數(shù)字電路，簡單、可靠；二是時分復(fù)用通信系統(tǒng)對非線性失真的要求比較低。所謂同步是指接收端能正確地從數(shù)據(jù)流中識別各路序號。它可以是一組特定的碼組，也可以是特定寬度的脈沖。上述所有信號都是時間分割，按某種固定方式排列起來，稱為幀結(jié)構(gòu)。時分復(fù)用就是一種常用的多路通信方式。多路時分復(fù)用以時間作為信號分割的參量，故必須使各路信號在時間軸上互不重疊。由于信道的位傳輸率超過每一路信號的數(shù)據(jù)傳輸率，因此可將信道按時間分成若干片段輪換地給多個信號使用。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的預(yù)期功能是通過設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)運(yùn)行能夠得出各路的信號波形、復(fù)用后的信號波形以及解復(fù)用的各點(diǎn)波形。原則上是把一定路數(shù)電話語音復(fù)合成一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流（稱為基群），然后再把基群數(shù)據(jù)流采用同步或準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接技術(shù)，匯合成更高速地?cái)?shù)據(jù)信號，復(fù)接后的序列中按傳輸速率不同，分別成為一次群、二次群、三次群、四次群等等,。時間分配 TDMA系統(tǒng)組成框圖 模擬信號數(shù)字化原理數(shù)字通信系統(tǒng)因可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)而成為通信系統(tǒng)的主要的發(fā)展方向，然而自然界的許多信息進(jìn)過各種傳感器感知后都是模擬量，例如電話、電視等通信業(yè)務(wù)，其信源輸出的都是模擬信號，若要利用數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸模擬信號，一般需要三個步驟：首先將模擬信號變成數(shù)字信號，即完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，其次是進(jìn)行數(shù)字方式傳輸，最后是將數(shù)字信號還原為模擬信號，即完成數(shù)模轉(zhuǎn)換。采用脈沖編碼調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化包括三個步驟:抽樣、量化和編碼。首先對模擬信息源發(fā)出的模擬信號進(jìn)行抽樣，使其成為一系列離散的抽樣值，然后將這些抽樣值進(jìn)行量化并編碼，變換成數(shù)字信號。在接收端，則將接收到的數(shù)字信號進(jìn)行譯碼和低通濾波，恢復(fù)原模擬信號。能否由此樣值序列重建原信號，是抽樣定理要回答的問題。也就是說，若要傳輸模擬信號，不一定要傳輸模擬信號本身，只需傳輸按抽樣定理得到的抽樣值即可。根據(jù)信號是低通型的還是帶通型的，抽樣定理分低通抽樣定理和帶通抽樣定理；根據(jù)用來抽樣的脈沖序列是等間隔的還是非等間隔的，又分均勻抽樣定理和非均勻抽樣；根據(jù)抽樣的脈沖序列是沖擊序列還是非沖擊序列，又可分理想抽樣和實(shí)際抽樣。這樣得到的離散信號稱為取樣信號。其中取樣脈沖序列s(t)也稱為開關(guān)函數(shù)。Ts稱為取樣周期，fs=1/Ts稱為取樣頻率或取樣率，ωs=2πfs=2π/Ts稱為取樣角頻率。而沖激序列δTs（這里T=Ts，Ω=2π/Ts=ωs）的頻譜函數(shù)也是周期沖激序列，函數(shù)δTs(t)(b)和(e)所示。沖激取樣信號fs(t)(c)和(f)所示。1，177。由此可見，采樣信號在時域的表示為無窮多沖激函數(shù)的線性組合，其權(quán)值為原始信號在對應(yīng)采樣時刻的定義值。由取樣信號fs(t)的頻譜可以看出，如果ωs2ωm（即fs2fm或Ts1/2fm），那么各相鄰頻移后的頻譜不會發(fā)生重疊。如果ωs2ωm，那么頻移后的各相鄰頻譜將相互重疊，這樣就無法將它們分開，因而也不能再恢復(fù)原信號?？梢姡瑸榱瞬话l(fā)生混疊現(xiàn)象，必須滿足ωs≥2ωm。 抽樣信號的產(chǎn)生與恢復(fù)原理框圖經(jīng)過譯碼后的信號，通過帶通濾波器濾除高頻分量，恢復(fù)出原始信號。模擬信號抽樣后變成在時間上離散的信號，但仍然是模擬信號。設(shè)模擬信號的抽樣值為s(kT),其中T是抽樣周期，k是整數(shù)。