【正文】 準(zhǔn)同步數(shù)字體系E1基本層：30路PCM數(shù)字電話信號，每路PCM信號的比特率為64Kb/s,由于需要加入群同步碼元和信令碼元等額外開銷，所以實際占用32路PCM信號的比特率，,此輸出成為一次群信號。E4層： 基群到多次群的復(fù)用原理（2)TS0偶幀TS0用于傳幀同步碼，其中第2—8位碼固定發(fā)0011011，這7位碼組就是幀同步碼。第1位碼留作國際通用，不用時為1。其中第2位碼固定發(fā)1，稱為監(jiān)視碼，它用于輔助同步過程的實現(xiàn)。用于傳對告碼，正常同步時為0，不正常時即失步時發(fā)1。對告碼的作用是：通話正常進(jìn)行，必須兩個方向都通暢，如果一個方向有故障，就必須能通過對告碼來告訴對方，顯然，同步、監(jiān)視、對告碼的周期都是250181。(3)TS16要建立一個通話過程，信令信息的正確傳送是必須的。也就是說，信令是以模擬信號的形式傳送的。從抽樣定理中知道，對于話音信息，抽樣頻率為8000 HZ。s抽取一次的。在數(shù)字通信中，每一路信令都先轉(zhuǎn)換為4位數(shù)字信號，放在TS16的4個比特中，這樣，TS16的8位可發(fā)放下兩路數(shù)字信令，30路的信令共需15個TS16。它所含的16幀稱為子幀，用F0—F15來表示，具體安排如下：F0中，TS16的第1—4位碼傳復(fù)幀同步組“0000”，其作用是保證信令正確傳送，即保證收發(fā)信令同步；第6位碼為A2，傳復(fù)幀對告碼，第6位碼=0，表示復(fù)幀同步，第6位碼=1，表示復(fù)幀不同步。TS16的第1—4位碼傳第1路信令，第5—8位碼傳16路信令。一個信令復(fù)幀正好把30路信令傳一遍，其周期為2 ms，即信令抽樣頻率為500 HZ。本文主要以鋸齒波的脈寬為條件，在01 時隙內(nèi)，以便在每一個時隙中恢復(fù)原始信號。但實際并不需要，因為信號經(jīng)過信道以后，我們需要的是脈沖的高度而不是形狀。共八路輸入信號，其中第一路信號為幀同步碼信號，其余各路為用戶信息信號。各路輸入信號的參數(shù)設(shè)置見附錄A所示。使第18路輸入信號分別延時18個單元，利于時鐘抽樣。 PCM系統(tǒng)原理框圖首先，在發(fā)送端進(jìn)行波形編碼，主要包括抽樣、量化、和編碼三個過程，把模擬信號變?yōu)槎M(jìn)制碼組，編碼后的PCM碼組的數(shù)字傳輸方式，可以是直接的基帶傳輸，也可以是對微波、光波、等載波調(diào)制后的調(diào)制傳輸，在接收端，二進(jìn)制碼組經(jīng)過譯碼后還原為量化后的樣值脈沖序列，然后經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量，得到重建信號。內(nèi)部構(gòu)成：一級定時時鐘（頻率1/8000），延時模塊，判決器，特征信號產(chǎn)生器，信號轉(zhuǎn)換器。定時時鐘的每個延時單元頻率均為1/(2*8000)，可使時鐘延遲一個上升沿進(jìn)行采樣。級聯(lián)延時單元，使每路信號的的時鐘起始時間產(chǎn)生相應(yīng)延時，便于經(jīng)過處理后的各路信號合拼到同一信號。各模塊參數(shù)設(shè)置如附錄A中：(1) Saturation施加輸入信號的上下限范圍，相當(dāng)于限制信號的幅度，指定輸入信號的上下限。(3)A律壓縮機(jī)：為了提高輸出信號的信噪比，將取模后的信號進(jìn)行A律壓縮。(5) Quantizer:利用預(yù)先規(guī)定的信號電平，將壓縮后的信號進(jìn)行量化。 經(jīng)過編碼后的輸入信號轉(zhuǎn)換為幀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過堆棧，將經(jīng)過PCM編碼的信號變換成整型數(shù)據(jù)。其中二級時鐘頻率1/（1000*8），作為Multiport Switch的抽樣頻率，共8路分解信號合成一個特征信號，因復(fù)用幀幀長為原信號的字長，故二級時鐘頻率設(shè)置為1/（1000*8）。分解出的8路信號送往Multiport Switch進(jìn)行抽樣。這樣便形成了特征信號，使復(fù)用幀中相應(yīng)的第N位包含第N路原信號的字信息。 TDMA復(fù)用顯示Subsystem的內(nèi)部構(gòu)成 其中的方波信號為幀同步信號，作為二級時鐘，作為抽樣頻率；零階保持器的作用是，實現(xiàn)時隙分配中的同步，；單位延時器的作用是，使第一路信號不做任何處理，其它七路信號分別做相對于第一路信號的單位延遲，利用這種輸入信號在時間軸上相對位置的變化，實現(xiàn)對八路信號的分離，即時隙分配。 八路輸入信號經(jīng)過合并后的波形 輸出信號的對比其中，integer delay 參數(shù)如下圖所示。Hit values = 2，代表當(dāng)且僅當(dāng)該周期抽樣階級信號為第2級時（如第一個上升沿到達(dá)至第二個上升沿到達(dá)的期間）輸出1。 Pulse Generator方波信號形成器具體設(shè)置如附錄A 所示。