Matlab課程設(shè)計(jì)2

1、一 課程設(shè)計(jì)目的1.熟悉幀復(fù)接/解復(fù)接器在通信系統(tǒng)中所處的地位及作用 2.了解時(shí)分復(fù)用的工作過程和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如收發(fā)時(shí)鐘抖動(dòng), 信號(hào)時(shí)間彌散等因素對(duì)具體時(shí)分復(fù)用的工作過程的影響。二 課程設(shè)計(jì)原理 時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀(frame)每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)終端的信號(hào)而不混擾。同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)終端的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)終端只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分并接收下來。其原理圖如圖一所示. 圖一 時(shí)分多址系統(tǒng)原理圖三詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟1. 根據(jù)電路原理繪出電路原理

2、仿真模型。對(duì)時(shí)分多路系統(tǒng)在電路原理實(shí)現(xiàn)層次上進(jìn)行建模仿真，其電路原理仿真模型如圖二所示。 圖二 時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的電路原理仿真模型時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方式是使用一個(gè)輪詢的多路開關(guān)來選擇對(duì)應(yīng)時(shí)隙下接入的信號(hào)。多路開關(guān)在系統(tǒng)時(shí)鐘的控制下工作，每個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)隙，由于傳輸數(shù)據(jù)速率為60樣值/s，因此將系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)計(jì)為60hz的矩形脈沖。通過一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)器周期地輸出0,1,2三個(gè)值，用以控制一個(gè)三選一的多路開關(guān)。計(jì)數(shù)器使用dsp blokset工具箱中的counter模塊來實(shí)現(xiàn)。3路輸入信號(hào)分別接入到多路開關(guān)的3個(gè)信號(hào)輸入端口上。這樣多路開關(guān)將以0.05s為周期循環(huán)地訪問3個(gè)

3、輸入端口，其輸出也就是這3路信號(hào)時(shí)分復(fù)用的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)用示波器scope1分別分別觀察系統(tǒng)時(shí)鐘.多路開關(guān)的控制信號(hào)時(shí)分復(fù)用的輸出結(jié)果。是示波器scope2觀察輸入的3路信號(hào)。接收端的解復(fù)用功能被封裝為一個(gè)子系統(tǒng)，其一個(gè)子輸入端為信道中傳輸來的時(shí)分復(fù)用信號(hào)，另外一個(gè)是接收機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端，其輸出分別為3路解復(fù)用的信號(hào)，對(duì)應(yīng)于發(fā)送端的3路信號(hào)。子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖三所示。 triggered subsystem2 圖三 接收機(jī)解復(fù)子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘必須和發(fā)送時(shí)鐘同步。在模型中，由于信號(hào)直接從發(fā)送端連入及沒有信道的延遲，因此接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘與發(fā)送系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置為同頻率同相位的，在真實(shí)系統(tǒng)中

4、接收時(shí)鐘則必須通過時(shí)鐘提起和恢復(fù)電路（例如瑣相環(huán)等）來獲得。接收解復(fù)用本質(zhì)上是一個(gè)具有輸出保持功能的多路開關(guān)，有觸發(fā)子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。觸發(fā)子系統(tǒng)的輸入輸出的關(guān)系是：當(dāng)觸發(fā)端為觸發(fā)脈沖上升沿的時(shí)候，觸發(fā)子系統(tǒng)工作，此處即輸入與輸出端直通;否則，觸發(fā)子系統(tǒng)處于失效狀態(tài)，輸出端將保持原有值。因此這里的觸發(fā)子系統(tǒng)就相當(dāng)于一個(gè)具有采樣脈沖輸入端的零階乘保持電路。將接收系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行3分頻并移相，使其周期等于發(fā)送輪詢開關(guān)的循環(huán)周期，即一個(gè)數(shù)據(jù)幀周期，而脈沖相位（上升沿）分別對(duì)準(zhǔn)各路信號(hào)的時(shí)隙。本設(shè)計(jì)仍然用counter模塊可設(shè)計(jì)為計(jì)數(shù)器模式或分頻器模式。在發(fā)送端使用其計(jì)數(shù)器模式，從其cnt端輸出計(jì)數(shù)值，當(dāng)記數(shù)值