若我們僅用N位二進(jìn)制數(shù)字碼元來代表 此抽 樣值 的 大小，則N位二進(jìn)制碼元只能代表M=2^N個不同的抽樣值。這樣，共有M個離散電平，稱為量化電平。量化又有均勻量化與非均勻量化。 模擬信號的量化原理圖 模擬信號的量化波形示意圖 編碼原理（1）信道編碼：為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和干擾的。信道編碼的目的是試圖以最少的監(jiān)督碼元為代價，以換取最大程度的可靠性的提高?！⌒诺谰幋a僅具有發(fā)現(xiàn)差錯功能的檢錯碼，如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼、自動請求重傳ARQ等，具有自動糾正差錯功能的糾錯碼，如循環(huán)碼中的BCH碼、RS碼及卷積碼、級聯(lián)碼、Turbo碼等既能檢錯又能糾錯功能的信道編碼，最典型的是混合ARQ信道編碼從結(jié)構(gòu)和規(guī)律上分兩大類：線性碼、非線性碼，F(xiàn)EC是前向就錯碼，在不同系統(tǒng)中，不同信道采用的FEC都不一樣，有卷積碼，Turbo碼等模擬視頻信號和音頻信號要變成數(shù)字信號，通常都要通過信元編碼和信道編碼兩個過程才能成。信源編碼是主要是利用信源的統(tǒng)計(jì)特性，解決信源的相關(guān)性，去掉信源冗余信息，從而達(dá)到壓縮信源輸出的信息率，提高系統(tǒng)有效性的目的。編碼是把量化后的信號按照一定的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)變成一系列數(shù)字編碼脈沖的過程。脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation），是對信號進(jìn)行抽樣和量化時，將所得的量化值序列進(jìn)行編碼，變換為數(shù)字信號的調(diào)制過程。抽樣過程將連續(xù)時間模擬信號變?yōu)殡x散時間、連續(xù)幅度的抽樣信號，量化過程將抽樣信號變?yōu)殡x散時間、離散幅度的數(shù)字信號，編碼過程將量化后的信號編碼成為一個二進(jìn)制碼組輸出?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　?2)切線ob段+曲線bc——A律壓縮曲線。A壓縮律中的常數(shù)A不同，則壓縮曲線的形狀也不同，它將特別影響小電壓時的信號量噪比的大小，在實(shí)用中。現(xiàn)在由于數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，這種特性很容易用數(shù)字電路來近似實(shí)現(xiàn)，13折線特性就是近似于A壓縮律的特性， 　　　 A律13折線圖中橫坐標(biāo)x在[01]區(qū)間中分為不均勻的8段。圖中縱坐標(biāo)y則均勻的劃分為8段。輸入信號x進(jìn)行A律壓縮，取A=，在第一象限，輸出x端點(diǎn)對應(yīng).在13折線法中采用的折疊碼有8位。后面的7位分為段落碼和段內(nèi)碼兩部分，用于表示量化值的絕對值。段內(nèi)碼代表的16個量化電平是均勻劃分的。 A律曲線(4)A律PCM編碼規(guī)則在13折線法中采用的折疊碼有8位。后面的7位分為段落碼和段內(nèi)碼兩部分，用于表示量化值的絕對值。段內(nèi)碼代表的16個量化電平是均勻劃分的。輸入信號x后，極性碼C1的判斷方法是：x0,C1=0。段落序號段落碼C2C3C4 段內(nèi)層次段內(nèi)碼 7 111 15 1111 6 110 14 1110 5 101 14 1101 4 100 12 1100 3 011 11 10112 010 10 10101 001 9 10010 000 8 1000 7 0111 6 0110 5 0101 4 0100 3 0011 2 0010 1 0001 0 0000(5)PCM編碼流程　　輸入信號x后，先判斷x的符號，x0時C1=1，x0時C1=0；判斷完符號后將信號進(jìn)行歸一化和量化，再進(jìn)行段落判斷以及段內(nèi)判斷，最后將C1C8輸出。時分多址是把時間分割成周期性的幀(FmrIIe)每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下．基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來翻。系統(tǒng)容量較大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在2G、衛(wèi)星通信和無線寬帶通信中。