ZeroOrder Hold零階保持器具體設(shè)置如附錄A 所示 單位延遲器，采樣周期為缺省值，Subsystem/Subsystem1中有八路輸入，第一路不做任何處理，對其他三路分別進(jìn)行相對于前一路的單位延遲，即第二路延遲一個單位，第三路延遲二個單位，第四路延遲三個單位……利用這種輸入信號在時間軸上相對位置的變化，可以實現(xiàn)對八路信號的分離，即時隙分配。其中Enable參數(shù)設(shè)置如附錄A所示，Enable的作用就是使在系統(tǒng)控制信號的控制之下（本系統(tǒng)中為方波信號），子系統(tǒng)可以自行啟動，不必再另行調(diào)用。 TDMA解復(fù)用時分復(fù)用的解調(diào)過程稱為時分解復(fù)用，它是時分復(fù)用的逆過程。由抽樣定理可知，將時間上離散的信號變成時間上連續(xù)的信號，其在信道上占用時間的有限性，為多路信號沿同一信道傳輸提供了條件。抽樣脈沖占據(jù)時間一般較短,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,各個信號就能分別互相分開，互不干擾并不失真地還原出原來的模擬信號。位同步是最基本的同步，是實現(xiàn)幀同步的前提。因此，接收端必須提供一個確定抽樣判決時刻的的定時脈沖序列.時分復(fù)用通信中的同步技術(shù)包括位同步(時鐘同步)和幀同步，這是數(shù)字通信的又一個重要特點(diǎn)。位同步的基本含義是收、發(fā)兩端機(jī)的時 鐘頻率必須同頻、同相，這樣接收端才能正確接收和判決發(fā)送端送來的每一個碼元。這樣，接收端從接收到PCM碼中提取出發(fā)端時鐘頻率來控制收端時鐘，就可做到位同步。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。如圖所示。PCM30/32系統(tǒng)的意思是整個系統(tǒng)共分為32個路時隙，其中30個路時隙分別用來傳送30路話音信號，一個路時隙用來傳送幀同步碼，另一個路時隙用來傳送信令碼。 PCM譯碼流程圖（3）仿真中的PCM譯碼 仿真中的PCM譯碼復(fù)用后的八路輸入信號，經(jīng)過位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，將二進(jìn)制的bit為轉(zhuǎn)換為信號電平，然后再做與壓縮相反的操作，使大信號還是大信號，小信號還是小信號，最后恢復(fù)原始信號。4系統(tǒng)性能的分析（1） 第一路信號不做任何處理，其它七路信號分別做相對于前一路輸入信號的兩個單位延遲。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。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。對比示波器5和示波器4的輸出波形。 scope3原始信號的波形 scope1重建新號后的輸出波形 scope5編碼后的輸出波形 scope5編碼后的輸出波形（2） 第一路信號不做任何處理，其它七路信號分別做相對于前一路輸入信號的一個單位延遲。示波器3接在仿真框圖的輸出端，即解復(fù)用端，其輸出波形為對復(fù)用波形進(jìn)行按時間抽取采樣分離以后的重建信號。仔細(xì)對比示波器1和示波器3的輸出波形。可以得出在經(jīng)過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隙分配復(fù)用原則解復(fù)用以后的波形。對比示波器5和示波器4的輸出波形。針對此情況，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，但是最終通過低通濾波器和數(shù)字濾波器的處理，已實現(xiàn)了基本的復(fù)用功能。在一定的時隙間隔下，雖然也能對信號進(jìn)行編譯碼，但是在原始信號的恢復(fù)時就會出現(xiàn)一定程度的失真，因此咋，在時分復(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。信道的抗噪聲性能是衡量一個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。本次畢業(yè)設(shè)計主要對信道抗噪聲性能跟抽樣次數(shù)，進(jìn)制數(shù)。香農(nóng)定理指出，在噪聲與信號獨(dú)立的高斯白噪信道中，假設(shè)信號的功率為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。由信道容量公式還可得出以下結(jié)論：(1)提高信號S與噪聲N功率之比，可以增加信道容量。(3)信道容量C一定時，帶寬W與信噪比S/N之間可以互換，即減小帶寬，同時提高信噪比，可以維持原來信道容量。但噪聲為高斯白噪聲時(實際的通信系統(tǒng)背景噪聲大多為高斯白噪)，增加帶寬同時會造成信噪比下降，因此無限增大帶寬也只能對應(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。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。該曲線表示任何實際的通信系統(tǒng)理論上頻帶利用能達(dá)到的極限。 