5、達(dá)到設(shè)定最大值時(shí)自動(dòng)回零。而本設(shè)計(jì)采用hit端作為輸出，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于某個(gè)設(shè)定值時(shí)輸出為高電平，否則輸出為零，這樣，通過設(shè)定hit值和計(jì)數(shù)最大值就可以達(dá)到要求的分頻和相移功能。最后，用示波器scope觀察解復(fù)后的3路輸出。2.根據(jù)仿真模型圖用matlab/smulink進(jìn)行建模仿真。3對(duì)仿真執(zhí)行后的波形結(jié)果進(jìn)行分析。 四.設(shè)計(jì)結(jié)果及分析1注意系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：（1）.發(fā)送系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置為基于時(shí)間的脈沖，幅度為1，脈沖周期為0.05/3s,脈沖占空比設(shè)置為50%，相位延遲為0，接收系統(tǒng)時(shí)鐘必須與之相同，但在實(shí)驗(yàn)中可修改其相位延遲來觀察時(shí)鐘不同步引起的解復(fù)用錯(cuò)誤。多路開關(guān)用multi-port switc

6、h模塊可實(shí)現(xiàn)，輸入端子數(shù)為3。注意，要選中use zero-based indexing,因?yàn)橛?jì)數(shù)器的輸出值中含有0，這樣，當(dāng)控制端輸入為0時(shí)，開關(guān)將第一路信號(hào)接入。（2）.發(fā)送端與接收端的counter模塊設(shè)置略有不同。兩者都設(shè)置為脈沖上升沿計(jì)數(shù)模式，并為升計(jì)數(shù)，最大計(jì)數(shù)值為2，之后自動(dòng)歸零，以達(dá)到3分頻的功能。發(fā)端計(jì)數(shù)器的輸出端口設(shè)置為count模式，接收端則設(shè)置為hit模式，為了達(dá)到移向目的，接收端子系統(tǒng)中3個(gè)分頻器的hit value 應(yīng)分別設(shè)置為0,1,2，使輸出脈沖上升沿位置對(duì)準(zhǔn)3路信號(hào)傳輸?shù)母髯詴r(shí)隙位置。2本設(shè)計(jì)的整個(gè)建模和仿真是針對(duì)信號(hào)波形的，系統(tǒng)中所有模塊均是連續(xù)系統(tǒng)，所有信

7、號(hào)也是時(shí)間連續(xù)信號(hào)。仿真采用固定步長，步長設(shè)置為0.05/3s，也可以采用變步長的算法。scope2顯示了輸入的3路信號(hào)波形。scope1顯示了60hz系統(tǒng)時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器輸出波形以及時(shí)分復(fù)用的輸出結(jié)果。計(jì)數(shù)器輸出波形是以0.05s為周期的，在0,1,2上循環(huán)取值。scope顯示了接收分路的輸出，各路信號(hào)對(duì)應(yīng)于發(fā)送的信號(hào)。其結(jié)果如下：scope2顯示三路發(fā)送信號(hào)波形 scope1顯示時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器輸出脈沖以及時(shí)分復(fù)用傳輸信號(hào) scope顯示接收解復(fù)用輸出波形3仿真也可以采用變步長的算法。將仿真參數(shù)改為變步長的ode45方式，步長可用auto方式，如果將接收端同步時(shí)鐘pulse generator2模

8、塊的延時(shí)參數(shù)由零修改為0.05/30，那么接收波形的分路序號(hào)就會(huì)發(fā)生變化。其結(jié)果如下所示。scope1顯示時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器輸出脈沖以及時(shí)分復(fù)用傳輸信號(hào)scope2顯示三路發(fā)送信號(hào)波形scope顯示接收解復(fù)用輸出波形4將接收同步時(shí)鐘pulse generator2模塊的脈沖周期設(shè)置為0.05/3+0.00001，及加入一個(gè)微小頻率誤差來模擬幀失步的情況，將仿真時(shí)間段設(shè)為0到inf示波器掃描范圍設(shè)為1s。啟動(dòng)仿真后，將看到接收分路信號(hào)不斷發(fā)生位置錯(cuò)亂。 scope輸出出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象4.本設(shè)計(jì)的模型還可以用來研究接收時(shí)鐘誤差對(duì)時(shí)分復(fù)用的影響。可見，對(duì)同一物理模型的建模隨建模目的和仿真測試指標(biāo)不同而變化的。5. 通信技術(shù)中基本多址技術(shù)之一，一種數(shù)字傳輸技術(shù)，將無線電頻率分成不同的時(shí)間間隙來分配給若干個(gè)通話。tdma較之fdma具有通信口號(hào)質(zhì)量高，保密較好，系統(tǒng)容量較大等優(yōu)點(diǎn)，但它必須有精確的定時(shí)和同步以保證移動(dòng)終端和基站間正常通信，技術(shù)上比較復(fù)雜。五 參考文獻(xiàn) 1matlab r2008 控制系統(tǒng)仿真實(shí)例教程 謝仕宏編著 北京：化