所謂多路通信，就是指把多個不同信源所發(fā)出的信號組合成一個群信號，并經(jīng)由同一信道進(jìn)行傳輸，在收端再將它分離并將它們相應(yīng)接收。時分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的，因?yàn)槌闃佣ɡ硎惯B續(xù)的基帶信號有可能被在時間上離散出現(xiàn)的抽樣脈沖所代替。利用這些空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值，因此，就可能用一條信道同時傳送若干個基帶信號,并且每一個抽樣值占用的時間越短，能夠傳輸?shù)穆窋?shù)也就越多。這就是時分復(fù)用的概念。然而，時分復(fù)用系統(tǒng)對信道中時鐘相位抖動及接收端與發(fā)送端的時鐘同步問題提出了較高的要求。為此，必須在每幀內(nèi)加上標(biāo)志信號（即幀同步信號）。在實(shí)際通信系統(tǒng)中還必須傳遞信令以建立通信連接，如傳送電話通信中的占線、摘機(jī)與掛機(jī)信號以及振鈴信號等信令。當(dāng)抽樣信號到來時，門電路導(dǎo)通，在輸出端就得到一個樣值。這就是抽樣信號的頻率問題.根據(jù)研究，抽樣信號和模擬信號必須滿足Fs≥2Fimax，F(xiàn)s是抽樣信號的頻率，F(xiàn)imax是模擬信號的最高工作頻率，也就是說，抽樣信號的頻率必須要大于或等于模擬信號最高頻率的二倍，這樣抽樣所得到的樣本才能比較正確地反映出原來模擬信號隨時間變化的規(guī)律。第三代移動通信中的信源編碼包括語音壓縮編碼、各類圖像壓縮編碼及多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼。抽樣后所產(chǎn)生的樣本電壓值雖然是不連續(xù)的，也不一定是整數(shù)（如1V、），因此還必須將這些數(shù)值化為某個最小單位的整倍數(shù)，這個轉(zhuǎn)化過程稱為量化。n位二進(jìn)制數(shù)共有2n個不同的數(shù)，可以代表2n個不同的狀態(tài)（如22=4，用二進(jìn)制可表示四種不同的數(shù)或狀態(tài)：00、011，所對應(yīng)的數(shù)用十進(jìn)制表示是：0、3），用來表示量化時代表2n個不同的量化級，稱為n比特量化。在量化的過程中，是通過四舍五入的方法把落入每個小間隔的樣值下移或上靠為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，這就使樣值出現(xiàn)了誤差，稱之為量化誤差或叫量化噪聲。實(shí)際上，如果量化誤差比傳輸過程中的噪聲還要小時，量化誤差就不要了，沒必要過分提高量化級數(shù)。抽樣和量化的區(qū)別是：量化利用預(yù)先規(guī)定的有限個電平來表示模擬信號的抽樣值，它是將取值連續(xù)的抽樣變成取值離散的抽樣，它是把一個時間上連續(xù)的信號變換成時間上離散的信號，模擬信號經(jīng)過抽樣后形成時間離散的樣值序列在幅度上仍然連續(xù)，仍然屬于模擬信號，則抽樣值很難用二進(jìn)制碼組描述，所以需要把在幅度上連續(xù)的樣值序列分散成有限個離散電平，并用N位二進(jìn)制碼組表示N為二進(jìn)制碼組只能同M=2^N 個電平樣值相對應(yīng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了無限的抽樣值到有限個離散電平的轉(zhuǎn)化，使得信號便于在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中傳輸。我國采用的是30/32路PCM基群結(jié)構(gòu)，即在傳輸數(shù)據(jù)時先傳第1路信號，然后傳第2路信號，第3路信號……直到傳完第32路，再傳第1路，第2路……如此循環(huán)下去。其中TS0用于傳輸同步碼、監(jiān)視碼、對端告警碼組（簡稱對告碼）；TS16用于傳輸信令碼；TS1—TS15傳前15個話路的話音數(shù)字碼，TS17—TS31傳輸后15個話路的話音數(shù)字碼，顯然，在32個時隙中只有30個時隙用于傳話音數(shù)字碼，記作PCM30/32。因?yàn)槊總€話路的抽樣頻率是8000HZ，即每秒抽樣8000次，所以兩個抽樣值之間的時間間隔是1/8000，等于125181。s。s，每個時隙的樣值編8位碼，因此，（）. PCM30/32基群幀結(jié)構(gòu)如圖： PCM 30/32基群幀結(jié)構(gòu)體系層次 比特率Mb/s路數(shù)（每路64kb/s）E體系 E1 30 E2 120 E3 480 E4 1920 E5 7680