香農(nóng)公式曲線5 TDMA方式的時隙分配算法在相鄰抽樣脈沖之間存在時間上的空隙，利用這種空隙便可以在同一信道中傳輸其它路 信號的抽樣脈沖，在接收端就可以想法把各種信號分開，最后實現(xiàn)恢復(fù)各路原始信號。時分解復(fù)用通信，是把各路信號在同一信道上占 有不同時間間隙進(jìn)行通信分離出原來的模擬信號。時分解復(fù)用是建立在抽樣定理的基礎(chǔ)上的,因為抽樣定理連續(xù)(模擬)的基帶信號由可能被 ，就是把時間分成一些均勻的時間間隙，將各路 信號的傳輸時間分配在不同的時間間隙，以達(dá)到互相分開，互不干擾的目的，在仿真過程中，恢復(fù)基帶信號時，由于噪聲或者參數(shù)設(shè)置的影響，時分復(fù)用的解調(diào)過程也比較復(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。 為了使系統(tǒng)中的所有成員都能均衡有效地工作，要求在一個時元內(nèi)， 不但任意網(wǎng)絡(luò)成員發(fā)送消息的間隔要均勻分布，而且整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息的間隔要近似均勻分布，也就是說分配每個節(jié)點(diǎn)的時隙應(yīng)具有周期性的等間隔。為此提出時隙塊模型，將時隙“成塊”地分給各節(jié)點(diǎn)。但考慮到時隙的均勻性原則，在選擇這些節(jié)點(diǎn)塊組合時，須滿足以下準(zhǔn)則：對同一級節(jié)點(diǎn)塊來說，塊間間隔 BI 越大越好。在掌握多址技術(shù)的思想，原理和實現(xiàn)方法上，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；并提出基于優(yōu)先級的TDMA動態(tài)時隙分配算法?；趦?yōu)先級的動態(tài)時隙分配算法和基于哈希算法的時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。該算法將節(jié)點(diǎn)的時隙需求劃分為3種情況:節(jié)點(diǎn)不需要使用時隙、只需要使用主時隙和需要競爭額外時隙。經(jīng)過仿真分析得出采用哈希算法的時隙分配策略能夠高效地利用時隙資源,提高信道利用率。但是這種算法沒有充分考慮節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)不均衡的情況,在競爭階段節(jié)點(diǎn)都按優(yōu)先級高低盡最大可能占有時隙,而不考慮自身的時隙需求,因此該算法不能充分利用時隙資源。根據(jù)二叉樹塊內(nèi)均分法,提出一種基于優(yōu)先級的態(tài)時隙分配算法,地面主控站可根據(jù)用戶的緊急或優(yōu)先級高低的預(yù)約請求進(jìn)行實時分配,能滿足用戶占用時隙塊發(fā)送較長報文的需求。根據(jù)仿真結(jié)果表明，基于優(yōu)先級的動態(tài)時隙分配算法，適用于用戶有應(yīng)急需要、發(fā)送較長報文、占用連續(xù)多時隙的場合，該策略采用預(yù)約時隙的方式，根據(jù)信息類型對應(yīng)的優(yōu)先級進(jìn)行排隊處理，依次滿足各用戶的預(yù)約請求，該算法時隙利用率高，能動態(tài)調(diào)整時隙分配，可有效避免信息的碰撞?！?總結(jié)我本次的畢業(yè)設(shè)計主要原理就是利用各個時隙在時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。但是在后面模塊中的解復(fù)用部分，由于抽樣的速率及時間都會對信號的恢復(fù)有影響，所以在時隙大小的控制仿真部分，實現(xiàn)過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，還是把信號解了出來。同時，過于簡單的電路可能會在功能上存在一定的缺陷，這是個遺憾。面對一個課題如何下手，這往往是我們遇見的最大問題，如何聯(lián)系學(xué)習(xí)的理論知識去處理，這是我們欠缺的地方。第二，能夠培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。仿真時，出不來結(jié)果，必須每個元件的，一步步去檢查。而且通過本次畢業(yè)設(shè)計，我把通信原理的基礎(chǔ)及重點(diǎn)知識又復(fù)習(xí)了一遍，又聯(lián)系仿真中的問題，通過自己動手，掌握了本次課程設(shè)計的實現(xiàn)原理，學(xué)習(xí)到了自己以前沒有學(xué)會、沒有掌握的一些知識，在這里，謝謝李老師的悉心教導(dǎo)與嚴(yán)格要求?？傊?，通過畢設(shè)，我收獲了很多。在這個過程中，我曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。同時我也明白對任何事情如果付出越多，那么你收獲也就越多。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)，一起做實驗，一起解決問題，這段時間我學(xué)到了很多東西。祝愿母校的將來更美好！參考文獻(xiàn)[1] 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