matlab数字通信,基于matlab时分复用数字通信系统的设计与实现.pdf
一、系统的功能及原理描述
时分多路复用(TDM,time division multiplex ):
在实际的通信系统中,为了提高通信系统的利用率,往往用多路通信的方式来传
输信号。所谓多路通信,就是指把多个不同信源所发出的信号组合成一个群信号,并
经由同一信道进行传输,在收端再将它分离并将它们相应接收。时分复用就是一种
常用的多路通信方式。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。
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 非线性失真的要求比较低。然而,时分复
用系统 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。
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。以下是n路时分复用系统的示意图:
时分复用系统结构示意图
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调幅(PAM)信号。下图为PAM信号产生过程。
话音输入fH
抽样脉冲 f≥2fH
PAM信号
这里抽样必须满足抽样定理,抽样定理指出,一个频带受限信号m(t),如果它的
最高频率为fh,则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。在满足这一
条件的情况下,抽样信号保留了原信号的全部信息,并且,从抽样信号中可以无失真
地恢复出原始信号。
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 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。
时分解复用中的同步技术原理:
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, 时分复用的调制信号不失真的分离出来。
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。
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
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